Upload
re-fi-gen
View
235
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
1/26
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Suatu mesin terdiri dari bagian atau elemen yang jumlahnya mencapai
lebih dari puluhan. Semua bagian tersebut bekerja saling mendukung sehingga
dapat menghasilkan suatu gerakan. Dalam merancang suatu komponen mesin kita
harus mempertimbangkan segala factor yang mempengaruhi hasil akhir komponen
yang direncanakan antara lain seperti : factor keamanan,umur,efisiensi,biaya,dan
factor ketahanan komponen tersebut dapat menjalankan fungsinya dengan baik.
Pada tugas perencanaan elemen mesin II ini kami mengambil judul
Perencanaan Mesin Pemarut elapa Dengan Menggunakan Motor ! tak tipe
"onda # $%&'
(ransmisi pada mesin pemarut kelapa adalah bagian dari system pemindah
daya yang berfungsi untuk memindahkan tenaga mesin dengan perantara sabuk )
yang dipasang pada puli pengerak dan puli yang digerakkan.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan.
(ujuan dari tugas perencanaan elemen mesin ini adalah untuk memenuhi
kurikulum pada mata kuliah elem mesin II. Selain itu untuk dapat menerapkan
kajian teoritis yang kami dapatkan dari kuliah dalam kehidupan sehari*sehari,
tugas ini juga dapat melatih kami untuk lebih mendalami dan memahami fungsi
dan karakteristik dari suatu elemen mesin.+adi dengan tugas ini diharapkan mahasisa mampu merancang elemen*
elemen mesin berdasarkan atas perhitungan*perhitungan yang bersumber dari
literatur*literatur sekaligus mengaplikasikan teori yang didapat langsung di
lapangan.
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
2/26
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
3/26
BAB II
TIN&AUAN PU'TAKA
Pada tugas perencanaan ini akan direncanakan poros,pasak, sabuk, dan bantalan.
Perencanaan ini adalah perencanaan dasar dan paling banyak digunakan.
-. Poros.
Poros adalah suatu bagian stationer yang berputar,biasanya berpenampang
bulat, dimana terpasang elemen*elemen mesin. Poros bias menerima beban*bebanlenturan, tarikan, tekan, atau putaran, yang bekerja sendiri*sendiri atau berupa
gabungan satu dengan lainnya.
+enis poros berdasarkan pembebanannya :
$. Poros transmisi.
Poros yang dihubungkan langsung dengan penggerak utama dimana daya
ditransmisikan kepada poros melalui kopling,roda gigi, puli, dan lain*lain.
. Spindel
Poros pendek seperti yang digunakan sebagai poros utama mesin bubut
dimana beban utamanya berupa putaran.
/. #andar.
Poros yang diam digunakan untuk menopang elemen yang berputar seperti
pada roda*roda, kereta barang dan lain*lain.
#ambar Poros
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
4/26
0. Pasak.
Pasak berfungsi untuk mencegah gerakan realtif antara sebuah poros dan
elemen*elemen mesin lainnya seperti roda gigi, puli, spoket dan lain*lain. +enis
pasak berdasarkan letaknya pada poros terdiri dari pasak benam, pasak rata, pasak
pelana, dan pasak singgung.
#ambar pasak.
1. 0antalan
0antalan adalah elemen mesin yang menumpu poros beban sehingga
putaran bergerak secara halus dan aman serta memungkinkan umurnya menjadi
lama. 0antalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta bagian
lainnya bekerja dengan benar. Menurut fungsinya bantalan dapat dibagi dalam
kelompok yaitu :
$. bantalan luncur 2+ournal 0earing3
. bantalan gelinding 20all 0earing3
0antalan luncur adalah bantalan yang mengalami gesekan luncur yang
timbul diantara poros dan bantalan yang disebabkan oleh permukaan poros
ditumpu permukaan bantalan dengan bantuan perantaraan lapisan pelumas.
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
5/26
#ambar bantalan luncur.
0antalan gelinding ada yaitu : bantalan peluru dan bantalan rol.
(atanama dari bantalan peluru dapat dilihat pada gambar baah, bantalan peluru
mempunyai ! bagian utama bantalan yaitu : cincin luar, cincin dalam, elemen
peluru, dan pemisah, berikut berbagai macam jenis bantalan peluru.
