np = putaran poros ( rpm ) ( Aaron, Deutschman, 1975 .Hal 485 ) 3. METODOLOGI Pada bab ini akan dibahas secara detail mengenai perencanaan dan pembuatan alat,secara keseluruan proses pembuatan dan penyelesaian Tugas Akhir 3.1. Diagram Alir (Flow Chart) Proses

Pembuatan Mesin Penggiling Limbah Ikan

Gambar 3.1. Flowchart pembuatan mesin

penggiling limbah ikan. 3.2. Tahapan Proses Pembuatan Mesin

Penggiling Limbah Ikan Menjadi Tepung Ikan

Dalam pelaksanaan pembuatan Tugas Akhir ini melalui beberapa tahap sebagai berikut :

1. Studi Literatur Pada tahap ini merupakan proses pencarian data dan referensi yang digunakan sebagai acuan pada proses perancangan sekaligus memperkuat ide yang sudah ada.

2. Observasi

Pada tahap ini dilakukan pengamatan langsung terhadap situasi dan kondisi yang terjadi di lapangan, meliputi kapasitas mesin, tempat peletakkan mesin, dan desain mesin yang cocok.

3. Data Lapangan Data lapangan diperoleh bahwa produksi tepung ikan masih menggunakan alat yang berkapasitas rendah dan limbah ikan juga jarang dimanfaatkan.

4. Perencanaan dan Perhitungan Pada tahap ini bertujuan untuk mendapatkan desain dan mekanisme yang tepat dengan memperhatikan data yan telah diperoleh dari studi literatur dan observasi. Rencana mesin yang akan dirancang adalah mesin penggiling limbah ikan dengan sistem pencacah.

5. Persiapan Alat dan Bahan Persiapan alat ini meliputi beberapa alat antara lain : alat manufaktur (mesin bubut, mesin drilling, dan lain-lain), motor bensin 2400 rpm (5,5 HP), elemen mesin (bantalan, poros, pisau, pulley, dan belt), rangka mesin, dan limbah ikan.

6. Pembuatan dan Perakitan Alat Berdasarkan hasil perhitungan dan perencanaan dapat diketahui jenis bahan dan dimensi dari komponen yang akan diperlukan sebagai acuan dalam pembuatan alat. Dari komponen yang diperoleh maka dilakukan proses perakitan sesuai dengan desain perencanaan.

7. Pengujian Alat Setelah alat selesai dibuat maka dilakukan pengujian dengan cara mengoperasikan alat tersebut. Dalam pengujian nanti akan dicatat dan dianalisa waktu yang diperlukan dalam penggilingan limbah ikan menjadi tepung ikan.

8. Pembuatan Laporan Tahap ini merupakan akhir dari pembuatan mesin penggiling limbah ikan. Laporan ini sebagai pertanggung

jawaban atas segala sesuatu yang terjadi dalam kegiatan tugas akhir ini.

3.3. Cara Kerja Mesin Penggiling Limbah

Ikan Cara kerja mesin ini sederhana sehingga

untuk menggunakan alat ini seseorang tidak perlu mempunyai keahlian khusus. Untuk menjalankan alat ini cukup mengubah tombol on/off yang tersedia pada motor bensin. Putaran dari motor bensin akan memutar pulley pertama pada motor dan akan menggerakkan V-belt serta dapat menggerakkan pulley kedua pada poros. Pulley yang kedua akan menggerakkan poros di mana poros ini akan menggerakkan pisau untuk melakukan penggilingan limbah ikan.

Mesin ini menggunakan motor bensin dengan daya 5,5 HP dengan putaran 2400 rpm. Motor bensin akan menggerakan mekanisme pulley pada poros pisau, sehingga akan menggiling limbah ikan melalui filter yang berukuran 70 mesh yang terdapat pada sisi bawah tabung.

Bahan yang sudah disiapkan berupa limbah ikan yang sudah dikeringkan selama 6 jam dan dipisahkan dari kotoran. Contoh kotoran yang mengganggu proses ini adalah batu, kayu, ulat, dan lain-lain. Setelah limbah ikan sudah dipilih maka dimasukkan ke mesin penggiling. Setelah itu hasil dari penggilingan ini adalah tepung ikan.

Gambar 3.2. Mesin penggiling limbah ikan

3.4. Alat dan Bahan pada Proses Penggilingan Limbah Ikan

Gambar 3.3. Ember tepung ikan Gambar 3.4. Kunci Inggris

Gambar 3.5. Obeng

Gambar 3.6. Limbah ikan sebelum dicacah

Gambar 3.7. Tepung ikan hasil cacahan

4. PERANCANGAN DAN

PERHITUNGAN Dalam bab ini akan dibahas perhitungan

mesin penggiling limbah ikan yang diperlukan oleh mesin agar dapat berjalan dan berfungsi dengan baik. Setelah itu menghitung elemen-elemen mesin yang mendukung perencanaan mesin ini seperti : kapasitas mesin, perhitungan daya, gaya potong, poros, pulley, belt, dan bantalan sehingga aman dalam penggunaannya. 2.1. Menghitung Putaran Poros Pisau

Dengan mengetahui putaran pada motor maka dapat ditentukan putaran pada poros pisau yang dapat diketahui dengan persamaan berikut :

Gambar 4.1. Transmisi belt dan pulley

𝑛𝑛1

𝑛𝑛2= 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑑𝑑𝑝𝑝

Diketahui : n1 = 2400 rpm dp = 50 mm Dp = 400 mm

Sehingga : 𝑛𝑛1

𝑛𝑛2= 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑑𝑑𝑝𝑝

𝑛𝑛2 = 𝑑𝑑𝑝𝑝𝐷𝐷𝑝𝑝

𝑛𝑛1

= 50 𝑚𝑚𝑚𝑚

400 𝑚𝑚𝑚𝑚 2400 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚

𝑛𝑛2 = 300 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚 4.2. Analisa Gaya dan Torsi Pencacah

Sebelum pembuatan mesin dilakukan percobaan awal mengetahui besarnya gaya potong pada ikan teri. Percobaan dilakukan dengan metode seperti pada gambar berikut:

Gambar 4.2. Uji potong ikan teri Keterangan:

1. Pisau pemotong 2. Ikan teri 3. Timbangan

Metode percobaan : Dalam percobaan ini limbah ikan diambil dengan struktur yang paling besar dan kuat, yaitu ikan teri. Ikan teri diletakkan di atas timbangan, pemotongan dilakukan dengan cara meletakkan pisau di atas ikan kemudian pisau tersebut di beri tekanan dari atas hingga ikan teri putus/terpotong. Angka terbesar dalam jarum timbangan merupakan besarnya gaya potong pada ikan teri.

