• Tidak ada hasil yang ditemukan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "BAB II TINJAUAN PUSTAKA. bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat"

Copied!
31
0
0

Teks penuh

(1)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Conveyor

Di dalam industri, bahan-bahan yang digunakan kadangkala merupakan bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat transportasi untuk mengangkut bahan-bahan tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan.

Salah satu jenis alat pengangkut yang sering digunakan adalah Conveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan -bahan industri yang berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) material padatan antara lain tergantung pada :

1. Kapasitas material yang ditangani 2. Jarak perpindahan material

3. Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi 4. Ukuran (size), bentuk (shape) dan sifat material (properties) 5. Harga peralatan tersebut.

(2)

2.1.1 Klasifikasi Conveyor

Secara umum jenis/type Konveyor yang sering digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Belt Conveyor 2. Chain Conveyor : a. Scraper Conveyor b. Apron Conveyor c. Bucket Conveyor d. Bucket Elevator 3. Screw Conveyor 4. Pneumatic Conveyor 2.1.1.1 Belt Conveyor

Belt Conveyor pada dasarnya mernpakan peralatan yang cukup sederhana. Alat tersebut terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan yang akan diangkut. Untuk mengangkut bahan -bahan yang panas, sabuk yang digunakan terbuat dari logam yang tahan terhadap panas.

Karakteristik dan performance dari belt conveyor yaitu :

1. Dapat beroperasi secara mendatar maupun miring dengan sudut maksimum sampai dengan 18.

2. Sabuk disanggah oleh plat roller untuk membawa bahan. 3. Kapasitas tinggi.

(3)

5. Dapat beroperasi secara continiue. 6. Kapasitas dapat diatur.

7. Kecepatannya sampai dengan 600 ft/m. 8. Dapat naik turun.

9. Perawatan mudah.

Kelemahan -kelemahan dari belt conveyor: 1. Jaraknya telah tertentu.

2. Biaya relatif mahal. 3. Sudut inklinasi terbatas.

2.1.1.2 Chain Conveyor

Chain conveyor dapat dibagi atas beberapa jenis conveyor, yaitu : 1. Scraper Conveyor

2. Apron Conveyor 3. Bucket Conveyor 4. Bucket Elevator

(4)

Keempat jenis elevator tersebut pada dasarnya menggunakan rantai sebagai alat bantu untuk menggerakkan material.

Scraper Conveyor

Scraper conveyor merupakan konveyor yang sederhana dan paling murah diantara jenis -jenis conveyor lainnya. Conveyor jenis ini dapat digunakan dengan kemiringan yang besar. Conveyor jenis ini digunakan untuk mengangkut material - material ringan yang tidak mudah rusak, seperti : abu, kayu dan kepingan.

Karakteristik dan performance dari scaper conveyor:

1. Dapat beroperasi dengan kemiringan sampat 45°. 2. Mempunyai kecepatan maksimum 150 ft/m. 3. Kapasitas pengangkutan hingga 360 ton/jam. 4. Harganya murah.

Kelemahan - kelemahan pada scraper conveyor: 1. Mempunyai jarak yang pendek. 2. Tenaganya tidak konstan.

3. Biaya perawatan yang besar seperti service secara teratur. 4. Mengangkut beban yang ringan dan tidak tetap.

(5)

Apron Conveyor

Apron Conveyor digunakan untuk variasi yang lebih luas dan untuk beban yang lebih berat dengan jarak yang pendek. Apron Conveyor yang sederhana terdiri dari dua rantai yang dibuat dari mata rantai yang dapat ditempa dan ditanggalkan dengan alat tambahan A. Palang kayu dipasang pada alat tambahan A diantara rantai dengan seluruh tumpuan dari tarikan conveyor. Untuk bahan yang berat dan pengangkutan yang lama dapat ditambahkan roda (roller) pada alat tambahan A. Selain digunakan roller, palang kayu dapat juga digantikan dengan plat baja untuk mengangkut bahan yang berat.