#ambar jenis*jenis bantalan peluru
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
6/26
(ata nama dari suatu bantalan peluru
Sedangkan bantalan rol dibuat untuk menerima beban yang lebih berat daripada
bantalan peluru berikut beberapa jenis bantalan rol
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
7/26
ondisi operasi daru bantalan akan banyak tergantung pada jenis bahan yang
digunakan oleh karena itu untuk pemilihan bahan bantalan perlu diperhatikan
hal*hal berikut :
* mempunyai kekuatan yang baik.
* Mempunyai sifat antilas dan antiterak
* (ahan karat.
* (ahan aus.
* Mampu mebenamkan kotoran atau debu kecil.
* Mempunyai sifat penghantar panas yang baik.
D. Sabuk.
Sabuk dipakai untuk memindahkan daya antara dua poros yang sejajar.
Poros harus terpisah pada suatu jarak minimum tertentu yang tergantung pada
jenis pemakaian sabuk antara lain sebagai berikut :
$. sabuk datar
umumnya terbuat dari kulit yang disamatkan atau kain yang diresapi
dengan karet. Sabuk datar sangat efisien untuk kecepatan tinggi, tidak
bising dapat memindahkan jumlah daya yang besar pada jarak sumbu
yang panjang, serta tidak memerlukan puli yang besar.
. Sabuk ).
Sabuk ) terbuat dari kain dan benang, biasanya katun, rayon, atau
nylon, dan diresapi dengan karet. Sabuk ) sedikit kurang efiesien bila
dibandingkan dengan sabuk datar tetapi beberapa diantaranya dapat
dipakai ikatan tunggal sehingga membuat suatu kelipatan pengerakan.
/. Sabuk ) yang bermata rantai.
Sabuk ini terbuat dari sejumlah kain berkaret yang bermata yang
digabungkan dengan alat pengikat logam yang sesuai.
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
8/26
!. sabuk Pengatur aktu.
Sabuk ini terbuat dari kain berkaret dan kaat baja yang mempunyai
gigi*gigi yang cocok dengan alur yang dibuat disekeliling puli. Sabuk
pengatur aktu tidak akan molor atau slip dan karena itu akan
memindahkan daya pada perbandingan kecepatan sudut yang konstan.
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
9/26
4. omperatif Data.
0erdasarkan hasil pengukuran pada mesin pemarut kelapa tipe "onda # $%& maka
diperoleh data*data sebagai berikut .
a. pada motor "onda # $%&.
* daya motor : /,% "p
* putaran :
* Diameter Poros motor : $,5! cm
* panjang poros motor : $5 cm
* Pulley Motor
* diameter dalam : $,5! cm
* diameter luar : %,6 cm
b. pada pemarut.
* Panjang poros pemarut : /,% cm
* Diameter poros : $,7 cm
* 0antalan peluru
* diameter dalam : $,5% cm
* diameter luar : !, cm
* lebar bantalan : $, cm
*Pulley yang digerakan
* diameter dalam : $,7 cm
* diameter luar : 8,%% cm
c. sabuk.
+enis sabuk yang digunakan adalah ) belt atau sabuk ).
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
10/26
BAB III
PERHITUNGAN
A. Pe"itun(an P$$s
Dai data s)esifi*asi dien+ana*an )$$s untu*
1. M$t$ T,)e H$nda G1-
/ Panjang Poros 9 $5 cm
* Diameter Poros 9 $,5! cm
* 0ahan Poros S/& 1 dengan kekuatan tarik %5 kgmm.
* Putaran poros 9 6%& rpm
* #aya rencana pada pulley 9 &. ;
* #aya rencana pada gear motor 9 &,% ;
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
11/26
? $5 2&. ;3
> 9 &.%5 ;
>$ 9 @$= @? >
9 &,% ; = &. ; ? &.%5 ;
9 &.$ ;
Dari grafis gaya geser, momen dan defleksi didapat nilai momen maksimum:
M$ 9 &
M 9 &.%5 . 5 9 !,8! ;
M/ 9 M = $.$8.*% 9$.$8 ;
M! 9 &
(egangan geser yang diiAinkan menurut Shigley dapat dicari dengan persamaan :
Sytx
diizinkanyanggesertegangan
p
p
/&,&
.
=
=
Dari bahan S/&*1 didapat nilai kekuatan tarik yaitu sebesar %5 kgmm , sehingga
tegangan geser didapat sebesar :
9 &./ B %5 9 $6,! kgmm
Menurut Sularso, nilai torsi didapat dari persamaan :
( 9 7.6! B $& %. PnCC.P 9 /,% "P 9 ,8$$
( 9 7,6! B $&%.,8$$6%&
9 $87%,! kg.mm
9 $, 87% kg.m.
