Perencanaan Mesin Pemarut Kelapa

BAB I

BAB I

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

1.1

1.1 LATLATAR AR BELAKANGBELAKANG

Suatu mesin terdiri dari bagian atau elemen yang jumlahnya mencapai Suatu mesin terdiri dari bagian atau elemen yang jumlahnya mencapai lebih dari puluhan. Semua bagian tersebut bekerja saling mendukung sehingga lebih dari puluhan. Semua bagian tersebut bekerja saling mendukung sehingga dapat menghasilkan suatu gerakan. Dalam merancang suatu komponen mesin kita dapat menghasilkan suatu gerakan. Dalam merancang suatu komponen mesin kita harus mempertimbangkan segala factor yang mempengaruhi hasil akhir komponen harus mempertimbangkan segala factor yang mempengaruhi hasil akhir komponen yang

yang direncdirencanakan anakan antara antara lain lain seperti : seperti : factor factor keamakeamanan,unan,umurmur,efisi,efisiensi,bensi,biaya,diaya,danan factor ketahanan komponen tersebut dapat menjalankan fungsinya dengan baik. factor ketahanan komponen tersebut dapat menjalankan fungsinya dengan baik.

Pada

Pada tugas perencanaan tugas perencanaan elemen mesin elemen mesin II ini II ini kami mkami mengambil engambil juduljudul “Per

“Perencencanaanaan an MesMesin in PemPemaruarut t elelapa apa DenDengan gan MenMengguggunaknakan an MotMotor or ! ! tak tak tiptipee "onda # $%&'

"onda # $%&'

(ransmisi pada mesin pemarut kelapa adalah bagian dari system pemindah (ransmisi pada mesin pemarut kelapa adalah bagian dari system pemindah daya yang berfungsi untuk memindahkan tenaga mesin dengan perantara sabuk ) daya yang berfungsi untuk memindahkan tenaga mesin dengan perantara sabuk ) yang dipasang pada puli pengerak dan

yang dipasang pada puli pengerak dan puli yang digerakkan.puli yang digerakkan.

1.2

1.2 TuTujuan dan Majuan dan Manfaat Penulisanfaat Penulisan.n. (ujuan

(ujuan dari tugas perencanaan dari tugas perencanaan elemen mesin ini adalah elemen mesin ini adalah untuk memenuuntuk memenuhihi kurikulum pada mata kuliah elem mesin II. Selain itu untuk dapat menerapkan kurikulum pada mata kuliah elem mesin II. Selain itu untuk dapat menerapkan kajian teoritis yang kami dapatkan dari kuliah dalam kehidupan sehari*sehari, kajian teoritis yang kami dapatkan dari kuliah dalam kehidupan sehari*sehari, tugas ini juga dapat melatih kami untuk lebih mendalami dan memahami fungsi tugas ini juga dapat melatih kami untuk lebih mendalami dan memahami fungsi dan karakteristik dari suatu elemen mesin.

dan karakteristik dari suatu elemen mesin.

+adi dengan tugas ini diharapkan mahasisa mampu merancang elemen* +adi dengan tugas ini diharapkan mahasisa mampu merancang elemen* elem

elemen en memesin sin berberdasdasarkarkan an ataatas s perperhithitunungangan*per*perhithitungungan an yayang ng berbersumsumber ber dardarii lit

literateratur*ur*litliterateratur ur seksekaligaligus us menmengapgapliklikasikasikan an teoteori ri yayang ng diddidapaapat t lanlangsugsung ng didi lapangan.

1.3

1.3 PeuPeu!usa!usan Masalan Masala""

Dalam tugas perencanaan ini kami akan menbahas mengenai konstruksi Dalam tugas perencanaan ini kami akan menbahas mengenai konstruksi dan cara kerja poros ,bantalan,sabuk pada mesin pemarut kelapa. Di dalamnya dan cara kerja poros ,bantalan,sabuk pada mesin pemarut kelapa. Di dalamnya kami juga akan melakukan perhitungan untuk mendapatkan bentuk dan ukuran kami juga akan melakukan perhitungan untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang sesuai dengan perencanaan kami.

yang sesuai dengan perencanaan kami.