Tabel 4.1. Tabel Uji Potong Ikan Teri Bahan

Uji Luas

Bahan (cm2)

Gaya Potong (Kgf)

Ikan teri 4,3 0,7 Ikan teri 4,8 1,0 Ikan teri 4,4 0,9 Ikan teri 5,0 1,2 Ikan teri 4,5 0,7 Rata-Rata

0,9

Dari data di atas, diambil gaya potong yang paling besar, sehingga terhitung : Di mana : Panjang pisau = 11,5 cm Maka :

𝑊𝑊 = 𝑚𝑚.𝑔𝑔 𝑊𝑊 = 0,9 𝑘𝑘𝑔𝑔 . 9,81 𝑚𝑚/𝑠𝑠2 𝑊𝑊 = 8,83 𝑁𝑁

Sehingga gaya geser (Fr) pada pisau adalah :

+ ∑𝑀𝑀𝑃𝑃𝑃𝑃𝑠𝑠𝑃𝑃𝑃𝑃 = 0 𝑊𝑊. 11,5 𝑐𝑐𝑚𝑚 − 𝐹𝐹𝑘𝑘 . �11,5

2� 𝑐𝑐𝑚𝑚 = 0

8,83 .11,5 𝑐𝑐𝑚𝑚 − 𝐹𝐹𝑘𝑘 . 5,75 𝑐𝑐𝑚𝑚 = 0 101,55− 𝐹𝐹𝑘𝑘 . 5,75 = 0 101,55

5,75= 𝐹𝐹𝑘𝑘

𝐹𝐹𝑘𝑘 = 17,66 𝑁𝑁 Pisau yang digunakan untuk memotong

ikan dalam perencanaan mesin sebanyak 60 pisau untuk dua kali potong, sehingga dapat dihitung besarnya gaya potong untuk 60 pisau menggunakan rumus :

𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 = 𝐹𝐹𝑘𝑘 . 𝑧𝑧 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 = 17,66 𝑁𝑁 .60 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 = 1059,60 𝑁𝑁

𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 =1059,60 𝑁𝑁9,81 𝑚𝑚/𝑠𝑠2

𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 = 108,01 𝑘𝑘𝑔𝑔 4.3. Analisa Daya

Daya yang dibutuhkan mesin penggiling limbah ikan dapat dikelompokan menjadi dua, yaitu :

• Daya pemotongan limbah ikan • Daya momen inersia

4.3.1. Daya Pemotongan Limbah Ikan 4.3.1.1. Menentukan Kecepatan Pisau

Menentukan kecepatan keliling pisau dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

Gambar 4.3. Skema poros pisau Diketahui : Panjang pisau (Lp) = 11,5cm, Diameter poros pisau (dpp) = 3 cm

𝑣𝑣𝑝𝑝 = 𝜋𝜋. (𝐿𝐿𝑝𝑝 + 𝑑𝑑𝑝𝑝𝑝𝑝 ).𝑛𝑛2

60 . 100

𝑣𝑣𝑝𝑝 = 𝜋𝜋 . (11,5 + 3)𝑐𝑐𝑚𝑚 . 300 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚

60 . 100

𝑣𝑣𝑝𝑝 = 2,28 𝑚𝑚/𝑠𝑠

4.3.1.2. Daya Pemotongan Setelah didapatkan gaya potong dan

kecepatan keliling pisau, daya pemotongan dapat dihitung dengan cara sebagai berikut : Diketahui : 𝐹𝐹𝑝𝑝 = 1059,60 𝑁𝑁 𝑣𝑣𝑝𝑝 = 2,28 𝑚𝑚/𝑠𝑠 Sehingga :

𝑃𝑃𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = 𝐹𝐹𝑝𝑝 . 𝑣𝑣𝑝𝑝 𝑃𝑃𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = 1059,60 𝑁𝑁 . 2,28𝑚𝑚/𝑠𝑠 𝑃𝑃𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = 2415,89 𝑤𝑤𝑃𝑃𝑝𝑝𝑝𝑝

4.3.2. Daya Momen Inersia 4.3.2.1. Momen Inersia Pisau

Menentukan momen inersia pada pisau dihitung dengan cara sebagai berikut : Diketahui : Massa pisau (𝑚𝑚𝑝𝑝𝑃𝑃 ) = 1,3 𝑘𝑘𝑔𝑔 Panjang pisau (Lp) = 11,5cm = 0,115 m Sehingga,

𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃 = 13𝑚𝑚𝑝𝑝𝑃𝑃 . 𝐿𝐿2

𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃

= 13

1,3𝑘𝑘𝑔𝑔. (0,115 𝑚𝑚)2

𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃 = 0,005731 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚2 4.3.2.2. Momen Inersia Poros

Menentukan momen inersia pada poros dihitung dengan cara sebagai berikut : Diketahui : Massa poros (𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝 ) = 2 𝑘𝑘𝑔𝑔 Diameter poros (D𝑝𝑝𝑝𝑝 ) = 3 𝑐𝑐𝑚𝑚 Radius poros (r𝑝𝑝𝑝𝑝 ) = 3 𝑐𝑐𝑚𝑚 ∶ 2 = 1,5 cm Sehingga,

𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 = 12𝑚𝑚𝑝𝑝𝑝𝑝 . 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑝𝑝 2

𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝

= 12

2 𝑘𝑘𝑔𝑔 . (1,5 𝑐𝑐𝑚𝑚)2 𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 = 2,25 𝑘𝑘𝑔𝑔. 𝑐𝑐𝑚𝑚2 𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 = 0,00225 𝑘𝑘𝑔𝑔 .𝑚𝑚2

Lp+dpp

dpp

Lp

4.3.2.3. Kecepatan Sudut Setelah memperoleh momen inersia pada poros dan pisau maka kecepatan sudut yang dihasilkan dapat ditentukan sebagai berikut : Diketahui :

n2 = 300 rpm Sehingga

𝜔𝜔 = 𝜋𝜋 .𝑛𝑛2

30

𝜔𝜔 = 𝜋𝜋 .300

30

𝜔𝜔 = 31,42 rad/s

4.3.2.4. Percepatan Sudut Setelah memperoleh kecepatan sudut maka percepatan sudut yang dihasilkan dapat ditentukan sebagai berikut :

𝛼𝛼 = 𝜔𝜔1 − 𝜔𝜔2

∆𝑝𝑝

Di mana : • 𝜔𝜔 = 𝑑𝑑𝑑𝑑

𝑑𝑑𝑝𝑝= 2𝜋𝜋

𝑝𝑝

• 𝑝𝑝 = 2𝜋𝜋

𝜔𝜔= 2 . 𝜋𝜋

31,42 𝑟𝑟𝑃𝑃𝑑𝑑 /𝑠𝑠= 0,20 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐𝑝𝑝𝑛𝑛𝑑𝑑

Jadi :

𝛼𝛼 = 𝜔𝜔1 − 𝜔𝜔2

∆𝑝𝑝 → 𝛼𝛼 =

𝑑𝑑𝜔𝜔𝑑𝑑𝑝𝑝

𝛼𝛼 = 𝑑𝑑𝜔𝜔𝑑𝑑𝑝𝑝

𝛼𝛼 = 31,42 𝑟𝑟𝑃𝑃𝑑𝑑/𝑠𝑠0,20 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑐𝑐𝑝𝑝𝑛𝑛𝑑𝑑

𝛼𝛼 = 157,10 𝑟𝑟𝑃𝑃𝑑𝑑/𝑠𝑠2 4.3.2.5. Torsi Inersia Setelah memperoleh percepatan sudut maka torsi masing-masing momen dapat ditentukan sebagai berikut :