(egangan yang direncanakan didapat dari persamaan :
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
12/26
8
///
$&./,$
3&$5!.&2
87%,$.$,%.$,%
$8.
mkg
d
T
d
T
ss
=
===
Kaena nilai te(an(an (ese ,an( dien+ana*an le%i" *e+il dai)ada nilai
te(an(an (ese ,an( dii0in*an !a*a )$$s tese%ut a!an
2. P$$s Pe!aut
* Panjang poros pemarut 9 /% cm
* Diameter poros 9 $,7 cm
* Putaran poros pemarut didapat dari perbandingan pulley , yaitu sebesar :
n$B d$ 9 nB d
n 9 %.68.%% B 6%&
9 8%,86 rpm
* #aya rencana pada pemarut, @$ 9 $ ;
* #aya rencana pada pulley, @ 9 ;
Dengan cara yang sama dengan poros motor, nilai
? /% 2$ ;3
> 9 ,% ;
>$ 9 @$= @? >
9 $ ; = ; ? ,% ;
9 &.6% ;
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
13/26
Dari grafis gaya geser, momen dan defleksi didapat nilai momen maksimum:
M$ 9 &
M 9 &.6% .$& 9 6,% ;.cm
M/ 9 M = $,% 2*$&3 9 % ;.cm
M! 9 &
(egangan geser yang diiAinkan menurut Shigley dapat dicari dengan persamaan :
Sytx
diizinkanyanggesertegangan
p
p
/&,&
.
=
=
Dari bahan S/&*1 didapat nilai kekuatan tarik yaitu sebesar %5 kgmm , sehingga
tegangan geser didapat sebesar :
9 &./ B %5 9 $6,! kgmm
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
14/26
Menurut Sularso, nilai torsi didapat dari persamaan :
( 9 7.6! B $& %. PnCC.P 9 /,% "P 9 ,8$$
( 9 7,6! B $&%.,8$$8%.86
9 /578.!5 kg.mm
9 /,578 kg.m.
(egangan yang direncanakan didapat dari persamaan :
8
///
$&.578,
3&$7.&2
578,/.$,%.$,%
$8.
mkg
d
T
d
T
ss
=
===
Kaena nilai te(an(an (ese ,an( dien+ana*an le%i" *e+il dai)ada nilai
te(an(an (ese ,an( dii0in*an !a*a )$$s tese%ut a!an
B. Pe"itun(an Pasa*
1. Pada Pulle, M$t$
Penggunaan pasak pada poros akan diperoleh gaya aksial yang lebih baik
sesuai dengan yang diinginkan.
Dari diameter poros diketahui 2D3 9 $5,! mm
D 9 $,%. d CCCCCCCCCCChurmi
d 9 D$,% 9 $5,!$,%
9 $!,6 mm
+adi edalaman pasak :
D ? d 9 $5,! ? $!,6
9 /,85 mm
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
15/26
* Panjang pasak, l dapat dicari dengan persamaan :
9 $,/ B Diameter Poros
9 $,/ B $5,!
9 /,7 mm
Eebar Pasak,
b 9 &,%.DCCCCCCCCCCC.hurmi
9 &,%. $5,!
9 !,8 mm
* Daya, P 9 /,% "P B 6!8 9 ,8$$
* @aktor koreksi, fc 9 $
(orsi pada poros dicari dengan persamaan,
( 9 7.6! B $&%B ,8$$6%& 9 //7&,5$ kg.mm
0ahan poros direncanakan S/&*1 dengan kekuatan tarik %5 kgmm dengan Sf$ 9
8 dan Sf 9 , sehingga tegangan yang diiAinkan pada poros dapat dicari dengan
persamaan :
.:5/,!.8
%5mmkg
xsa ==
Dari literature didapat nilai factor koreksi untuk puntiran, t 9 dan factor
lenturan 9 .