1.#

1.# MetMet$de Pe!%a"$de Pe!%a"asanasan Pa

Pada da tutugagas s pepererencncananaaaan n inini i pepembmbahahasasan an akakan an didilalakukukakan n dedengnganan meng

menggunakgunakan an literatuliteratur r yang memuat yang memuat data*ddata*data ata serta rumus*rumuserta rumus*rumus s yang berkaitanyang berkaitan dengan masalah yang diambil, serta dilengkapi data*data dari studi lapangan.

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*beban

lenturan, 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.

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.

#ambar bantalan luncur.

0antalan gelinding ada  yaitu : bantalan peluru dan bantalan rol. (atanama dari bantalan peluru dapat dilihat pada gambar baah, bantalan peluru mempunyai ! bagian utama bantalan yaitu : cincin luar, cincin dalam, elemen  peluru, dan pemisah, berikut berbagai macam jenis bantalan peluru.

(ata nama dari suatu bantalan peluru

Sedangkan bantalan rol dibuat untuk menerima beban yang lebih berat daripada  bantalan peluru berikut beberapa jenis bantalan rol

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.

!. sabuk Pengatur aktu.

Sabuk ini terbuat dari kain berkaret dan kaat 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

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.

BAB III PERHITUNGAN

A. Pe"itun(an P$$s

Dai data s)esifi*asi dien+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 kgmm_. * Putaran poros 9 6%& rpm

* #aya rencana pada pulley 9 &. ; * #aya rencana pada gear motor 9 &,% ;

<Mo 9 5 2*&.% ;3 = $/>  ? $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 :

Syt   x diizinkan  yang   geser  tegangan  p  p /& , & .

=

=

τ   τ  

Dari bahan S/&*1 didapat nilai kekuatan tarik yaitu sebesar %5 kgmm_{, sehingga} tegangan geser didapat sebesar :

9 &./ B %5 9 $6,! kgmm

Menurut Sularso, nilai torsi didapat dari persamaan : ( 9 7.6! B $& % _{. PnCC.P 9 /,% "P 9 ,8$$ } ( 9 7,6! B $&%_{.,8$$6%&}

9 $87%,! kg.mm 9 $, 87% kg.m.

 8 / / /

$&

.

/

,

$

3

&$5!

.

&

2

87%

,

$

.

$

,

%

.

$

,

%

$8

.

m

kg 

d 

T 

d 

T 

 s  s = = = = π   τ  

Kaena nilai te(an(an (ese ,an( dien+ana*an le%i" *e+il dai)ada nilai te(an(an (ese ,an( dii0in*an !a*a )$$s tese%ut a!an

2. P$$s Pe!aut

* Panjang poros pemarut 9 /% cm

* Diameter poros 9 $,7 cm

* Putaran poros pemarut didapat dari perbandingan pulley , yaitu sebesar : n$B d$ 9 n B d

n 9 %.68.%% B 6%& 9 8%,86 rpm

* #aya rencana pada pemarut, @$ 9 $ ; * #aya rencana pada pulley, @ 9  ; Dengan cara yang sama dengan poros motor, nilai <Mo 9 $& 2* ;3 = &>  ? /% 2$ ;3

>  9 ,% ; > $ 9 @$ = @ ? > 

9 $ ; =  ; ? ,% ; 9 &.6% ;

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 :

Syt   x diizinkan  yang   geser  tegangan  p  p /& , & .