• Torsi Pisau ;

𝑇𝑇𝑝𝑝𝑃𝑃 =𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃 .𝛼𝛼𝑔𝑔

𝑇𝑇𝑝𝑝𝑃𝑃

=0,005731 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚2 . 157,10 𝑟𝑟𝑃𝑃𝑑𝑑/𝑠𝑠2

9,81 𝑚𝑚/𝑠𝑠2

𝑇𝑇𝑝𝑝𝑃𝑃 = 0,091778 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑚𝑚 𝑇𝑇𝑝𝑝𝑃𝑃 = 91,778 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑚𝑚𝑚𝑚

• Torsi Poros ;

𝑇𝑇𝑝𝑝𝑝𝑝 =𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 .𝛼𝛼𝑔𝑔

𝑇𝑇𝑝𝑝𝑝𝑝 =0,00225 𝑘𝑘𝑔𝑔 .𝑚𝑚2 . 157,10 𝑟𝑟𝑃𝑃𝑑𝑑/𝑠𝑠2

9,81 𝑚𝑚/𝑠𝑠2

𝑇𝑇𝑝𝑝𝑝𝑝 = 0,036032 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑚𝑚 𝑇𝑇𝑝𝑝𝑝𝑝 = 36,032 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑚𝑚𝑚𝑚 4.3.2.6. Daya Inersia Poros dan Pisau Setelah diketahui torsi pada pisau dan poros maka daya inersia dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut :

• Daya Inersia Pisau ;

𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃 =𝑇𝑇𝑝𝑝𝑃𝑃 .𝑛𝑛

9,74 . 105

𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃 =91,778 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑚𝑚𝑚𝑚 . 300 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚

9,74 . 105

𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃 = 0,028 𝐾𝐾𝑤𝑤

• Daya inersia Poros,

𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 =𝑇𝑇𝑝𝑝𝑝𝑝 .𝑛𝑛

9,74 . 105

𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 =36,032 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑚𝑚𝑚𝑚 . 300 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚

9,74 . 105

𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 = 0,011 𝐾𝐾𝑤𝑤

4.3.3. Daya Total yang Diperlukan Daya inersia total yang dibutuhkan adalah : 𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝 = 𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑃𝑃 + 𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝𝑝𝑝 + 𝑃𝑃𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝 = 0,028 𝐾𝐾𝑤𝑤 + 0,011 𝐾𝐾𝑤𝑤 + 2,415 𝐾𝐾𝑤𝑤 𝑃𝑃𝐼𝐼𝑝𝑝 = 2,454 𝐾𝐾𝑤𝑤 ( 1 Hp = 0,746 Kw ) Jadi motor bensin yang digunakan mempunyai daya (P3) = 4,103 Kw/5,5 Hp dengan putaran motor 2400 rpm 4.4. Perencanaan Belt dan Pulley 4.4.1. Daya Perencanaan

3.PfP cd = Diketahui:

fc = 1,0-1,5 Sehingga : 3.PfP cd =

Kw

Kw3339,5

103,43,1=

⋅=

4.4.2. Pemilihan Type Belt Sebelum menghitung perencanaan belt yang menggunakan 1 belt maka ditentukan dahulu type belt yang dianjurkan. Pemilihan type ini belt dapat diketahui dari daya perencanaan dan

banyaknya putaran yang terjadi pada pulley terkecil. Diketahui bahwa : Pd = 5,3339 Kw n = 2400 rpm

Gambar 4.4. Diagram Pemilihan Belt

Berdasarkan diagram di atas maka diperoleh :

• Type belt yang dianjurkan adalah Type A

• Lebar (b) = 8 mm • Tinggi (h) = 10,5mm • Luas (A) = 0,81 cm2

4.4.3. Kecepatan Keliling Pulley

Gambar 4.5. Transmisi pulley dan belt

Diketahui : n1 = 2400 rpm dp = 50 mm Sehingga :

𝑣𝑣𝑏𝑏 = 𝜋𝜋.𝑑𝑑𝑝𝑝 .𝑛𝑛1

60 . 1000

𝑣𝑣𝑏𝑏 = 𝜋𝜋. 50 𝑚𝑚𝑚𝑚 . 2400 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚

60 . 1000

𝑣𝑣𝑏𝑏 = 6,28 𝑚𝑚/𝑠𝑠 4.4.4. Gaya Keliling Belt

Gaya keliling belt dapat dicari dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

F = ß . Frated

Di mana : • β = 1,5-2 ( didapatkan pada hal 199, terlampir

) • 𝐹𝐹𝑟𝑟𝑃𝑃𝑝𝑝𝑠𝑠𝑑𝑑 = 102 𝑥𝑥 𝑃𝑃3

𝑣𝑣= 102 𝑥𝑥 4,103 𝐾𝐾𝑤𝑤

6,28 𝑚𝑚/𝑠𝑠 =66,64 𝐾𝐾𝑔𝑔

Sehingga : F = ß . Frated F = 1,5 . 66,64 𝐾𝐾𝑔𝑔 F = 99,96 𝐾𝐾𝑔𝑔 ( Dobrovolsky; 1978. Hal 199 dan Hal 252 ) 4.4.5. Tegangan Belt

Tegangan belt dapat diketahui dengan rumus :

σ𝑑𝑑 = 2 .𝜑𝜑 .𝜎𝜎0 Diketahui :

Untuk V-belt : 𝜎𝜎0 = 12 kg/𝑐𝑐𝑚𝑚2 (Diktat Elemen Mesin II hal 60) Untuk V-belt : φ0 = 0,9 (Diktat Elemen Mesin II hal 50)

Sehingga : σ𝑑𝑑 = 2 .𝜑𝜑 .𝜎𝜎0 σ𝑑𝑑 = 2 . 0,9 . 12 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑐𝑐𝑚𝑚2 σ𝑑𝑑 = 21,6 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑐𝑐𝑚𝑚2

4.4.6. Jarak Sumbu Poros Pulley dengan

Pulley Perencanaan Dp < C < 3 (Dp + dp)

Diketahui : dp = 50 mm Dp = 400 mm

Sehingga : Dp < C < 3 (Dp + dp) 400 mm < C < 3 (50 mm + 400 mm) 400 mm < C < 1350 mm Maka dipilih C = 510 mm

4.4.7. Panjang Belt

Untuk menghitung panjang perencanaan belt yang akan dipakai digunakan rumus : L = 2. C + 𝜋𝜋

2 (Dp + dp) + (Dp − dp)2

4.𝐶𝐶

L = 2. 510 mm + 𝜋𝜋2 (50 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 400 𝑚𝑚𝑚𝑚) +

�400 𝑚𝑚𝑚𝑚 – 50 𝑚𝑚𝑚𝑚�2

4.510 𝑚𝑚𝑚𝑚

L = 1020 mm + 706,86 mm + 60,05 mm L = 1786,91 mm 4.4.8. Jarak Sumbu Poros

Untuk menghitung jarak sumbu poros yang akan dipakai maka digunakan rumus :

B = 2.L – 3,14 (Dp + dp)