Karakteristik dan performance dan apron conveyor: 1. Dapat beroperasi dengan kemiringan hingga 25°. 2. Kapasitas pcngangkutan hingga 100 ton/jam. 3. Kecepatan maksimum 100 ft/m.

4. Dapat digunakan untuk bahan yang kasar, berminyak maupun yang besar.

5. Perawatan murah.

Kelemahan -kelemahan apron konveyor : 1. Kecepatan yang relatif rendah. 2. Kapasitas pengangkutan yang kecil 3. Hanya satu arah gerakan

(6)

Gambar 2.3 Apron Conveyor

Bucket Conveyor

Bucket Conveyor sebenarnya merupakan bentuk yang menyerupai conveyor apron yang dalam.

Karakteristik dan performance dari bucket conveyor: 1. Bucket terbuat dari baja

2. Bucket digerakkan dengan rantai 3. Biaya relatif murah.

4. Rangkaian sederhana.

5. Dapat digunakan untuk mengangkut bahan bentuk bongkahan. 6. Kecepatan sampai dengan 100 ft/m.

(7)

Kelemahan -kelemahan bucket conveyor:

1. Ukuran partikel yang diangkut 2-3 in. 2. Investasi mahal.

3. Kecepatan rendah.

Bucket Eleyator

Belt, scraper maupun apron conveyor mengangkut material dengan kemiringan yang terbatas. Belt conveyor jarang beroperasi pada sudut yang lebih besar dari 15-20° dan scraper jarang melebihi 300. Sedangkan kadangkala diperlukan pengangkutan material dengan kemiringan yang curam. Untuk itu dapat digunakan Bucket Elevalor. Secara umum bucket elevator terdiri dari timba -timba (bucket) yang dibawa oleh rantai atau sabuk yang bergerak. Timba -timba (bucket) yang digunakan memiliki beberapa bentuk sesuai dengan fungsinya masing -masing. Bentuk - bentuk dari timba -timba (bucket) dapat dibagi atas :

1. Minneapolis Type

2. Buckets for Wet or Sticky Materials 3. Stamped Steel Bucket for Crushed Rock

4. Minneapolis Type

(8)

ii. Dipergunakan untuk mengangkut butiran dan material kering yang sudah lumat.

5. Buckets for Wet or Sticky Materials. i. ¾ Bucket yang lebih datar.

ii. Dipergunakan untuk mengangkut material yang cenderung lengket.

6. Stamped Steel Bucket for Crushed Rock

i. ¾ Dipergunakan untuk mengangkut bongkahan -bongkahan besar dan material yang berat.

(9)

2.1.1.3 Screw Conveyor

Jenis konveyor yang paling tepat untuk mengangkut bahan padat berbentuk halus atau bubur adalah konveyor sekrup (screw conveyor)Alat ini pada dasarnya terbuat dari pisau yang berpilin mengelilingi suatu sumbu sehingga bentuknya mirip sekrup. Pisau berpilin ini disebut flight.

Macam-macam flight adalah: 1. Sectional flight 2. Helicoid flight

3. Special flight, terbagi: ~cast iron flight ~ribbon flight ~cut flight

Konveyor berfiight section (Gambar 2.6-a) dibuat dari pisau-pisau pendek yang disatukan -tiap pisau berpilin satu putaran penuh- dengan cara disimpul tepat pada tiap ujung sebuah pisau dengan paku keling sehingga akhirnya akan membentuk sebuah pilinan yang panjang.

Sebuah helicoid flight, bentuknya seperti pita panjang yang berpilin mengelilingi suatu poros (Gambar 2.6-b). Untuk membentuk suatu konveyor, flight-flight itu disatukan dengan cara dilas tepat pada poros yang bersesuaian dengan pilinan berikutnya.

Flight khusus digunakan dimana suhu dan tingkat kerusakan tinggi adalah flight cast iron. Flight-flight ini disusun sehingga membentuk sebuah konveyor (Gambar 2.6-c).

