BAB II LANDASAN TEORI

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tandan Kosong Sawit (TKS)

Laju perkembangan areal tanaman kelapa sawit di Indonesia meningkat dengan pesat beberapa tahun belakangan ini. Pertambahan areal perkebunan sawit di Indonesia pada saat ini mencapai sekitar 8 juta hektar; dua kali lipat dari luas area di tahun 2000 ketika sekitar 4 juta hektar lahan di Indonesia dipergunakan untuk perkebunan kelapa sawit. Jumlah ini diduga akan bertambah menjadi 13 juta hektar pada tahun 2020.

pekebunan kelapa sawit tersebut dengan sendirinya meningkatkan produktifitas kelapa sawit dan limbah kelapa sawit. Tanaman kelapa sawit (Elaeis Quineensis Jacq), merupakan tanaman palma penghasil minyak nabati cukup besar yang menganti minyak kelapa. Bahan baku pengolahan kelapa sawit adalah tandan buah segar dengan hasil utamanya adalah minyak sawit kasar (Crude Palm Oil) dan inti sawit (Kernel), selain itu proses pengolahan kelapa sawit tersebut juga menghasilkan limbah cair dan limbah padat.

Limbah padat berupa TKS, sabut kelapa sawit dan cangkang. Menurut (Hadi , 2002) mengemukakan sekitar 25 % - 30 % dari berat tandan buah segar (TBS) yang panen merupakan TKS.. Kelapa sawit varietas tenera dewasa akan menghasilkan tandan buah segar sampai dengan 25 ton/ha. TKS diperoleh dari proses pengolahan kelapa

sawit menjadi inti sawit. TKS dihasilkan setelah pelepasan buah atau perontokan. Pelepasan buah dilakukan dengan membanting buah dalam mesin perontok Buah yang lepas dari tandannya masuk screw conveyor yang ada dibawah tresher, selanjutnya melalui bucket elevator masuk ke feet screw conveyor dan akhirnya masuk ke alat peremas (digester). Sementara itu TKS yang terlempar keluar dari tresher jatuh ke empty bunch (EB) horizontal conveyor dan seterusnya malalui EB inclined conveyor masuk ke incinerator. Bentuk Tandan Kosong Sawit (TKS) seperti pada Gambar 1.

Seperti yang telah diketahui, pemanfaatan limbah yang dihasilkan perkebunan kelapa sawit masih sangat terbatas. Pemanfaatan limbah tersebut baru dilakukan untuk menghasilkan abu dari sisa-sisa pembakaran TKS pada incinerator sebagai pupuk kalium dan memanfatkan TKS untuk pengerasan jalan di perkebunan. Cara lain yang mulai populer ialah pemanfaatan TKS untuk mulsa di kebun kelapa sawit. Cara-cara tersebut dapat menimbulkan konsekwensi yang merugikan antara lain : pembakaran TKS sebagai usaha memperkecil volume limbah dapat menimbulkan dampak terhadap pencemaran udara, pembuangan limbah ke areal pertanaman dapat menimbulkan ledakan populasi hama kumbang yang mematikan tanaman kelapa sawit (Goenadi dan away, 1996).

Pemanfaatan TKS pada saat sekarang sudah mulai dikembangkan sebagai bahan bakar boiler dengan campuran cangkang yang dapat digunakan untuk penggerak pabrik kelapa sawit dan untuk kebutuhan listrik dilingkungan pabrik. Walaupun begitu dari survey ke beberapa pabrik kelapa sawit penggunaan TKS belum terserap semuanya. Sehingga masih banyak TKS yang ditumpuk di perkebunan, untuk itu perlu dicari alternative lain pemanfaatan TKS.

Pemanfaatan limbah kelapa sawit menjadi limbah yang memiliki nilai tambah perlu dilakukan, dimana TKS merupakan limbah padat pabrik pengolahan kelapa sawit. Sebagai limbah lignoselulosa serat yang terkandung dalam TKS dapat diuraikan secara mekanis.

Proses mekanis dapat digunakan untuk menghasilkan serat yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh industri panel kayu atau diolah menjadi kertas (Hadi, 2002). Bentuk serat TKS seperti Gambar 2.