C = B + �𝐵𝐵2− 8(Dp − dp)2

8

Di mana B = 2.L – 3,14 (Dp + dp) B = 2.1786,91 mm – 3,14 (400 mm + 50 mm) B = 3573,82 mm – 1413 mm B = 2160,82 mm

Sehingga didapatkan jarak antara poros pada pulley yang akan dipakai :

C = B + �𝐵𝐵2− 8(Dp − dp)2

8

C = 2160,82 mm + �(2160,82 mm )2− 8 (400 mm− 50 mm )2

8

C = 2160,82 mm + 240,09 mm C = 2400,91 mm

4.4.9. Sudut Kontak pada Pulley

Besarnya sudut kontak antara pulley dan belt dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

\

Gambar 4.6. Sudut kontak Diketahui : dp = 50 mm Dp = 400 mm C = 2400,91 mm Maka,

𝑑𝑑 = 1800 − 57 (𝐷𝐷𝑝𝑝 – 𝑑𝑑𝑝𝑝 )𝐶𝐶

𝑑𝑑 = 1800 − 57 (400 𝑚𝑚𝑚𝑚 – 50 𝑚𝑚𝑚𝑚 )2400,91

𝑑𝑑 = 171,690 = 2,994 rad

4.4.10. Gaya Efektif Belt : Diketahui : • µ = 0,3 ( didapatkan pada hal 171 ) • 𝑑𝑑 = 2,994 rad

𝐹𝐹𝑠𝑠 = 𝐹𝐹1 − 𝐹𝐹2 𝐹𝐹1

𝐹𝐹2� = 𝑠𝑠𝜇𝜇 ′ 𝑑𝑑

𝐹𝐹1𝐹𝐹2� = 𝑠𝑠0,3.2,994

𝐹𝐹1 = 2,455.𝐹𝐹2 • 𝑇𝑇4 = 9,74.105 . 𝑃𝑃3

𝑛𝑛1

𝑇𝑇4 = 9,74.105 .4,103 𝐾𝐾𝑤𝑤2400 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚

𝑇𝑇4 = 1665 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 • 𝐹𝐹𝑠𝑠 = 𝑇𝑇4

𝑟𝑟𝑝𝑝= 1665 𝑘𝑘𝑔𝑔 .𝑚𝑚𝑚𝑚

25 𝑚𝑚𝑚𝑚 = 66,6 kg

• 𝐹𝐹𝑠𝑠 = 𝐹𝐹1 − 𝐹𝐹2 66,6 𝑘𝑘𝑔𝑔 = 2,455.𝐹𝐹2 − 𝐹𝐹2 66,6 𝑘𝑘𝑔𝑔 = 1,455.𝐹𝐹2

𝐹𝐹2 =66,6 𝑘𝑘𝑔𝑔1,455

𝐹𝐹2 = 45,77 𝑘𝑘𝑔𝑔 • 𝐹𝐹1 = 2,455 𝑥𝑥 45,77 𝑘𝑘𝑔𝑔

𝐹𝐹1 = 112,37 𝑘𝑘𝑔𝑔 (Sularso, Kiyokatsu Suga; 1991.Hal 171) 4.4.11. Tegangan Maksimum Pada Belt

Tegangan maksimum pada belt dapat diketahui menggunakan rumus :

𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 𝜎𝜎𝑝𝑝 + 𝐹𝐹

2.𝐴𝐴+ 𝛾𝛾. 𝑣𝑣2

10.𝑔𝑔+ 𝐸𝐸𝑏𝑏

ℎ𝐷𝐷𝑚𝑚𝑃𝑃𝑛𝑛

Diketahui : • h = 1,35 mm (Rubber canvas didapatkan

pada tabel 22 ) • γ = 1,4 kg/m3 (Solid-woven cotton

didapatkan pada tabel 22) • Eb = 600 kg/cm2 ( Solid-woven cotton

didapatkan pd tabel 22 ) • σ0 = 12 kg/cm2 • F = 99,96 kg • A = 0,81 cm2 • v = 6,28 m/s • g = 9,81 m/s2 • Dmin = 50 mm

Sehingga :

𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 𝜎𝜎𝑝𝑝 + 𝐹𝐹

2.𝐴𝐴+ 𝛾𝛾. 𝑣𝑣2

10.𝑔𝑔+ 𝐸𝐸𝑏𝑏

ℎ𝐷𝐷𝑚𝑚𝑃𝑃𝑛𝑛

𝜽𝜽

𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 12 kgcm2� +

99,96 kg2.0,81 cm2

+

1,4 kgm3� . (6,28 𝑚𝑚 𝑠𝑠⁄ )2

10. 9,81𝑚𝑚 𝑠𝑠2�

+ 600 𝑘𝑘𝑔𝑔/ 𝑐𝑐𝑚𝑚2 1,35 𝑚𝑚𝑚𝑚50 𝑚𝑚𝑚𝑚

𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 12 kgcm2� + 61,70 kg

cm2�

+ 0,56283 kgm2�

+ 16,2 kgcm2�

𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 12 kgcm2� + 61,70 kg

cm2�

+ 0,000056283 kgcm2�

+ 16,2 kgcm2�

𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 89,90 kgcm2�

4.4.12. Jumlah Putaran Belt Untuk mengetahui jumlah putaran belt

per detik digunakan rumus sebagai berikut :

u = 𝑉𝑉𝐿𝐿

Diketahui : v = 6,28 m/s L = 1786,91 mm = 1,78691 m

Sehingga : u = 𝑉𝑉

𝐿𝐿

u = 6,28 𝑚𝑚/𝑠𝑠1,78691 𝑚𝑚

u = 3,52 s-1 4.4.13. Umur Belt

Umur belt dapat diketahui menggunakan rumus :

H = 𝑁𝑁𝑏𝑏𝑃𝑃𝑠𝑠𝑠𝑠

3600 .𝑃𝑃 .𝑧𝑧 � 𝜎𝜎𝑓𝑓𝑃𝑃𝑝𝑝𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥

�𝑚𝑚

Diketahui :

Nbase = 107cycle u = 3,52 s-1 Z = 1 σfat = 90 kg/cm2 untuk V-Belt σmax = 89,90 kg/cm2 m = 8

Sehingga : H = 𝑁𝑁𝑏𝑏𝑃𝑃𝑠𝑠𝑠𝑠

3600 .𝑃𝑃 .𝑧𝑧 � 𝜎𝜎𝑓𝑓𝑃𝑃𝑝𝑝𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥

�𝑚𝑚

H = 107 3600 .3,52 𝑠𝑠−1 .1

� 90 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑐𝑐𝑚𝑚2

89,9 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑐𝑐𝑚𝑚2�8

H = 796,19 jam 4.4.14. Dimensi Pulley

Untuk V-belt type A diperoleh data-data (lampiran sebagai berikut Diketahui :

e = 12,5 mm c = 3,5 mm t = 16 mm s = 10 mm v = 34o – 40o

Sehingga : A . Diameter pulley penggerak (Dm) :

a) Mencari diameter luar pulley 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 = 𝐷𝐷𝑚𝑚 + 2. 𝑐𝑐 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 = 50 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 2.3,5 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 = 57 𝑚𝑚𝑚𝑚

b) Mencari diameter dalam pulley 𝐷𝐷𝑃𝑃𝑛𝑛 = 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 − 2. 𝑠𝑠 𝐷𝐷𝑃𝑃𝑛𝑛 = 57 𝑚𝑚𝑚𝑚− 2.12,5 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷𝑃𝑃𝑛𝑛 = 32 𝑚𝑚𝑚𝑚

c) Mencari lebar pulley 𝐵𝐵 = (𝑧𝑧 − 1)𝑝𝑝 + 2. 𝑠𝑠

𝐵𝐵 = (1 − 1)2 + 2.10 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐵𝐵 = 20 𝑚𝑚𝑚𝑚

