Elemen Mesin Motor listrik
Motor listrik dapat digolongkan menjadi dua golongan sesuai dengan sumber arus listrik, yaitu motor listrik arus searah atau DC dan motor listrik arus bolak-balik atau AC. Motor listrik AC yang kecil banyak dipakai pada peralatan rumah tangga misalnya alat cukur, alat kecantikan, alat dapur, dan sebagainya. Sedangkan motor listrik yang besar banyak digunakan pada kompresor, penggiling jagung, dan alat-alat bengkel atau pabrik. Dasar utama yang
menyebabkan motor berputar ialah reaksi antar kutub magnet. Kutub yang senama tolak-menolak dan kutub yang tak senama tarik-menarik. Reaksi medan magnet listrik pada stator dan medan magnet penghantar yang dialiri arus listrik (Hartanto, 1997).
Mesin listrik mempunyai keuntungan sebagai berikut: 1. Dapat dihidupkan hanya dengan memutar saklar.
2. Suara dan getaran tidak menjadi gangguan.
3. Udara tidak ada yang diissap, juga tidak ada gas yang dibuang. Karena itu tidak perlu mengukur polusi lingkungannya atau membuat ventilasi.
4. Motor DC mempunyai daya besar pad putaran rendah. Dilain pihak motor DC yang mengandung sumberdaya umum tidak mudah mengubah putaran.
Dilain pihak motor listrik mempunyai kekurangan sebagai berikut:
1. Motor listrik membutuhkan sumberdaya, kabelnya harus dapat dihubungkan dengan stop kontak, dengan demikian tempat penggunaanya sangat terbatas panjang kabel.
2. Jika dipergunakan baterai sebagai sumber daya, maka beratnya akan menjadi besar.
3. Secara umum biaya listrik lebih tinggi daripada harga bahan bakar minyak. 4. Untuk menghasilkan daya yang sama dihasilkan oleh sebuah motor
pembakaran maka motor listrik akan lebih berat. (Soenarta dan Furuhama, 2002).
Motor listrik sering digunakan sebagai tenaga penggerak dibandingkan dengan jenis tenaga-tenaga yang lain karena :
1. Dapat disesuaikan : motor dapat digunakan dihampir setiap lokasi termasuk di dalam air.
2. Otomatis : motor dengan mudah dikontrol dengan alat otomatis.
3. Rapi : Sebuah unit kecil memperkembangkan sejumlah kekuatan besarsecara bersama-sama.
4. Dapat dipercaya : motor listrik secara khusus untuk pekerjaan jarang mengalami gangguan.
5. Ekonomis.
6. Efisien : motor listrik memiliki efisiensi hingga 95 %.
7. Perawatan mudah : jika melindungi dari debu dan kotoran, motor hanya membutuhkan sedikit perawatan.
8. Tenang : motor secara umum lebih tenang daripada mesin yang dijalankan. 9. Aman : apabila dipasang dengan tepat,dipelihara, dan digunakan, motor
sangat aman untuk dioperasikan.
10.Mudah dioperasikan : tidak membutuhkan banyak pelatihan untuk mengoperasikan motor.
(Cooper, 1992). Puli ( Pulley )
Pemasangan pulley antara lain dapat dilakukan dengan cara:
• Horisontal, pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar dimana pasangan puli terletak pada sumbu mendatar.
• Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak dimana letak pasangan puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk.
(Mabie and Ocvirk, 1967).
Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan pasangan roda gigi. Dalam demikian, cara transmisi putaran dan daya lain yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan sebuah sabuk atau rantai yang dibelitkan di sekeliling puli atau sproket pada poros. Jika pada suatu konstruksi mesin putaran puli penggerak dinyatakan N1 dengan diameter Dp dan puli yang digerakkan n2 dan diameternya dp, maka perbandingan putaran dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
p p D d n N = 2 1 ………...(1) (Roth,dkk., 1982).
Pulley sabuk dibuat dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan aluminium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (diatas 35 m/det) (Stolk dan Kross, 1981).
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan pulley V ini adalah besi tuang kelabu. Alasan menggunakan besi tuang kelabu adalah tahan panas, tahan korosi, mampu meredam getaran, mudah didapat dan murah harganya. Pola dibuat pola pejal belahan dengan bahan dari kayu mahoni. Dan untuk pembuatan cetakan menggunakan pasir silica dan waterglass sebagai pengikat dengan proses CO2. Sedangkan proses peleburan menggunakan dapur kupola. Dalam proses pengecoran akan terjadi perubahan bentuk akibat dari proses pembekuan logam cair. Hal ini dapat diatasi dengan penambahan penyusutan dan penambahan
permesinan, sehingga didapatkan bentuk dimensi yang sesuai dengan yang kita inginkan dan tecapai produk yang berkualitas (Malik, 2002).