Gambar 1. Tandan Kosong Sawit (TKS)

Gambar 2. Serat Tandan Kosong Sawit (TKS)

TKS mempunyai berat antara 0,7 kg – 10 kg sedangkan ukuran tandan yang dinyatakan sebagai panjang, lebar dan tebal rata-rata masing-masing 42,1 cm, 33,5 cm, dan 22,3 cm.

2.2 Tipe Mekanisme Alat Pencacah 2.2.1 Alat Pencacah Kompos

Alat pencacah kompos (Gambar 3) merupakan salah satu alat yang dapat membantu dalam proses pembuatan kompos secara anaerob dengan bahan baku khususnya sampah organik dengan memperkecil ukuran (Sudrajat,2006).

Gambar 3. Alat pencacah kompos (Sudrajat, 2006)

Sistem kerja alat ini pada dasarnya sama dengan gilingan martil (hammer mill). berfungsi sebagai batang pemukul atau dapat juga diganti dengan batang pisau pemotong.

Proses yang terjadi adalah bahan atau material seperti serat, dedaunan, sayuran dimasukkan ke dalam hammer mill yang berputar kemudian produk yang dihasilkan menjadi ukuran yang lebih kecil (size reduction). Di dalam industri makanan, hammer mill banyak digunakan untuk menghancurkan lada, rempah – rempah dan lain – lain.

2.2.2 Crushing

Crushing adalah alat pencacah yang banyak digunakan pada bahan-bahan pertanian dan limbah-limbah padat yang bertujuan untuk memperkecil ukuran bahan,

merusak struktur bahan untuk memudahkan pencacahan dan menghaluskan bahan dalam bentuk serbuk.

2.3 Jenis-jenis Mesin Crusher 2.3.1 Jaw Crusher

Gambar 4. Jaw Crusher

Jaw Crusher adalah type crusher yang paling umum, dimana sistem kerjanya memampatkan / mengjimpit material hingga hancur, biasa digunakan untuk menghancur batu jenis yang keras seperti batu kali, batu pegunungan, batu mineral, batu emas, batu mangan, batu besi, dan sebagai dengan target penghancuran hanya sampai menjadi ukuran 1 – 5 cm. Kerja Jaw Crusher sangat ditentukan ukuran fly wheel ( roda gila )dan kekuatan shaft, karena kedua komponen berperan vital untuk operasional produksi pengembangan Jaw Crusher ini berdiri sendiri, harus ada didukung dengan peralatan - peralatan yang lain.

2.3.2 Impact Crusher

Gambar 5. Impact Crusher

Impact Crusher adalah type crusher dengan system pukul rotary dengan kecepatan RPM yang cukup tinggi, Impact crusher biasa digunakan untuk mengahncurkan batu kali dan batu gunung dengan ukuran yang kecil ( sekitar 1 – 5 cm ) yang variasi ukuran relative lebih homogeny. Mesin ini sangat cocok untuk memproduksi bahan baku aspalt kering atau pembuatan paving block. Untuk operasional produksi penambangan impact Crusher ini tidak bisa berdiri sendiri, harus didukung oleh perangkat lain.

2.3.3 Single Roll Crusher

Single Roll Crusher adalah type crusher dengan system gilas rotary dengan kecepatan rpm yang relative rendah dari impact crusher yaitu sekitar 300 rpm dan memiliki kapsitas produksi yang jauh lebih besar. Untuk kerja dari mesin Roll Crusher ini bergantung pada jenis / kualitas material gigi gilasnya, ukuran Fly Wheel (Roda Gila).

Semuanya harus disesuaikan dengan raw material dan target kapasitas. Roll Crusher biasa banyak digunakan didunia pertambangan, yang itu untuk mengahncurkan bantuan dengan tingkat kekerasaan dan keuletan relative rendah, seperti batu bara, batu kapur, bahan semen, batu tembaga, balerang dan sebagainya. Untuk Operasional produksi penambangan Roll Crusher ini tidak bisa berdiri, harus didukung dengan peralatan lain.

2.3.4 Double Roll Crusher

Cara kerja double roll crusher ini tidak jauh berbeda dengan proses single roll crusher, crusher ini memiliki dua buah roda silinder yang berfungsi untuk menghancurkan batu atau benda lainnya. Dua buah silinder ini berputar berputar berlawanan arah. Celah antara silinder lebih kecil dari bahan yang akan diproses ,bahan yang masuk diantara celahnya akan diremukkan dan dihancurkan (dicacah). Bagian lainnya seperti roda peng gerak yang dihubungkan dengan sabuk yang tersambung ke motor penggerak.