=

=

τ   τ  

Dari bahan S/&*1 didapat nilai kekuatan tarik yaitu sebesar %5 kgmm_{, sehingga} tegangan geser didapat sebesar :

Menurut Sularso, nilai torsi didapat dari persamaan : ( 9 7.6! B $& % _{. PnCC.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

.

m

kg 

d 

T 

d 

T 

 s  s = = = = π   τ  

Kaena nilai te(an(an (ese ,an( dien+ana*an le%i" *e+il dai)ada nilai te(an(an (ese ,an( dii0in*an !a*a )$$s tese%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 CCCCCCCCCCChurmi

d 9 D$,% 9 $5,!$,%  9 $!,6 mm

+adi edalaman pasak : D ? d 9 $5,! ? $!,6

* 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 kgmm dengan Sf$ 9 8 dan Sf 9 , sehingga tegangan yang diiAinkan pada poros dapat dicari dengan  persamaan : . : 5/ , ! . 8 %5 mm kg   x  sa = = τ 

Dari literature didapat nilai factor koreksi untuk puntiran, t 9  dan factor  lenturan 9 .

kg   F  /85,%88  : ! , $5 5$ , //7&

=

=

0ahan pasak direncanakan S45-C _{dicelup dingin dan dilunakkan, maka F b 9 6&}

kgmm_{, dengan factor keamanan, S}

fk$9 8, Sfk9 /. Sfkt$B Sfkt 9 8 B / 9 $5 (egangan geser yang diiAinkan :

Gka 9 6&$5 9 /,7 kgmm (egangan yang ditimbulkan :

Gk  9 @b.l 

9 /85,%88/,7 B !,8 9 /,/! kgmm

arena tegangan yang ditimbulkan lebih kecil dari tegangan yang diiAinkan maka  pasak dalam keadaan aman

2. Pada Pulle, Pe!aut

Dengan cara yang sama, dimensi dari pasak dapat dicari dengan : Dari diameter poros pemarut diketahui 2D3 9 $7 mm

D 9 $,%. d CCCCCCCCCCChurmi

d 9 D$,% 9 $7$,%  9 $%, mm

+adi edalaman pasak : D ? d 9 $7 ? $%,

9 /,85 mm

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 kgmm dengan Sf$ 9 8 dan Sf 9 , sehingga tegangan yang diiAinkan pada poros dapat dicari dengan  persamaan : . : 5/ , ! . 8 %5 mm kg   x  sa = = τ 

Dari literature didapat nilai factor koreksi untuk puntiran, t 9  dan factor  lenturan 9 .

0esarnya gaya yang terjadi pada pasak :

kg   F  !$&,$%  : $7 !6 , /578

=

=

0ahan pasak direncanakan S45-C _{dicelup dingin dan dilunakkan, maka F b 9 6&}

kgmm_{, dengan factor keamanan, S}

fk$9 8, Sfk9 /. Sfkt$B Sfkt 9 8 B / 9 $5 (egangan geser yang diiAinkan :

Gka 9 6&$5 9 /,7 kgmm (egangan yang ditimbulkan :

Gk  9 @b.l 

9 !$&,$%!,6 B !,6% 9 /,!7 kgmm

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

• α  9 /&o

rpm Motor 2n3 : 6%& rpm

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  C   L

 

 

 



 

 

=

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  @r  9 ,$ k;

@a 9  K   Fr  . !6 , &

CCCCCCCCCCCCCCC2Shigley, +ilid  "al.8/,$$* /3

"arga  9 $,% untuk bantalan radial. @a 9 &,!6_$,%x,$ 9 &,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 :

Pr  . C    fn   fh

=

8%$/ ,  &/& . /%! , &

=

  fh 9 6$,&!