Nilai ( c, e dan s ), didapatkan pada buku ( Dobrovolsky; 1978. Tabel 23, Hal 226 ). B . Pulley yang digerakkan (Dp) :

a) Diameter pulley luar yang digerakkan 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 = 𝐷𝐷𝑝𝑝 + 2. 𝑐𝑐 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 = 400 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 2.3,5 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 = 407 𝑚𝑚𝑚𝑚

b) Mencari diameter dalam pulley 𝐷𝐷𝑃𝑃𝑛𝑛 = 𝐷𝐷𝑝𝑝 − 2. 𝑠𝑠 𝐷𝐷𝑃𝑃𝑛𝑛 = 407 𝑚𝑚𝑚𝑚− 2.12,5 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐷𝐷𝑃𝑃𝑛𝑛 = 382 𝑚𝑚𝑚𝑚

4.4.15. Gaya Berat Pulley yang Digerakkan

Untuk mengetahui besarnya gaya berat pulley yang diggerakkan dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : W = ρ . V . g V = 𝜋𝜋

4 (𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 - Din)2 B

Diketahui : 𝜌𝜌 = 7,27. 103 kg/m3 g = 9,81 m/s2

Dout = 407 mm = 0,407 m

Din = 382 mm = 0,382 m B = 20 mm = 0,020 m

Sehingga : V = 𝜋𝜋

4 (𝐷𝐷𝑝𝑝𝑃𝑃𝑝𝑝 - Din)2. B

V = 𝜋𝜋4 (0,407 m – 0,382 m)2 . 0,020 m

V = 9,82. 10-6 m3 W = ρ . V . g W = 7,27. 103 kg/m3. 9,82. 10-6 m3. 9,81 m/s2

W = 0,70 N 4.5. Perencanaan Poros 4.5.1. Perhitungan Diameter Poros Data yang diketahui : • Daya motor bensin (N3) = 5,5 Hp = 4,103 Kw

(1 HP = 0,746 Kw) • Putaran poros (n2) = 300 rpm • Panjang poros = 840 mm

4.5.2. Gaya Pulley terhadap Poros

Besarnya gaya pulley yang terjadi pada poros dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

𝐹𝐹𝑟𝑟 = 𝐹𝐹𝜑𝜑

. sin 𝛼𝛼2

Diketahui :

F = 99,66 kg 𝜑𝜑 = 0,7 𝑑𝑑 = 171,690

Sehingga : 𝐹𝐹𝑟𝑟 = 𝐹𝐹

𝜑𝜑 . sin 𝛼𝛼

2

𝐹𝐹𝑟𝑟 = 99,66 𝑘𝑘𝑔𝑔0,7

. sin 171,69𝑝𝑝

2

𝐹𝐹𝑟𝑟 = 141,99 kg 4.5.3. Gaya Maksimum pada Pulley

Untuk menentukan gaya maksimum pada pulley menggunakan rumus :

𝐹𝐹𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 . A

Diketahui : σmax = 89,90 kg/cm2

A = 0,81 cm2

Sehingga : 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 𝜎𝜎𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 . A 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 89,9 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑐𝑐𝑚𝑚2 . 0,81 cm2 𝐹𝐹𝑚𝑚𝑃𝑃𝑥𝑥 = 72,819 kg 4.5.4. Diagram Beban Poros Free Body Diagram

Gambar 4.7. Diagram beban poros

Di mana : • F1 = Gaya yang menarik belt • F2 = Gaya yang kendur • Wp = Gaya pemotongan • Av = Gaya yang terjadi pada titik A

dengan arah vertikal • Bv = Gaya yang terjadi pada titik B

dengan arah vertikal • Ah = Gaya yang terjadi pada titik A

dengan arah horizontal

• Bh = Gaya yang terjadi pada titik B dengan arah horizontal

4.5.5. Gaya pada Poros

𝐹𝐹𝑝𝑝 = 𝐹𝐹1 + 𝐹𝐹2 Di mana :

𝐹𝐹1 = 112,37 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝐹𝐹2 = 45,77 𝑘𝑘𝑔𝑔

Sehingga : 𝐹𝐹𝑝𝑝 = 𝐹𝐹1 + 𝐹𝐹2

= 112,37 kg + 45,77 kg 𝐹𝐹𝑝𝑝 = 158,14 kg 4.5.6. Menghitung Beban Poros Arah

Horizontal dan Vertikal 4.5.6.1. Gaya dan Momen pada Arah

Horizontal

Gambar 4.8. Gaya dan Momen pada Arah Horizontal

Bh Bv

25 mm

5 mm

WPemotong Ah Av F2 Fe F1 FPemotong Wp

650 mm

122 mm

122 mm

650 mm

Fp Bh Ah

(+)∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 𝑚𝑚.𝑃𝑃𝑥𝑥 ∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 𝑚𝑚. 0 ∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 0 −𝐹𝐹𝑝𝑝 + 𝐴𝐴ℎ + 𝐵𝐵ℎ = 0 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 + 𝐴𝐴ℎ + 𝐵𝐵ℎ = 0 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 = −𝐴𝐴ℎ −𝐵𝐵ℎ ............................................(1)

(+)∑𝑀𝑀𝑏𝑏 = 𝐼𝐼.𝛼𝛼 ∑𝑀𝑀𝑏𝑏 = 𝐼𝐼. 0 ∑𝑀𝑀𝑏𝑏 = 0 𝐹𝐹𝑝𝑝(122 𝑚𝑚𝑚𝑚)− 𝐴𝐴ℎ(650 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 0 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚) − 𝐴𝐴ℎ(650 𝑚𝑚𝑚𝑚)

= 0 19293,08 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚− 𝐴𝐴ℎ(650 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 0 𝐴𝐴ℎ(650 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 19293,08 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐴𝐴ℎ =29,68 𝑘𝑘𝑔𝑔........................................................(2)

Persamaan (2) disubtitusikan ke persamaan (1) 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 = −𝐴𝐴ℎ − 𝐵𝐵ℎ 𝐵𝐵ℎ = 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 𝐴𝐴ℎ 𝐵𝐵ℎ = 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 29,68 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝐵𝐵ℎ = 128,46 𝑘𝑘𝑔𝑔

Gambar 4.9. Potongan bidang horizontal Potongan I-I, 0 mm ≤ X1 ≤ 122 mm

• Momen bending di titik A :