2.3.5 Cone Crusher

Gambar 8. Cone Crusher

Crusher adalah type yang cukup special, prinsipkerja dari cone crusher ini yaitu menghepit material secara vertical rotary dengan keceptan rpm yang cukup sedang sekitar 500 rpm dan bertumpu pada kekuatan pegas. Cone crusher ini biasanya

digunakan sebagai secundery crusher, crusher lanjutan yaitu menhhancurkan batuan dengan ukuran sekitar 5 – 10 cm untuk menghasilkan ukuran yang dikehendaki.

Kelebihan dari mesin cone crusher ini yaitu bisa menghasilkan struktur pecahan batu yang relative homogeny dengan bentuk cubical ( kotak ) sehingga sangat cocok untuk memproduksi batu tensia / batu pecahan yang berguna. Untuk pembuatan jalan raya. Operasional produksi cone crusher ini tidak bisa berdiri sendiri harus didukung dengan peralatan – peralatan lainnya.

2.3.6 Hammer Mill

Gambar 9. Hammer Mill

Mesin crusher ini jenis hammer mill adalah mesin crusher yang bekerja dengan prinsip pikul rotary dengan kecepatan yang tinggi , hamper sama dengan impact crusher tetapi untuk hammer mill bisa menghasilkan produk dengan kehalusan mencapai 80 mesh. Mesin hammer mill bisa digunakan untuk memproduksi pasir halus, konsetat mineral, mineral ore, tepung batu-batuan dan unsur-unsur pembentuk berupa batu halus seperti kapur, dolomite, zeolite dan sebagainnya

2.3.7 Hammer Roller mill

Gambar 10. Hammer Roller Mill

Mesin crusher ini prinsipnya kejanya sama seperti hammer mill, hanya saja prosesnya dilanjutkan dengan roll mill.Mesin Hammer Rollel mill di gunakan untuk membuat konsentrat dari batu mineral dengan kekasaran tinggi ,dan mampu menghasilkan produk dengan tingkat kehalusan tinggi yaitu mencapai 200-300 mesh. Sangat cocok untuk digunakan dalam penambangan emas, tembaga, supplier pupuk produksi dolomite, zeolit, batu kapur dan sebagainya.

2.3.8 Gyratory Crusher

Gambar 11. Gyratory Crusher

Terdapat tiga jenis gyratory crusher, yaitu suspended-spindle, supported-spindle dan dan fixed spindle yang masing-masing unit dibedakan dari cara menggu nakan poros

tegak eksentris untuk menghasilkan putaran dan ayunan. Secara umum proses pemecahan batu terjadi akibat putaran poros eksentris, sehingga mantel yang menempel pada crushing head dapat berputar dan sekaligus mengayun atau gyrates. Jadi reduksi batuan tidak hanya disebabkan oleh gaya tekan tetapi juga oleh gaya geser, yang diharapkan dapat membentuk butiran produk menjadi relatif kubikal atau membulat (rounded )

Proses penekanan dan pergeseran terhadap batu tersebut berlangsung secara kontiyu, cepat dan merata ke seluruh rongga pemecahan batu, sehingga permukaan batu yang runcing dapat dihilangkan oleh gaya geser menjadi relatif bulat. Pada saat disalah satu sisi terjadi proses penekanan dan pergeseran, maka melalui sisi lainnya pecahan batu akan lolos atau keluar dari unit crusher sebagai sebagai produk.

2.3.9 Tub Grinders

Gambar 12. Tub Grinders (Robert,1995)

Tub grinder (Gambar.12) adalah alat khusus yang digunakan untuk memotong/membelah (chopping) kayu termasuk di dalamnya batang dan dedaunan dalam jumlah yang besar. Sistem kerja dari tub grinder ini adalah sistem kerja pisau pemotong (hammer mill) yang bergerak secara horizontal. Tub grinder terdiri dari drum pisau pemotong (hammer mill) dan auger yang semuanya terbuat dari plat baja. Tenaga penggerak menggunakan mesin diesel dengan tenaga sebesar 500 hp (Robert 1995).