0esarnya gaya yang terjadi pada pasak :
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
16/26
kgF %88,/85:!,$5
5$,//7&==
0ahan pasak direncanakan S45-C dicelup dingin dan dilunakkan, maka Fb 9 6&
kgmm, dengan factor keamanan, Sfk$9 8, Sfk 9 /. Sfkt$ B Sfkt9 8 B / 9 $5
(egangan geser yang diiAinkan :
Gka9 6&$5 9 /,7 kgmm
(egangan yang ditimbulkan :
Gk9 @b.l
9 /85,%88/,7 B !,8
9 /,/! kgmm
arena tegangan yang ditimbulkan lebih kecil dari tegangan yang diiAinkan maka
pasak dalam keadaan aman
2. Pada Pulle, Pe!aut
Dengan cara yang sama, dimensi dari pasak dapat dicari dengan :
Dari diameter poros pemarut diketahui 2D3 9 $7 mm
D 9 $,%. d CCCCCCCCCCChurmi
d 9 D$,% 9 $7$,%
9 $%, mm
+adi edalaman pasak :
D ? d 9 $7 ? $%,
9 /,85 mm
* Panjang pasak, l dapat dicari dengan persamaan :
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
17/26
9 $,/ B Diameter Poros
9 $,/ B $7
9 !,6 mm
Eebar Pasak,
b 9 &,%.DCCCCCCCCCCC.hurmi
9 &,%. $7
9 !,6% mm
* Daya, P 9 /,% "P B 6!8 9 ,8$$
* @aktor koreksi, fc 9 $
(orsi pada poros dicari dengan persamaan,
( 9 7.6! B $&%B ,8$$8%,86 9 /578,!6 kg.mm
0ahan poros direncanakan S/&*1 dengan kekuatan tarik %5 kgmm dengan Sf$ 9
8 dan Sf 9 , sehingga tegangan yang diiAinkan pada poros dapat dicari dengan
persamaan :
.:5/,!.8
%5 mmkgx
sa ==
Dari literature didapat nilai factor koreksi untuk puntiran, t 9 dan factor
lenturan 9 .
0esarnya gaya yang terjadi pada pasak :
kgF $%,!$&:$7
!6,/578==
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
18/26
0ahan pasak direncanakan S45-C dicelup dingin dan dilunakkan, maka Fb 9 6&
kgmm, dengan factor keamanan, Sfk$9 8, Sfk 9 /. Sfkt$ B Sfkt9 8 B / 9 $5
(egangan geser yang diiAinkan :
Gka9 6&$5 9 /,7 kgmm
(egangan yang ditimbulkan :
Gk9 @b.l
9 !$&,$%!,6 B !,6%
9 /,!7 kgmm
arena tegangan yang ditimbulkan lebih kecil dari tegangan yang diiAinkan maka
pasak dalam keadaan aman.
. Pe"itun(an Bantalan
Data 0antalan :
d 9 $5,% mm
D 9 ! mm
Dari data diatas diasumsikan jenis 0antalan : 6/&/ - D0
Dimana :
1 9 &/& g
1o 9 $88& g
9 /&o
rpm Motor 2n3 : 6%& rpm
Perkiraan Hmur bantalan2Eha3 :CCCCCCCCCC2Shigley +ilid ,"al 83
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
19/26
Diasumsikan mesin beroperasi selama 5 jam yang tidak selalu penuh terpakai
2(abel $$*83 dengan umur $!*& kh, kita ambi umur maksimum yaitu &&&& jam.
E 9 Eha B n B 8& menit
9 &&&& B 6%& B 8& 9 7&&.&&&.&&& putaran
E 9 umur bantalan yang kita inginkan dalam jutaan putaran.
a
F
CL
=
dimana :
1 9 apasitas nominal bantalan dinamis 2kg3
@ 9 beban radial n
a 9 / untuk bantalan peluru
7&&.&&&.&&& 9/
&/&
F
F
&/&7&&&&&&&&/ =
F
&/&!7,78% =
!7,78%
&/&=F
@r9 ,$ k;
0eban -ksial 2@a3
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
20/26
@a 9K
Fr.!6,&CCCCCCCCCCCCCCC2Shigley, +ilid "al.8/,$$*
/3
"arga 9 $,% untuk bantalan radial.
@a 9%,$
$,!6,& x9 &,8%5 k;.
0esar beban ekiJalen 2Pr3
Pr 9 K . ) . @r = L . @a
Dimana : K 9 @aktor 0eban radial
9 $ 2 direncanakan 3
L 9 @aktor 0eban -ksial
9 &,65 2 direncanakan3
) 9 Pembebanan pada cincin yang berputar
9 $
Pr 9 $ B $ B ,$ = &,65 B &,8%5
9 ,8%$/ kg
@aktor eamanan 2fn3 :
fn 9/
$
/,//
n
/
$
6%&
/,//
=fn 9 &,/%!