Pulley merupakan komponen mesin yang paling banyak dipakai untuk mesin industri, mesin perkakas, maupun dalam bidang otomotif. Ada beberapa tipe pulley yaitu:
1. Pulley tipe V. 2. Pulley timming.
3. Pulley variable (pulley V bisa di setting besar kecil). 4. Pulley round (alur U).
5. Loss Pulley biasa sebagai adjustment.
Sudut alur dalam satu jenis pulley biasanya berbeda-beda. Semakin kecil pulley maka semakin kecil/pendek area contactline, untuk itu agar daya cengkeram belt lebih kuat maka sudut alur diperkecil (Anonimous, 2014). Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros yang berbeban dan berputar. Dengan adanya bantalan, maka putaran dan gerakan bolak-balik suatu poros berlangsung secara halus, aman dan tahan lama.
Bantalan terdiri dari dua jenis, antara lain :
a. Bantalan luncur, dimana yang terjadi adalah gesekan luncur.
b. Bantalan gelinding, merupakan tumpuan poros dengan elemen yang menggelinding diantara dua buah cincin.
Bantalan gelinding radial yang banyak digunakan adalah bantalan peluru. Sebuah bantalan peluru terdiri dari dua buah cincin jalan (cincin dalam dan cincin luar) dan diantaranya terdapat peluru dengan sangkar (Stolk dan Kros, 1986).
Bantalan dalam peralatan usaha tani diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah daya tetap ditempatnya. Bantalan yang tepat untuk digunakan ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan putar poros, beban yang harus didukung, dan besarnya daya dorong akhir (Smith dan Wilkes, 1990).
Sabuk V
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium, tenunan tetoron atau semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar, sabuk V dibelitkan di sekeliling alur puli yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan puli sehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 2007).
Sabuk bentuk trapesium atau V dinamakan demikian karena sisi sabuk dibuat serong, supaya cocok dengan alur roda transmisi yang berbentuk V. Kontak gesekan yang terjadi antara sisi sabuk V dengan dinding alur menyebabkan berkurangnya kemungkinan selipnya sabuk penggerak dengan tegangan yang lebih kecil dari pada sabuk yang pipih. Dalam kerjanya, sabuk V mengalami pembengkokan ketika melingkar melalui roda transmisi. Bagian sebelah luar akan mengalami tegangan, sedangkan bagian dalam akan mengalami tekanan. Susunan khas sabuk V terdiri atas :
1. Bagian elastis yang tahan tegangan dan bagian yang tahan kompresi.
2. Bagian yang membawa beban yang dibuat dari bahan tenunan dengan daya rentangan yang rendah dan tahan minyak sebagai pembalut.
(Smith dan Wilkes, 1990).
Adapun faktor yang menentukan kemampuan sabuk untuk menyalurkan tenaga tergantung dari :
1. Regangan sabuk pada pulley. 2. Gesekan antara sabuk dan pulley.
3. Lengkung persinggungan antara sabuk dan pulley. 4. Kecepatan sabuk.
(Pratomo dan Irwanto, 1983).
Sabuk banyak digunakan dalam mesin mesin pertanian. Hal ini dikarenakan sabuk memiliki beberapa kelebihan. Bila dibandingkan dengan transmisi roda gigi atau rantai, sabuk v bekerja lebih halus dan tidak bersuara. Untuk mempertinggi daya transmisi, dapat dipakai beberapa sabuk v yang dipasang sebelah menyebelah (Sumanto, 1994).
Kapasitas Kerja Alat dan Mesin Pertanian
Kapasitas kerja suatu alat atau mesin didefenisikan sebagai kemampuan alat dan mesin dalam menghasilkan suatu produk (contoh : ha. Kg, lt) persatuan waktu (jam). Dari satuan kapasitas kerja dapat dikonversikan menjadi satuan produk per kW per jam. Bila alat/mesin itu menggunakan daya penggerak motor, jadi satuan kapasitas kerja menjadi : Ha.jam/kW, Kg.jam/kW, Lt.jam/kW (Daywin, dkk., 2008).
Mekanisme Pembuatan Alat
Dalam pekerjaan bengkel alat dan mesin, benda kerja yang akan dijadikan dalam bentuk tertentu sehingga menjadi barang siap pakai dalam kehidupan
sehari-hari, maka dilakukan proses pengerjaan dengan mesin–mesin perkakas, antara lain mesin bubut, mesin bor, mesin gergaji, mesin frais, mesin skrap, mesin asah, mesin gerinda, dan mesin yang lainnya (Daryanto, 1984).
Kekuatan, keawetan, dan pelayanan yang diberikan peralatan usaha tani bergantung terutama pada macam dan kualitas bahan yang digunakan untuk pembuatannya. Dalam pembuatannya terdapat kecenderungan konstruksi peralatan untuk meniadakan sebanyak mungkin baja tuangan dan mengganti dengan baja tekan atau baja cetak. Bilamana hal ini dilakukan dapat menekan biaya membuat mesin dalam jumlah besar. Keberhasilan atau kegagalan alat sering sekali tergantung pada bahan yang dipakai untuk pembuatannya. Bahan yang digunakan untuk pembuatan peralatan usaha tani dapat diklasifikasikan dalam logam dan non logam (Smith dan Wilkes, 1990).