(+)∑𝑀𝑀1 = 𝐼𝐼.𝛼𝛼

∑𝑀𝑀1 = 𝐼𝐼. 0 ∑𝑀𝑀1 = 0 𝑀𝑀1 + 𝐹𝐹𝑝𝑝 (𝑋𝑋1) = 0 𝑀𝑀1 = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋1)

Misal X1 = 122 mm M1 = MA = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋1)

= −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔. 122 𝑚𝑚𝑚𝑚 MA = −19293,08 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚

• Gaya geser di titik A : (+)∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 𝑚𝑚.𝑃𝑃𝑥𝑥 ∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 𝑚𝑚. 0 ∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 0 −𝐹𝐹𝑝𝑝 − 𝐹𝐹𝐹𝐹1 = 0 𝐹𝐹𝐹𝐹1 = −𝐹𝐹𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐹𝐹1 = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔

Potongan II-II, 0 mm ≤ X2 ≤ 650 mm

• Momen bending di titik B : (+)∑𝑀𝑀2 = 0

∑𝑀𝑀2 = 𝐼𝐼. 0 ∑𝑀𝑀2 = 0

𝑀𝑀2 + 𝐹𝐹𝑝𝑝 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋2) − 𝐴𝐴ℎ (𝑋𝑋2) = 0 𝑀𝑀2 = −𝐹𝐹𝑝𝑝 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋2) + 𝐴𝐴ℎ (𝑋𝑋2) Misal X2 = 650 mm M2 = MB = −𝐹𝐹𝑝𝑝 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋2) + 𝐴𝐴ℎ (𝑋𝑋2) = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔. (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 650 𝑚𝑚𝑚𝑚) +29,68 𝑘𝑘𝑔𝑔 (650 𝑚𝑚𝑚𝑚) MB = −102792,08 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚

• Gaya geser di titik B :

(+)∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 𝑚𝑚.𝑃𝑃𝑥𝑥 ∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 𝑚𝑚. 0 ∑𝐹𝐹𝑥𝑥 = 0 −𝐹𝐹𝑝𝑝 − 𝐹𝐹𝐹𝐹2 + 𝐴𝐴ℎ = 0 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = − 𝐹𝐹𝑝𝑝 + 𝐴𝐴ℎ 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 + 29,68 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = −128,46 𝑘𝑘𝑔𝑔

4.5.6.2. Gaya dan Momen Pada Arah

Vertikal

Fp Bh Ah

X1 X2 I II

X1

Fp

M1

Fτ1

Fp Ah

122 mm X2 M2

Fτ2

122 mm

Wpu Bv Av

Fpotong

325 mm

325 mm

Fp

Wpi

Wpo

Gambar 4.10. Gaya dan momen pada arah vertikal

Diketahui

• massa pulley 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 = 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔 • massa poros 𝑊𝑊𝑝𝑝 = 5,4 𝑘𝑘𝑔𝑔 • massa pisau 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 = 1,3 𝑘𝑘𝑔𝑔 • 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 = 108,01 𝑘𝑘𝑔𝑔

(+)∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚.𝑃𝑃𝑦𝑦

∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚. 0 ∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 0 −𝐹𝐹𝑝𝑝− 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 + 𝐴𝐴𝑣𝑣 − 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 − 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑝𝑝− 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃

+ 𝐵𝐵𝑣𝑣 = 0 −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 1,6 𝑘𝑘𝑔𝑔 + 𝐴𝐴𝑣𝑣 − 108,01 𝑘𝑘𝑔𝑔

− 5,4 𝑘𝑘𝑔𝑔 −1,3 𝑘𝑘𝑔𝑔 + 𝐵𝐵𝑣𝑣 = 0 274,45 𝑘𝑘𝑔𝑔 = 𝐴𝐴𝑣𝑣 +𝐵𝐵𝑣𝑣............................................(1)

(+)∑𝑀𝑀𝑏𝑏 = 𝐼𝐼.𝛼𝛼 ∑𝑀𝑀𝑏𝑏 = 𝐼𝐼. 0 ∑𝑀𝑀𝑏𝑏 = 0 𝐹𝐹𝑝𝑝(122 𝑚𝑚𝑚𝑚) + 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚)

− 𝐴𝐴𝑣𝑣(325 𝑚𝑚𝑚𝑚) + 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 (325 𝑚𝑚𝑚𝑚) + 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑝𝑝 (325 𝑚𝑚𝑚𝑚)

+𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 (325 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 0 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚) + 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚)

− 𝐴𝐴𝑣𝑣(325 𝑚𝑚𝑚𝑚) + 108,01 𝑘𝑘𝑔𝑔(325 𝑚𝑚𝑚𝑚)

+ 5,4 𝑘𝑘𝑔𝑔 (325 𝑚𝑚𝑚𝑚) +1,3 𝑘𝑘𝑔𝑔(325 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 0 19293,08 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 + 97,6 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚

− 𝐴𝐴𝑣𝑣(325 𝑚𝑚𝑚𝑚) + 35103,25 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 + 1755 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚

+ 422,5 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 = 0 56671,43 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚− 𝐴𝐴𝑣𝑣(325 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 0 𝐴𝐴𝑣𝑣(325 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 56671,43 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐴𝐴𝑣𝑣 =174,37 𝑘𝑘𝑔𝑔........................................................(2)

Persamaan (2) disubtitusikan ke persamaan (1) 274,45 𝑘𝑘𝑔𝑔 = 𝐴𝐴𝑣𝑣 + 𝐵𝐵𝑣𝑣 𝐵𝐵𝑣𝑣 = 274,45 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 𝐴𝐴𝑣𝑣 𝐵𝐵𝑣𝑣 = 274,45 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 174,37 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝐵𝐵𝑣𝑣 = 100,38 𝑘𝑘𝑔𝑔

Gambar 4.11. Potongan bidang vertikal

Potongan I-I, 0 mm ≤ X1 ≤ 122 mm • Momen bending di titik A :

(+)∑𝑀𝑀1 = 𝐼𝐼.𝛼𝛼

∑𝑀𝑀1 = 𝐼𝐼. 0 ∑𝑀𝑀1 = 0 𝑀𝑀1 + 𝐹𝐹𝑝𝑝 (𝑋𝑋1) + 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 (𝑋𝑋1) = 0 𝑀𝑀1 = 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋1) + 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋1)

Misal X1 = 122 mm M1 = MA = 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚) + 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚) MA = 19468,76 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 • Gaya geser di titik A :

(+)∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚.𝑃𝑃𝑦𝑦 ∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚. 0 ∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 0 −𝐹𝐹𝑝𝑝 − 𝐹𝐹𝐹𝐹1 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 = 0 𝐹𝐹𝐹𝐹1 = −𝐹𝐹𝑝𝑝 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 𝐹𝐹𝐹𝐹1 = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝐹𝐹𝐹𝐹1 = −158,94 𝑘𝑘𝑔𝑔

Potongan II-II, 0 mm ≤ X2 ≤ 447 mm

I

Wpu Bv Av

Fpotong Fp

Wpi

Wp

II III

I

Wpu

Fp

X1

M1

Fτ1

122 mm

Wpu Av

Fp

X2

M2

Fτ2

• Momen bending di titik W :