2.4 Tipe Pisau Pemotong

Pisau pemotong rumput dibedakan menjadi dua berdasarkan tipe pisau pemotong yaitu pisau pemotong rumput tipe reel dan tipe slasher. Kedua tipe pisau ini memiliki perbedaan yang dapat dilihat dari konstruksi dan hasil potongannya (Beard 1993). Pisau pemotong rumput tipe reel terdiri dari dua buah pisau antara lain reel dan bedknife. Reel bergerak melingkar sedangkan bedknife diam. Reel terdiri dari beberapa pisau (blade) yang ditempelkan ke rangka (Mardison, 2000). Pisau pemotong rumput tipe reel dapat dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13. Jenis-jenis pisau pemotong rumput (Mardison 2000)

Pisau pemotong rumput tipe slasher terdiri dari satu bilah pisau yang digerakkan secara rotasi dengan kecepatan tinggi, sehingga menghasilkan daya pukul yang kuat untuk memotong rumput (Mardison 2000). Pisau pemotong rumput tipe reel memberikan hasil potongan rata pada bagian tajuk rumput yang dipotong sehingga tidak mengganggu pertumbuhan rumput. Pisau pemotong rumput tipe slasher memberikan hasil potongan yang tidak baik pada bagian tajuk rumput, di mana tajuk rumput bekas potongan jadi pecah dan hasil potongan tidak rata (Beard 1993).

2.5 Metode Pemotongan (Cutting) Bahan Pertanian

Pemotongan (Cutting) bahan – bahan hasil pertanian sering dilakukan pada saat panen (harvesting), dalam pemisahan (separation) dan juga dalam proses pengecilan (comminution) ukuran bahan.

Pada saat pemotongan, mata pisau menembus ke dalam bahan, melewati kekuatan bahan sehingga bahan menjadi terpisah. Pada saat pemotongan berlangsung, terjadi perbedaan deformasi pada bahan, yang tergantung pada bentuk mata pisau dan proses kinematik pemotongan (Sitkey 1986). Gambar 14.a memperlihatkan proses pemotongan yang menggunakan dua mata pisau yang saling berhadapan dan terlibat pemotongan (countermoving blade). Contoh untuk kasus ini adalah gunting. Gambar 14.b memperlihatkan tipe alat potong di mana bahan diletakkan pada landasan yang diam dan pisau pemotong bergerak. Contoh praktis pada proses ini adalah pada perajangan keripik singkong dengan alat chipper. Gambar 14.c mengilustrasikan pemotongan lapisan yang tipis, di mana distribusi tegangan di sekitar mata pisau mengalami distorsi yang sangat besar akibat permukaan bebas pada sekitar bidang pemotongan. Gambar 16.d menunjukkan metode pemotongan bebas (free cutting) yang saat ini banyak dilakukan. Pada kasus ini kecepatan mata pisau harus tinggi (20 – 40 m/s) (Sitkey 1986).

2.6 Teori Dasar Perhitungan

2.6.1 Motor Elektrik

Motor elektrik adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai tenaga penggerak. Pengguanaan motor elektrik disesuaikan dengan kebutuhan daya mesin. Motor elektrik pada umumnya berbentuk silinder dan dibagian bawah terdapat dudukan yang berfungsi sebagai lubang baut supaya motor listrik dapat dirangkai dengan rangka mesin atau konstruksi mesin yang lain. Poros penggerak terdapat di salah satu ujung motor listrik dan tepat di tengah-tengahnya, seperti pada gambar 15 dibawah ini.

Gambar 15. Motor Elektrik

Jika n (rpm) adalah putaran dari poros motor listrik dan T (kg.mm) adalah torsi 1 pada poros motor listrik, maka besarnya daya P (kW) yang diperlukan untuk menggerakkan system.

 Menghitung Kecepatan Motor

Keterangan :

n = putaran motor = Massa jenis Q = Kapasitas mesin

 Menentuakan daya motor.