Analisis Ekonomi
Pengukuran biaya pemarutan bahan dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).
Biaya pokok BTT C x BT + = ……….…...(2) dimana:
BT = Total biaya tetap (Rp/tahun) BTT = Total biaya tidak tetap (Rp/jam) x = Total jam kerja pertahun (jam/tahun) C = Kapasitas alat (jam/satuan produksi)
Ada dua kelompok biaya pemakaian alat atau mesin (alsin) yang umum dibicarakan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap. Jumlah biaya tetap tidak tidak
dipengaruhi oleh jam kerja alsin, sedangkan biaya tidak tetap sangat dipengaruhi oleh alsin.
1. Biaya tetap
1. Biaya penyusutan (metode garis lurus)
Dalam pemakaian alsin, biaya ini merupakan biaya yang sangat penting dan dapat merupakan biaya yang terbesar. Biaya ini merupakan biaya untuk mengganti alsin jika umur ekonominya telah sampai atau jika alsin itu dijual sebelum habis masa umur ekonominya. Dapat dihitung dengan metoda garis lurus dengan rumus sebagai berikut :
( )
n S P D= − ………...………. .(3) dimana :D = Biaya penyusutan (Rp/tahun)
P = Nilai awal (harga beli/pembuatan) alsin (Rp) S = Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp)
n = Umur ekonomi (tahun) 2. Biaya bunga modal dan asuransi
Bunga modal dan asuransi ada kalanya perhitungannya digabung dan kadang kala dipisah, maka biaya-biaya ini diperhitungkan berdasarkan persentase nilai awal. Jika digabung, besarnya adalah:
( )( )
n n P i I 2 1 + = ...………....(4) dimana :I = Total biaya bunga modal dan asuransi (Rp/th)
P = Nilai awal (harga beli) alsin (Rp) N = Perkiraan umur ekonomi alsin (th) 3. Biaya pajak
Di negara kita belum ada ketentuan besar pajak secara khusus untuk mesin-mesin dan peralatan pertanian, namun beberapa literatur menganjurkan bahwa biaya pajak alsin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya.
4. Biaya gudang/gedung
Biaya gudang atau gedung diperkirakan berkisar antara 0,5-1%, rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.
2. Biaya tidak tetap
Biaya tidak tetap terdiri dari :
1. Biaya perbaikan untuk motor listrik sebagai sumber tenaga penggerak. Biaya perbaikan ini dapat dihitung dengan persamaan :
( )
jam S P reparasi Biaya 1000 % 2 , 1 − = ………..(5) 2. Biaya karyawan/operator yaitu biaya untuk gaji operator. Biaya initergantung kepada kondisi lokal, dapat diperkirakan dari gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerjanya.
3. Perhitungan Titik Impas
Manfaat perhitungan titik impas (break event point) adalah untuk mengetahui batas produksi minimal yang harus dicapai dan dipasarkan agar usaha yang dikelola masih layak untuk dijalankan. Pada kondisi ini income yang
diperoleh hanya cukup untuk menutupi biaya operasional tanpa adanya keuntungan.
Untuk menentukan produksi titik impas (BEP) maka dapat digunakan rumus sebagai berikut: N = V R F − ………..(6) dimana:
N : jumlah produksi minimal untuk mencapai titik impas (kg) F : biaya tetap per tahun (rupiah)
R : penerimaan dari tiap unit produksi (harga jual) (rupiah) V : biaya tidak tetap per unit produksi. VN = total biaya tidak
tetap per tahun (rupiah/unit) 4. Net Present Value
Identifikasi masalah kelayakan financial dianalisis dengan menggunakan metode analisis financial dengan kriteria investasi. Net present value (NPV) adalah kriteria yang digunakan untuk mengukur suatu alat layak atau tidak untuk diusahakan. Perhitungan net present value merupakan net benefit yang telah di diskon dengan discount factor. Secara singkat rumusnya :
NPV =
∑
− + − n t t Ct Bt 0 ) 1 1 ( ) ( ……… ……..(7) dimana:B = manfaat penerimaan tiap tahun
C = manfaat biaya yang dikeluarkan tiap tahun t = tahun kegiatan usaha (t = 1,2,...n)
Dengan kriteria:
- NPV > 0, berarti usaha menguntungkan dan layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan;
- NPV < 0, berarti sampai dengan t tahun investasi proyek tidak menguntungkan dan tidak layak untuk dilaksanakan dan dikembangkan; - NPV = 0, berarti tambahan manfaat sama dengan tambahan biaya yang
23