(+)∑𝑀𝑀2 = 𝐼𝐼.𝛼𝛼

∑𝑀𝑀2 = 𝐼𝐼. 0 ∑𝑀𝑀2 = 0 𝑀𝑀2 − 𝐴𝐴𝑣𝑣(𝑋𝑋2) + 𝐹𝐹𝑝𝑝 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋2) +𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋2) = 0 𝑀𝑀2 − 174,37 kg (𝑋𝑋2)

+ 158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚+ 𝑋𝑋2)

+ 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔(122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋2) = 0 𝑀𝑀2 = 174,37 kg (𝑋𝑋2)

− 158,94 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚+ 𝑋𝑋2)

Misal X2 = 325 mm M2 = Mw = 174,37 kg (325 mm) −158,94 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 325 mm) Mw = −14375,93 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 • Gaya geser di titik W :

(+)∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚.𝑃𝑃𝑦𝑦 ∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚. 0 ∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 0 −𝐹𝐹𝑝𝑝 − 𝐹𝐹𝐹𝐹2 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 + 𝐴𝐴𝑣𝑣 = 0 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = −𝐹𝐹𝑝𝑝 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 + 𝐴𝐴𝑣𝑣 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔 + 174,37 𝑘𝑘𝑔𝑔 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = 15,43 𝑘𝑘𝑔𝑔

Potongan III-III, 0 mm ≤ X3 ≤ 772 mm • Momen bending di titik B :

(+)∑𝑀𝑀3 = 𝐼𝐼.𝛼𝛼 ∑𝑀𝑀3 = 𝐼𝐼. 0 ∑𝑀𝑀3 = 0 𝑀𝑀3 + 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 (𝑋𝑋3) + 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 (𝑋𝑋3) + 𝑊𝑊𝑝𝑝(𝑋𝑋3) −𝐴𝐴𝑣𝑣(325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3 )

+ 𝐹𝐹𝑝𝑝 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 325 𝑚𝑚𝑚𝑚+ 𝑋𝑋3)

+ 𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3) = 0 𝑀𝑀3 + 108,01 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋3) + 1,3 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋3)

+ 5,4 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋3) −174,37 kg(325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3 ) +158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 (122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3) +0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔(122 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3) = 0 𝑀𝑀3 + 114,71 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋3) −174,37 kg(325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3) +158,94 𝑘𝑘𝑔𝑔 (447 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3) = 0 𝑀𝑀3 = −114,71 𝑘𝑘𝑔𝑔 (𝑋𝑋3) +174,37 kg(325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3) −158,94 𝑘𝑘𝑔𝑔 (447 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 𝑋𝑋3) = 0

Misal X3 = 325 mm M3 = Mb = −114,71 𝑘𝑘𝑔𝑔 (325 𝑚𝑚𝑚𝑚) +174,37 kg(325 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 325 𝑚𝑚𝑚𝑚) −158,94 𝑘𝑘𝑔𝑔 (447 𝑚𝑚𝑚𝑚 + 325 𝑚𝑚𝑚𝑚) = 0 Mb = −37280,75 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 + 113340,5 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚− 122701,68 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 Mb = −46641,18 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 • Gaya geser di titik B :

(+)∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚.𝑃𝑃𝑦𝑦 ∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 𝑚𝑚. 0 ∑𝐹𝐹𝑦𝑦 = 0 −𝐹𝐹𝑝𝑝 − 𝐹𝐹𝐹𝐹2 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 + 𝐴𝐴𝑣𝑣 − 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃

−𝑊𝑊𝑝𝑝 = 0 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = −𝐹𝐹𝑝𝑝 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃 + 𝐴𝐴𝑣𝑣 − 𝐹𝐹𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑛𝑛𝑔𝑔 −𝑊𝑊𝑝𝑝𝑃𝑃

−𝑊𝑊𝑝𝑝 𝐹𝐹𝐹𝐹2 = −158,14 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 0,8 𝑘𝑘𝑔𝑔 + 174,37 𝑘𝑘𝑔𝑔

− 108,01 𝑘𝑘𝑔𝑔 −1,3 𝑘𝑘𝑔𝑔 − 5,4 𝑘𝑘𝑔𝑔

𝐹𝐹𝐹𝐹2 = −99,22 𝑘𝑘𝑔𝑔 4.5.7. Momen Resultan

22 )()( vhr MMM += Diketahui: Mh = −102792,08 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 (Momen yang terjadi pada bidang horizontal)

122 mm

Wpu Av

Fpotong Fp

Wpi

Wp

X3

325 mm M3

Fτ3

Mv = −46641,18 𝑘𝑘𝑔𝑔.𝑚𝑚𝑚𝑚 (Momen yang terjadi pada bidang vertikal) Sehingga :

22 )()( vhr MMM +=

kgmmMkgmmkgmmM

r

r

75,112878)18,46641()08,102792( 22

=

−+−=

4.5.8. Torsi Poros :

2

51074,9nN

T d×=

mmkg

rpmkw

.40,173173003339,51074,9 5

=

⋅×=

4.5.9. Diameter Poros :

( )3

12/12232

+

= TM

Snd rypπ

Diketahui:

Mr = 23031,96 kgmm T = 42164,675 kgmm n = 2,5 (faktor keamanan untuk beban kejut) Syp = 48 kg/mm2 (bahan AISI 1030, lambang S30C dan baja karbon kontruksi mesin)

Sehingga :

( )3

12/12232

+

= TM

Snd rypπ

( )3

12/122

2 ).40,17317()75,112878(/48.5,2.32

+

= mmkgkgmm

mmkgd

π

( )3

1

2 41,114199/80,150

80

= kgmm

mmkgd

( )( )[ ] 312 41,114199/531,0 kgmmkgmmd =

[ ] 313 )89,60639( mmd =

mmd 28,29= Maka diameter poros (Dp) sesungguhnya = 30 mm 4.6. Bantalan (Bearing) Dari hasil analisa dan perhitunan maka diperoleh data sebagai berikut :

1. Diameter poros (Dp) = 30 mm 2. Gaya bantalan di titik A : FAh = 29,68

kg FAv = 174,37 kg

3. Gaya bantalan di titik B : FBh = 128,46 kg

FBv = 100,38 kg 4.6.1. Gaya Radial Pada Bantalan 𝐹𝐹𝑟𝑟 = �(𝐹𝐹ℎ)2 + (𝐹𝐹𝑣𝑣)2 • Pada bantalan A 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐴𝐴 = �(𝐹𝐹𝐴𝐴ℎ)2 + (𝐹𝐹𝐴𝐴𝑣𝑣)2 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐴𝐴 = �(29,68 kg )2 + (174,37 kg )2 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐴𝐴 = �31285,7993 𝑘𝑘𝑔𝑔2 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐴𝐴 = 176,88 𝑘𝑘𝑔𝑔 • Pada bantalan B 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐵𝐵 = �(𝐹𝐹𝐵𝐵ℎ)2 + (𝐹𝐹𝐵𝐵𝑣𝑣)2 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐵𝐵 = �(128,46 kg )2 + (100,38 kg )2 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐵𝐵 = �26578,116 𝑘𝑘𝑔𝑔2 𝐹𝐹𝑟𝑟𝐵𝐵 = 163,03 𝑘𝑘𝑔𝑔 4.6.2. Beban Equivalent Pada Bantalan : Dari data yang diketahui dari lampiran 14 maka diperoleh