Ada berapa tahapan perhirungan antaranya :

1. Berdasarkan penelitian dari bapak ( Aidil Zamri dan Safril, 2006 ) menyatakan bahwa pengaruh sudut mata pisau terhadap gaya dan energi potong spesifik pada spikelet TKS yang efisien terdapat pada sudut mata pisau 25o _{yang mana gaya potong adalah 135,045 N dan luas bidang potong}

adalah 407,3 mm2 _{.Proses penghitungan daya motor pada mesin pemecah}

jagung ini dapat ditentukan dengan persamaan :

2. Gaya Cacahan Serat pada Mesin ( F2 )

Gaya Cacahan serat ini bisa dihitung dengan persamaan berikut :

3. Penentuan Daya

Daya yang dibutuhkan untuk menyerat, Ps = F2' . v

Dimana :

Jadi, Daya motor yang digunakan dapat dihitung dengan rumus adalah :

Fe= Faktor koreksi = 0,8

2.6.2 Puli Dan Belt 2.6.2.1 Puli

Puli merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya seperti halnya sproket rantai dan roda gigi. Bentuk puli adalah bulat dengan ketebalan tertentu, di tengah-tengah puli terdapat lubang poros (gambar 16). Puli pada umumnya dibuat dari besi cor kelabu FC 20 atau FC 30, dan adapula yang terbuat dari baja.

Gambar 16. Pully

Perkembangan yang pesat dalam bidang penggerak pada berbagai mesin yang menggunakan motor listrik telah membuat arti sabuk untuk alat penggerak menjadi berkurang. Akan tetapi, sifat elastisitas daya dari sabuk untuk menampung kejutan dan getaran pada saat transmisi membuat sabuk tetap dimanfaatkan untuk mentransmisikan daya dari penggerak pada mesin perkakas.

Keuntungan jika menggunakan puli :

1. Bidang kontak sabuk-puli luas, tegangan puli biasanya lebih kecil sehingga lebar puli bisa dikurangi.

2.6.2.2 Belt

Dari tabel V-Belt, untuk sabuk tipe A diketahui ukuran-ukuran puli sebagai berikut : e = 12,5 mm ; c = 3,5 mm ; t = 16 mm ; s = 10 mm ;  = 40

Tabel 1. V-Belts

(Sumber :Sularso , 1997)

Sabuk atau belt terbuat dari karet dan mempunyai penampung trapesium.Tenunan, teteron dan semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan pada alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit akanmengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar.

Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk biji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan dari sabuk-V jika dibandingkan dengan sabuk rata.Gambar 17 di bawah ini menunjukan berbagai porsi penampang sabuk-V yang umum dipakai.

Gambar 17. Konstruksi dan ukuran penampang sabuk-V (Sularso,1983)

Pemilihan puli V-belt sebagai elemen transmisi didasarkan atas pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut :

1. Dibandingkan roda gigi atau rantai, penggunaan sabuk lebih halus, tidak bersuara, sehingga akan mengurangi kebisingan.

2. Kecepatan putar pada transmisi sabuk lebih tinggi jika dibandingkan dengan belt. 3. Karenan sifat penggunaan belt yang dapat selip, maka jika terjadi kemacetan atau gangguan pada salah satu elemen tidak akan menyebabkan kerusakan pada elemen lain.  Rumus Perhitungan Puli Dan belt

Perencanaan puli dan sabuk-V haruslah menggunakan suatu perhitungan. Rumus perhitungan puli dan sabuk-V antara lain untuk menentukan; perbandingan transmisi, kecepatan sabuk, dan panjang sabuk. Rumus perhitungan tersebut adalah sebagai berikut (Sumber :Sularso, 1983).

1. Kecepatan belt

60.1000

. . nd

v



_(m/s)

Dengan : V = kecepatan sabuk (m/s) d = diameter puli motor (mm)

n = putaran motor listrik (rpm) 2. Panjang Keliling Sabuk (L)







Dp dp



C Dp dp C L     4 1 2 14 . 3 2 b1  2L3,14(Dp dp)

Untuk perhitungan ini penulis menyesuaikan panjang sabuk (belt) yang ada dipasaran, sesuai dengan tabel panjang sabuk di table ( Sularso dan Suga (1997).