Untuk bahan yang lengket, digunakan ribbon flight (Gambar 2.6-d). Untuk mengaduk digunakan cut flight (Gambar 2.6-e). Flight pengaduk ini dibuat dari flight biasa, yaitu dengan cara memotong-motong flight biasa lalu membelokkan potongannya ke berbagai arah.

(10)

Untuk mendapatkan konveyor panjang yang lebih sederhana dan murah, biasanya konveyor tersebut itu disusun dari konveyor-konveyor pendek. Sepasang konveyor pendek disatukan dengan sebuah penahan yang disebut hanger dan disesuaikan pasangan pilinannya.

Tiap konveyor pendek mempunyai standar tertentu sehingga dapat dipasang dengan konveyor pendek lainnya, yaitu dengan cara memasukkan salah satu poros sebuah konveyor ke lubang yang terdapat pada poros konveyor yang satunya lagi (Gambar 2.7)

.

Gambar 2.6 Screw Conveyor : a Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d. Riboon ; e. Cut Flight

Gambar 2.7 Screw Conveyor Coupling

Wadah konveyor biasanya terbuat dan lempeng baja (Gambar 2.8), Panjang sebuah wadah antara 8, 10, dan 12 ft. Tipe wadah yang paling sederhana

(11)

(Gambar 2.8-a) hanya bagian dasarnya, yang berbentuk setengah lingkaran dan terbuat dari baja, sedangkan sisi-sisi lurus lainnya terbuat dari kayu.

Untuk mendapatkan sebuah wadah yang panjang, wadah-wadah pendek disusun sehingga sesuai dengan panjang konveyor. Gambar 2.8-b menunjukkan wadah yang lebih rumit yang konstruksinya semuanya terbuat dari besi.

Perlu diketahui bahwa poros konveyor harus digantung pada persambungan yang tetap sejajar. Dua buah persambungan dibuat pada ujung wadah, dan sepanjang wadah harus tetap ada hanger atau penahan, Biasanya ada sebuah hanger untuk tiap bagian.

Gambar 2.9 menunjukkan beberapa tipe hanger. Gbr 2.9-a menunjukkan tipe paling sederhana dan paling murah. Gbr 2.9-b menunjukkan tipe yang mempunyai persambungan terpisah dan ditempatkan di wadah baja. Bentuk yang lebih rumit mempunyai persambungan yang dapat disetel dan juga dengan cara meminyaki yang lehih baik.

(12)

Jika bahan yang diangkut konveyor bersentuhan dengan persambungan hanger, seringkali minyak atau pelumas tidak dapat dipakai karena akan mencemari bahan tersebut, dan wadah kayu akan basah oleh minyak. 0leh karena itu, wadah dalam hanger dibuat dari besi putih cor (Gbr 2. 9-c) sehingga tempat bergerak dapat digunakan walaupun tanpa pelumas.

Ujung dari wadah konveyor disebut box ends . Umumnya box ends awal berbeda konstruksinya dengan box ends akhir. Box ends awal memiliki roda gigi (gears) bevel untuk memutar poros konveyor.

(13)

2.1.1.4 Pneumatic Conveyor

Konveyor yang digunakan unluk mcngangkul bahan yang ringan atau berbentuk bongkahan kecil adalah konvenyor aliran udara (pneumatic conveyor). Pada jenis konveyor ini bahan dalam bentuk suspensi diangkut oleh aliran udara.

Pada konveyor ini banyak alat dipakai, antara lain:

1. Sebuah pompa atau kipas angin untuk menghasilkan aliran udara. 2. Sebuah cyclone untuk memisahkan partikel-partikel besar.

3. Sebuah kotak penyaring (bag filter) untuk menyaring debu.

Pada tipe yang sederhana (Gambar 2.11), sebuah pompa cycloida akan menghasilkan kehampaan yang sedang dan sedotannya dihubungkan dengan sistem pengangkulan. Bahan -bahan akan terhisap naik melalui selang yang dapat dipindahpindahkan ujungnya.