• Co sebesar 2,370 • Fa/V.Fr = 1,62 • e = 0,22

sehingga,

eFV

Fr

a ≤⋅

maka, X = 0,56 dan Y = 1,99 (lampiran 15) diketahui dari lampiran 13, Nilai Fs = 2,5 (heavy shock load) 73 V1 = 1 (ring dalam yang berputar) V2 = 1,2 (ring luar yang berputar) • Pada bantalan A

PA = X . V1 . FR + Y Fa

= Fs (X . V1 . FrA) + Y Fa = 2,5 (1. 1. 176,88 kg) + 1,99 . 174,37 kg PA = 789,20 kg • Pada bantalan B

PB = X . V1 . FR + Y Fa = Fs (X . V1 . FrB) + Y Fa = 2,5 (1. 1. 163,03 kg) + 1,99 . 100,38 kg PB = 607,33 kg 4.6.3. Menghitung Umur Bantalan :

𝐿𝐿10 = 106

60. 𝑛𝑛𝑝𝑝 . �𝐶𝐶𝑃𝑃�𝑏𝑏

Diketahui : np = n2

’ = 300 rpm C = 3350 lb (pada tabel 9.1, terlampir) = (3350 x 0,453592) kg C = 1519,5332 kg PA = 789,20 kg PB = 607,33 kg b = 3 (untuk bantalan bola)

Sehingga : • Pada bantalan A

𝐿𝐿10 = 106

60. 300 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚 . �

1519,5332 𝑘𝑘𝑔𝑔789,20 𝑘𝑘𝑔𝑔

�3

𝐿𝐿10 = 55,56 𝑗𝑗𝑃𝑃𝑚𝑚 . (1,925)3 𝐿𝐿10 = 396,58 𝑗𝑗𝑃𝑃𝑚𝑚 • Pada bantalan B

𝐿𝐿10 = 106

60. 300 𝑟𝑟𝑝𝑝𝑚𝑚 . �

1519,5332 𝑘𝑘𝑔𝑔607,33 𝑘𝑘𝑔𝑔

�3

𝐿𝐿10 = 55,56 𝑗𝑗𝑃𝑃𝑚𝑚 . (2,50)3 𝐿𝐿10 = 870,20 𝑗𝑗𝑃𝑃𝑚𝑚 4.7. Gambar Mesin Penggiling Limbah Ikan 4.7.1. Desain Mesin Penggiling Limbah Ikan

Gambar 4.11. Desain Mesin Penggiling Limbah Ikan

4.7.2. Mesin Penggiling Limbah Ikan

Gambar 4.12. Mesin Penggiling Limbah Ikan

4.7.3. Pisau Pencacah

Gambar 4.13. Pisau pencacah

4.7.4. Corong ((Hopper)

Gambar 4.14. Corong

4.7.5. Saluran Keluar

Gambar 4.15. Saluran Keluar

4.7.6. V-belt dan Motor Bensin

Gambar 4.16. V-belt dan Motor Bensin

4.8. Hasil Percobaan Mesin Penggiling

Limbah Ikan Dari percobaan penggilingan limbah ikan

dengan massa limbah ikan 5 kg maka diperoleh hasil sebagai berikut :

Tabel 4.2. Tabel Hasil Percobaan Mesin

Penggiling Limbah Ikan

NO

Massa Limbah Ikan

(Kg) Waktu (menit)

1 5 2,47 (2 menit 28 detik)

2 5 2,51 (2 menit 31 detik)

3 5 2,58 (2 menit 35 detik)

4 5 2,55 (2 menit 33 detik)

Rata - Rata 2,53 (2 menit 32 detik)

• Rata – rata waktu penggilingan :

= (2,47 + 2,51 + 2,58 + 2,55) 𝑚𝑚𝑠𝑠𝑛𝑛𝑃𝑃𝑝𝑝

4= 2,53 𝑚𝑚𝑠𝑠𝑛𝑛𝑃𝑃𝑝𝑝

• Kapasitas penggilingan :

= 𝑀𝑀𝑃𝑃𝑠𝑠𝑠𝑠𝑃𝑃 𝑙𝑙𝑃𝑃𝑚𝑚𝑏𝑏𝑃𝑃ℎ 𝑃𝑃𝑘𝑘𝑃𝑃𝑛𝑛

𝑅𝑅𝑃𝑃𝑝𝑝𝑃𝑃 − 𝑟𝑟𝑃𝑃𝑝𝑝𝑃𝑃 𝑤𝑤𝑃𝑃𝑘𝑘𝑝𝑝𝑃𝑃 𝑝𝑝𝑠𝑠𝑛𝑛𝑔𝑔𝑔𝑔𝑃𝑃𝑙𝑙𝑃𝑃𝑛𝑛𝑔𝑔𝑃𝑃𝑛𝑛

= 5 𝑘𝑘𝑔𝑔 2,53 𝑚𝑚𝑠𝑠𝑛𝑛𝑃𝑃𝑝𝑝

= 1,98 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑚𝑚𝑠𝑠𝑛𝑛𝑃𝑃𝑝𝑝

= 1,98 𝑘𝑘𝑔𝑔𝑚𝑚𝑠𝑠𝑛𝑛𝑃𝑃𝑝𝑝

𝑥𝑥 60 𝑚𝑚𝑠𝑠𝑛𝑛𝑃𝑃𝑝𝑝 1 𝑗𝑗𝑃𝑃𝑚𝑚

= 118,8 𝑘𝑘𝑔𝑔/𝑗𝑗𝑃𝑃𝑚𝑚 4.9. Perbandingan Mesin

Gambar 4.17. Mesin penggiling Gambar 4. 18. Mesin yang limbah ikan yang ada di pasaran penggiling limbah ikan yang telah jadi.

Tabel 4.3. Tabel Perbandingan Mesin Penggiling Limbah Ikan

5. PENUTUP 5.1. Kesimpulan Dari perencanaan dan perhitungan pada ”Mesin Penggiling Limbah Ikan Menjadi Tepung Ikan”, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Daya motor bensin yang digunakan adalah

5,5 Hp dengan putaran 2400 rpm. 2. Belt yang digunakan adalah Jenis V-Belt

type A dengan panjang belt 1786,91 mm, jumlah belt 1 buah dan umur belt 796,19 jam.

3. Poros yang digunakan adalah bahan AISI 1030 (baja karbon kontruksi mesin) dengan diameter 30 mm.

4. Berdasarkan hasil pengujian kapasitas mesin penggiling limbah ikan adalah 118,8 kg/jam.

5.2. Saran 1. Menambah jarak antara alas tabung dengan

jarak pisau. 2. Pada tiap kaki rangka mesin dapat

diberikan roda untuk mengurangi besarnya getaran yang ditimbulkan oleh proses penggilingan dan mempermudah proses perpindahan mesin dari satu tempat ke tempat lainnya.