3. Sudut Kontak sabuk ()

C dp Dp o 57( ) 180    

Dengan: C = jarak antar sumbu poros (mm) 4. Luas Penampang Sabuk (A)

t b

A  (mm2 )

(Sumber : Gupta, 1982) 5. Gaya yang terjadi pada sabuk

 Gaya sisi tarilk (F1)

 Gaya sisi kendur

Gambar 18. Puli 1 dan puli 2

Gambar 19. Diagram Pemilihan Sabuk (Sularso dan suga,1997 ) Tabel 2. Panjang Sabuk V Standar

2.6.3 Poros

a. Macam-macam poros

Poros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran. Umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai dengan, dengan demikian poros menerima beban puntir dan lentur. Putaran poros biasa ditumpu oleh satu atau lebih bantalan untuk meredam gesekan yang ditimbulkan seperti yang ditunjukkan gambar.20. di bawah ini.

Gambar 20. Poros ditumpu oleh dua bantalan Ada beberapa macam jenis poros, di antaranya yaitu :

1. Poros Transmisi

Poros transmisi mendapat beban puntir murni atau beban puntir dan lentur. Poros transmisi berfungsi untuk meneruskan daya dari salah satu elemen ke elemen yang lain melalui kopling.

2. Spindel

Spindel merupakan poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama pada mesin perkakas di mana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

Poros gandar dipasang pada roda-roda kereta api barang, sehingga tidak mendapat beban puntir, terkadang poros gandar juga tidak boleh berputar. Gandar hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula yang memungkinkan mengalami beban puntir.

b. Hal-hal penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan poros

Untuk merancanakan sebuah poros, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut :

1. Kekuatan poros

Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur, atau gabungan antara puntir dan lentur. Poros juga ada yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin, dan lain-lain. Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur pasak harus diperhatikan. Sebuah poros harus direncanakan cukup kuat untuk menahan beban-beban seperti yang telah disebutkan di atas.

2. Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros telah memiliki kekuatan yang cukup, tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian pada suatu mesin perkakas. Hal ini dapat berpengaruh pada getaran dan suaranya (misalnya pada turbin dan kotak roda gigi). Kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan menggunakan poros tersebut.

3. Putaran kritis

Bila kecepatan putar suatu mesin dinaikan, maka pada harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya.Putaran ini dinamakan putaran kritis. Hal semacam ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik yang dapat

mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya.jika memungkinkan, maka poros harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga kerjanya menjadi lebih rendah daripada putaran kritisnya.

4. Korosi

Penggunaan poros propeler pada pompa harus memilih bahan-bahan yang tahan korosi (termasuk plastik), karena akan terjadi kontak langsung dengan fluida yang bersifat korosif. Hal tersebut juga berlaku untuk poros-poros yang terancam kavitasi dan poros pada mesin-mesin yang berhenti lama. Usaha perlindungan dari korosi dapat pula dilakukan akan tetapi sampai batas-batas tertentu saja.

5. Bahan poros

Poros pada mesin umumnya terbuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis. Meskipun demikian, bahan tersebut kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya jika diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa dalam terasnya.Akan tetapi, penarikan dingin juga dapat membuat permukaannya menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar.

Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap kausan. Beberapa bahan yang dimaksud di antaranya adalah baja khrom, nikel, baja khrom nikel molibdem, dan lain-lain. Sekalipun demikian, pemakaian baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasanya hanya untuk putaran tinggi dan beban berat saja. Hal ini perlu dipertimbangkan dalam pengguanaan baja karbon yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan.

Dalam merancang poros berdasarkan kekuatannya hal berikut dipertimbangkan : - Poros hanya mengalami momen puntir atau torsi

- Poros hanya mengalami momen lentur

- Poros mengalami momen puntir dan lentur bersamaan, dan

- Poros mengalami momen puntir dan lentur bersamaan ditambah gaya aksial Ada tahapan perencanaan poros diantaranya :

 Poros Dudukan pully besar

Perencanaan poros dudukan pully besar ini dapat dicari dengan langkah – langkah sebagai berikut :

Fr = Fi+ F2

 Berat pisau pengurai dan bush (WBC)

Pada pisau terdapat lobang berbentuk persegi sehingga terjadi pengurangan Volume pisau Sehingga

–

 Volume pisau untuk 15 pisau (Vp s)

Pada bush terdapat lobang berbentuk persegi sehingga terjadi pengurangan Volume pisau

Sehingga

–

 Volume pisau untuk 14 bus (Vb s)