Kemudian, aliran udara yang mengangkut bahan padat dalam bentuk suspensi akan menuju siklon dan selanjutnya menuju ke pompa.

Jika bahan-bahan ini mengandung debu, debu ini tentunya akan merusak pompa dan debu ini juga akan membahayakan jika dibuang ke udara, dengan kala lain debu adalah produk yang tidak diinginkan. Karenanya, sebuah kotak penyaring ditempatkan diantara siklon dan pompa.

Jenis konveyor ini terutama digunakan untuk mengangkut bahan yang kebersihannya harus tetap terjaga baik (seperti biji-bijian, bahan-bahan lumat seperti soda abu, dan lain-lain) supaya keadaannya tetap baik dan tidak mengandung zat-zat beracun seperti timbal dan arsen.

Konveyor ini juga dapat dipakai untuk mengangkut bahan-bahan yang berbentuk bongkahan kecil seperti chip kayu, bit pulp kering, dan bahan lainnya

(14)

yang sejenis. Kadang-kadang juga digunakan bila jalan yang dilalui bahan berkelokkelok atau jika bahan harus diangkat dan lain-lain hal yang pada tipe konveyor lainnya menyebabkan biaya pengoperasian lebih tinggi.

Kecepatan aliran udara pada kecepatan rendah adalah 3000-7500 fpm dan pada kecepatan tinggi adalah 10000-20000 fpm. Sedangkan jumlah udara yang digunakan untuk mengangkut tiap ton bahan per jam adalah 50-200 cfm, tergantung pada keadaan dan berat bahan,jarak dan kemiringan pengangkutan, dan lain-lain. Kerugian menggunakan jenis konveyor ini adalah pemakaian energinya lebih besar dibanding jenis konveyor lainnya untuk jumlah pengangkutan yang sama. Perhitungan-perhitungan pada konveyor pneumatik sama sekali empiris dan memuat faktor-faktor yang tidak terdapat di luar data-data peralatan pabrik.

(15)

2.2 Dasar Pemilihan Conveyor

Untuk melakukan pemilihan suatu tipe pesawat pengangkut diperlukan pengetahuaan tentang rancangan dan disesuaikan dengan kemampuan pengoperasiannya.

Dalam pemilihan pesawat pengangkut perlu diketehui sebagai berikut :

1. Jenis dari ukuran beban yang akan ditangani, misalnya beban padu (unit bulk) dan beban tumpahan (bulk load).

2. Kondisi perjam dari unit serta kontinius pemindahan

3. Kondisi lingkungan yang menentukan arah dan lintasan pesawat pengangkut. 4. Prinsip – prinsip ekonomis meliputi ongkos pembuatan dan pemeliharaan.

Berdasarkan keterangan diatas maka dipilih konveyor yang membantu material berupa. Beban tumpahan (bulk load) dengan berputarnya poros yang dililiti lempengan plat yang berfungsi sebagai pendorong yang berbentuk ulir (screw) sehingga material Nut dan Fiber dapat diangkut dan dipindahkan.

2.3 Dasar Perhitungan Bagian – Bagian Utama Konveyor.

Didalam perencanaan konveyor terdapat bagian-bagian yang harus terkena beban seperti motor listrik, roda gigi, poros, bantalan. Bagian-bagian ini harus diamati secara tepat agar dapat menerima beban tekanan cukup kuat.

Kekuatan bahan harus diperhitungkan sesuai dengan kondisi operasi yang akan berlangsung, untuk itu perencanaan bahan yang akan digunakan harus benar-benar diteliti untuk memberikan informasi yang akurat serta perangkat peralatan pengaman yang menjamin konveyor tersebut bekerja pada kondisi yang telah diperhitungkan.