@aktor Hmur 2fh3 :
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
21/26
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
22/26
i 9/,6&
6%&
9 $,&/
@aktor oreksi 2 fc 3 :
fc9 $,! 2 faktor koreksi 3 2 Sularso "al $8% 3
Daya >encana 2 Pd3 :
Pd 9 fcB P
9 $,! B ,8$$ 9 /,8%
Momen >encana
(m9 $,87% kg.m 9 $87% kg.mm
(p9 /57&,5 kg.mm
0ahan Poros
S /& 1*D, 09 %5 kgmm
Sf$9 8, Sf9 2dengan alur pasak3
Ga9$xSfSf
B9
8
%5
x9 !,5/ kgmm
t9 untuk beban tumbukan
1b9 untuk lenturan
Diameter Poros :
ds$ 9 $,5! cm 9 $5,! mm 2 diameter poros penggerak3
ds9 $,7 cm 9 $7 mm 2 diameter poros yang digerakkan3
Penampang sabuk*) type 0 2Sularso "al $873
Diameter minimum puli
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
23/26
dmin9 $!% mm 2Sularso "al $873
dp9 $!% mm, Dp9 $!% B $,&/ 9 $!7,/% mm
Dimana : dp9 diameter dalam puli penggerak
Dp9 diameter dalam puli yang digerakkan
dk9 $!% = B %,% 9 $%8 mm
Dk9 $!7,/% = B %,% 9 $8&,/% mm
Dimana : dk9 diameter luar puli penggerak
Dk9 diameter luar puli yang digerakkan
d0 mmds $&/
%$ + 2Sularso "al $663
/
%. $5,! = $& 9 !&,88 mm
d0 !&,88 mm 9 !% mm
D0 mmds $&/
%. + 2Sularso "al $663
/
%. $7 = $& 9 !$,88 mm
D0 !$,88 9 %& mm
Dimana : d09 diameter naf puli penggerak
D09 diameter naf puli yang digerakkan
ecepatan Sabuk J 2ms3
$&&&8&
6%&$%&$!,/
$&&&8&
. $
x
xx
x
ndv
p== 2Sularso "al $883
9 %,55 ms
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
24/26
%,55 ms N /& ms, maka puli baik dipakai
1 ? O 2 dk= Dk3 & 2Sularso "al $663
!&& ? O 2 $%8 = $8&,/% 3 &
!&& ? /$8,/% &
5/,8% &, 0aik
Panjang keliling sabuk 2E3
E 9 1 =
2dp= Dp3 = C!
$2Dp? dp3 2Sularso "al $6&3
9 .!&& =
$!,/2$!% = $!7,/%3 =
!&&.!
$2$!7,/%*$!%3
9 5&& = !8,$/ = &,$$5
9 $8,! mm
;omor nominal sabuk*) ;o.%&, E 9 $6& mm 2Sularso "al $853
+arak sumbu poros 1 2mm3
b 9 E ? /,$! 2Dp= dp3 2Sularso "al $6&
9 B $8,! ? /,$! 2$!7,/% = $!%3
9 %!,5 ? 7!,8
9 $8&& mm
Maka :
1 95
325 .. pp dDbb +
95
3$!%/%,$!725$8&&$8&& +
9 /77,77 mm
Sudut ontak 2Q3
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
25/26
Q 9 $5&o*C
dD pp 32%6 2Sularso "al $6/3
9 $5&o*!&&
3$!%/%,$!72%6
9 $5&o? &,8 9 $67,/5o
Maka Q9 $ 2(abel %6 Sularso "al $6!3
Pemilihan Sabuk*) 2tipe standar3
+umlah sabuk 9 $
Maka : ; 9
xKP
P
o
d2Sularso "al $6/3
+adi kapasitas daya transmisi dari satu sabuk Po2k3
Po9xK
Pd
9$$
8$$,x
9 ,8$ k
R1i9 !& mm, R1t9 !& mm 2(abel %5 Sularso "al $6!3
Penampang Sabuk*) (ype 0, ;o. %&, $ buah.
dk9 $%8 mm, Dk9 $8&,/% mm, 1 9 !&&
Eubang poros $5,! mm, $7 mm
+arak sumbu poros /77,77 mm!&
8/10/2019 Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa
26/26