 Berat Roda Gigi

Pada pisau terdapat lobang berbentuk lingkaran sehingga terjadi pengurangan Volume pisau

Sehingga

–

J a d i h a s i l p e n g u r a n a g a n n ya WE = Vps' x p  Diameter Poros (ds)



 



3 1 2 2 _. . 1 , 5               KmM KtT a ds

 (mm) (Sularso :Sularso dan Suga 1987)

Dimana : Km = faktor koreksi (1,5 untuk beban tumbukan ringan) Kt = faktor koreksi (1 untuk beban dikenakan secara halus) M = momen lentur gabungan maksimum (kg.mm)

T = momen puntir (kg.mm)

2.6.4 Perhitungan Pasak

Untuk pasak, umumnya dipilih bahan yang mempuyai kekuatan tarik lebih dari 60 (kg/mm²),lebih kuat dari pada porosnya. Kadang-kadang sengaja dipilih bahan yang lemah untuk pasak, sehingga pasak akan lebih dahulu rusak dari pada poros/ nafnya. Ini disebabkan harga pasak yang murah serta mudah mengantinya.

Dimensi pasak ditentukan dengan mengikuti persamaan sebagai berikut a. Menentukan momen rencana dari poros (kg/mm)

Dimana : F = Gaya Tangensial (N) T = Momen Puntir Nmm)

d = diameter poros (mm)

b. Tegangan yang diizinkan pada pasak (Tg) Dimana diketahui:

sfi = Faktor keamanan bahan (nilainya = 5,6 – 6,0), karena poros dipengaruhi

massa maka nilai sfi=6,0.

sf2 = Faktor tumbukan bahan (nilainya = 1,3 – 3,0)

c. Panjang pasak (L)

2.6.5 Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak-balik dapat bekerja dengan aman, halus dan panjang umur. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros atau elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak bekerja dengan baik, maka prestasi kerja seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja semestinya. Jadi, jika disamakan pada gedung, maka bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan pondasi pada suatu gedung.

Berdasarkan dasar gerakan bantalan terhadap poros, maka bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

a. Bantalan luncur

Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban yang besar.Bantalan ini memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dibuat dan dipasang dengan mudah.Bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar karena gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan.Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu sederhana, gesekan yang besar antara poros dengan bantalan menimbulkan efek panas sehingga memerlukan suatu pendinginan khusus seperti terlihat pada gambar 23 di bawah ini.

Gambar 21. Pelumasan bantalan luncur

Lapisan pelumas pada bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara.Tingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga harganya lebih murah.

Macam-macam bantalan luncur : 1. Bantalan radial

2. Bantalan aksial 3. Bantalan khusus 4. Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol jarum dan rol bulat

(seperti yang ditunjukan pada gambar 2.2 ).Bantalan gelinding pada umumnya cocok untuk beban kecil daripada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Bantalan gelinding hanya dibuat oleh pabrik-pabrik tertentu saja karena konstruksinya yang sukar dan ketelitiannya yang tinggi.Harganya pun pada umumnya relatif lebih mahal jika dibandingkan dengan bantalan luncur.

Bantalan gelinding diproduksi menurut standar dalam berbagai ukuran gelinding yaitu, gesekan yang terjadi pada saat berputar sangat rendah.Pelumasannya pun sangat sederhana, yaitu cukup dengan gemuk, bahkan pada jenis bantalan gelinding yang memakai sil sendiri tidak perlu pelumasan lagi.

Meskipun ketelitiannya sangat tinggi, namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan sangkar, pada putaran yang tinggi bantalan ini agak gaduh jika dibandingkan dengan bantalan luncur.

Gambar 22 .Komponen bantalan gelinding  Rumus Perhitungan Bantalan

. Beban ekuivalen dinamis P = x.v. Fr + Fa.Y (Sularso, 2004) Dengan : x = 0,56 y = 1,45 v = 1 Fr = beban radial Fa = beban aksia 2 .Menentukan factor kecepatan (fn)

Dengan menggunakan persamaan didapat: Dimana diketahui:

fn=[ ] Untuk bearing rol

3. Faktor umur P C fn fh r

Dimana : C = Beban nominal spesifik (kg) Pr = Beban ekivalen dinamis (kg) 4. Umur bantalan