(16)

2.3.1 Daya Motor Penggerak

Dalam perencanaan screw konveyor digunakan tenaga motor listrik. Poros motor penggerak dirangkai dengan sistem transmisi roda gigi yang mana daya dan putaran dari motor listrik direduksi dan diteruskan keporos penggerak konveyor.

Daya penggerak poros screw konveyor dapat dihitung dengan persamaan :

102 .l Q

Pp  ... (2.1)

Dimana : Pp = Daya penggerak poros konveyor (kW)

Q = Kapasitas konveyor (kg/s)

l = Panjang lintasan konveyor atau panjang poros konveyor (m) Bila Q dalam Ton/jam dan P dalam Hp, maka persamaan 2.1 menjadi :

102 3600 34 , 1 . . . 1000   Ql Pp 03 , 274 . . . lQ Pp  ... (2.2)

Karena ada faktor-faktor lain maka daya penggerak poros haruslah dikalikan dengan faktor resistansi total (Wo) yaitu sebesar 4,0 (Spivakopsky,1969), persaman 2.2 menjadi : Wo l Q Pp   03 , 274 . . . ... (2.3)

Untuk menentukan daya motor penggerak dapat dihitung dengan persamaan berikut : mek p m P P  . .  ... (2.4)

Dimana : Pm = Daya motor penggerak (Hp)

mek

(17)

2.3.2 Sistem Transmisi

Sistem transmisi memakai mekanisme roda gigi lurus. Adapun perbandingan transmisi dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut : 1 2 2 1 Z Z n n i  ... (2.5) Dimana : n = Putaran (rpm) Z = Jumlah gigi

2.3.3 Roda Gigi Lurus

Untuk mentransmisikan daya yang besar maka digunakan dengan roda gigi. Keunggulan menggunakan roda gigi yaitu lebih ringkas , putaran lebih tinggi dan tepat dengan daya lebih besar. Jika diameter jarak bagi adalah db1(mm)

,maka kecepatan keliling v (m/s) yang mempunyai putaran n1(rpm):

1000 60 1 1     d n vb ... (2.6)

Hubungan antara daya yang ditransmisikan P (kW) gaya tangensial Ft (kg), dan

kecepatan keliling v (m/s) adalah

102 v F

Pt ... (2.7)

Dalam hal ini perlu dipergunakan daya perencana yaitu : Pd = fc.P

Dimana Pd = daya perencana (kW)

fc = faktor koreksi daya (dapat dipilih fc = 1,2)

(18)

atau harga Ft dapat dicari dengan Y

m b

Ft b   (Sularso;Elemen Mesin; Hal 239) (2.9)

Dimana  b =tegangan lentur (kg/mm2) b = lebar gigi(mm)

m = modul gigi

Y = faktor bentuk gigi

Faktor bentuk gigi dapat dilihat pada tabel 2.1 Tabel 2.1 Faktor Bentuk Gigi

Jumlah gigi z Y Jumlah gigi z Y 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23 0,201 0,226 0,245 0,261 0,276 0,289 0,295 0,302 0,308 0,314 0,320 0,327 0,333 25 27 30 34 38 43 50 60 75 100 150 300 Batang gigi 0,339 0,349 0,358 0,371 0,383 0,396 0,408 0,421 0,434 0,446 0,459 0,471 0,484 (Sularso;Elemen Mesin; Hal 240)

Besarnya beban lentur yang diizinkan per satuan lebar sisi (kg/mm2) dapat dihitung dari besarnya modul (m),jumlah gigi (z), faktor bentukgigi (Y), dengan sudut tekan 20º dan faktor dinamis fv sebagai berikut:

'

b

F

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 240) (2.10) fv

Y m Fb' a   Maka lebar sisi b adalah

'

b

F Ft

b (Sularso;Elemen Mesin; Hal 240) (2.11) Harga fv dapat dilihat pada tabel 2.2 :

(19)

Tabel 2.2 faktor dinamis fv Kecepatan rendah v=0,5-10 m/s fv  3v 3 Kecepatan sedang v=5-20 m/s fv  6v 6 Kecepatan v=20-50 m/s v fv   5 , 5 5 , 5