Hmur ;ominal 0antalan : Eh 9 %&& . fh/ 9 %&&. 26$,&!3/ 9 77%%888$$ jam. D. Pe"itun(an 'a%u*  Data Sabuk : * P 9 /,% "p 9 ,8$$  * n$ 9 6%& rpm * 1 9 !&& mm * d$ 9 $,5! * d 9 $,7

 Perbandingan putaran 2i3 : n$B d$ 9 n B d 7 , $ 5! , $ 6%&   x n

=

n 9 6&,/ rpm Maka :

i 9 _6&6%&_,/ 9 $,&/

 @aktor oreksi 2 f c3 :

f c 9 $,! 2 faktor koreksi 3 2 Sularso "al $8% 3

 Daya >encana 2 Pd 3 : Pd 9 f c B P 9 $,! B ,8$$ 9 /,8%   Momen >encana (m 9 $,87% kg.m 9 $87% kg.mm ( p 9 /57&,5 kg.mm  0ahan Poros S /& 1*D, σ  _{09 %5 kgmm}

Sf $ 9 8, Sf 9  2dengan alur pasak3

Ga 9  $ xSf   Sf    B σ    9  8 %5  x  9 !,5/ kgmm 

 t 9  untuk beban tumbukan 1 b 9  untuk lenturan

 Diameter Poros :

ds$9 $,5! cm 9 $5,! mm 2 diameter poros penggerak3 ds 9 $,7 cm 9 $7 mm 2 diameter poros yang digerakkan3

 Penampang sabuk*)  type 0 2Sularso "al $873

dmin 9 $!% mm 2Sularso "al $873

 d p 9 $!% mm, D p 9 $!% B $,&/ 9 $!7,/% mm

Dimana : d p 9 diameter dalam puli penggerak 

D p 9 diameter dalam puli yang digerakkan dk  9 $!% =  B %,% 9 $%8 mm

Dk  9 $!7,/% =  B %,% 9 $8&,/% mm

Dimana : dk  9 diameter luar puli penggerak 

Dk  9 diameter luar puli yang digerakkan d0 d  s $&mm / % $ + ≥ 2Sularso "al $663 / % . $5,! = $& 9 !&,88 mm d0

≥

 !&,88 mm 9 !% mm D0 d  s $&mm / % . + ≥ 2Sularso "al $663 / % . $7 = $& 9 !$,88 mm D0

≥

 !$,88 9 %& mm

Dimana : d0 9 diameter naf puli penggerak 

D0 9 diameter naf puli yang digerakkan

 ecepatan Sabuk J 2ms3 $&&& 8& 6%& $%& $! , / $&&& 8& . _$  x  x  x  x n d  v

=

p

=

2Sularso "al $883 9 %,55 ms

%,55 ms N /& ms, maka puli baik dipakai

 1 ? O 2 dk  = Dk 3  & 2Sularso "al $663

!&& ? O 2 $%8 = $8&,/% 3  & !&& ? /$8,/%  &

5/,8%  &, 0aik 

 Panjang keliling sabuk 2E3 E 9 1 =  π    2d p = D p3 = C  ! $

 2D p ? d p3 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 ? /,$! 2D p = d p3 2Sularso "al $6& 9  B $8,! ? /,$! 2$!7,/% = $!%3 9 %!,5 ? 7!,8 9 $8&& mm Maka : 1 9 5 3 2 5 . .  p  p d   D b b+ − − 9 5 3 $!% /% , $!7 2 5 $8&& $8&&

+



−

−

 9 /77,77 mm  Sudut ontak 2Q3

Q 9 $5&o _* C  d   D _{p  p}3 2 %6 − 2Sularso "al $6/3 9 $5&o _* !&& 3 $!% /% , $!7 2 %6

−

9 $5&o _{? &,8 9 $67,/5}o

Maka  Q 9 $ 2(abel %6 Sularso "al $6!3

 Pemilihan Sabuk*) 2tipe standar3 +umlah sabuk 9 $ Maka : ; 9 θ   xK   P   P  o d  2Sularso "al $6/3

+adi kapasitas daya transmisi dari satu sabuk Po 2k3 Po 9 θ   xK   P _d  9 $ $ 8$$ ,   x 9 ,8$ k

 R1i 9 !& mm, R1t 9 !& mm 2(abel %5 Sularso "al $6!3

 Penampang Sabuk*) (ype 0, ;o. %&, $ buah. dk  9 $%8 mm, Dk  9 $8&,/% mm, 1 9 !&& Eubang poros $5,! mm, $7 mm