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 240)

Untuk menentukan ukuran-ukuran roda gigi dapat dilihat pada Tabel 2.3 : Tabel 2.3 Ukuran-ukuran utama roda gigi

Satuan : mm

Diameter jarak bagi (Db) DbmZ Diameter kepala (Dk) Dk (Z 2)m

Diameter dasar (Dd) DdZmcos

Jarak bagi (p) p m Tebal gigi (t) 2 p tLebar gigi (b) b2m

Tinggi kepala gigi (ha) ham Tinggi kaki gigi (hf) hf  251, m

Tinggi gigi (h) hhahf

Kelonggaran puncak gigi (Ck) Ck  250, m Jarak sumbu poros antar roda gigi (a) aZZm

2 2 1

(20)

2.3.4 Poros

Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran.

2.3.4.1 Poros dengan Beban Puntir

Jika diketahui bahwa poros yang akan direncanakan tidak mendapat beban lain kecuali torsi, maka perencanaan diameter porosnya adalah sebagai berikut :

3 . . 16 s d T   

Supaya konstruksi aman maka izin(a)timbul (kg/mm2)

3 . . 16 s a d T    3 1 . . 16        a s T d   3 1 . . 1 , 5        a s T d  ... (2.12) Dimana : ds = Diameter poros (mm)

T = Torsi (kg.mm)

a = Tegangan izin (kg/mm 2)

Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak (kW), maka berbagai faktor keamanan bisa diambil, sehingga koreksi pertama bisa diambil kecil. Jika faktor koreksi adalah fc, maka daya perencana adalah :

... (2.13) P

fc Pd  .

Dimana Pd = Daya perencana (kW)

(21)

Tabel 2.4 faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan

Daya yang Akan Ditransmisikan fc

Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 - 2,0

Daya maksimum yang diperlukan 0,8 - 1,2

Daya normal 1,0 - 1,5

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 7)

Untuk menghitung Torsi T (kg.mm) dapat dihitung dari daya perencana (kW) sebagai berikut :  Pd Tn Pd T  2 1000 60 102    n Pd T 9,74105 ... (2.14) Tegangan izin dapat dihitung sebagai berikut :

2 1 sf sf B a     (Sularso;Elemen mesin;hal 8)(2.15)

Dimana : B = Kekuatan tarik bahan (kg/mm2) Sf1 = Faktor keamanan bahan, untuk bahan

SF = 5,6

S-C = 6,0

Sf2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,3 3,0)

Dalam perencanaan diameter poros, ada faktor-faktor lain seperti faktor koreksi akibat momen puntir (Kt) dan faktor akibat beban lenturan (Cb), maka persamaan (2.12) menjadi :

(22)

3 1 . . 1 , 5          T Kt Cb d a s (Sularso;Elemen mesin;hal:8)(2.16)

Dimana harga Kt = 1,0 (jika beban halus)

1,0 1,5 (Jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan)  1,5 3,0 (Jika beban dikenakan dengan kejutan)  Cb = 1,2 2,3(jika tidak ada beban lentur maka Cb = 1) 2.3.4.2 Poros dengan Beban Puntir dan Lentur

Jika poros yang direncanakan mendapat beban puntiran dan lenturan maka persamaan (2.12) menjadi : 3 1 2 2 . . 1 , 5         M T d a s ... (2.17)

Dimana M = Momen lentur (kg.mm)

Dalam perencanaan diameter poros ada faktor-faktor seperti faktor koreksi akibat momen puntir (Kt) dan faktor koreksi untuk momen lentur (Km), maka persamaan (2.17) menjadi : 3 1 2 2 ( ) ) . ( . . 1 , 5         KmM KtT d a s (Sularso;Elemen mesin;hal:18)(2.18)

Dimana harga Km = 1,5 (Untuk beban momen lentur yang tetaps)

1,5  2,0 (Untuk beban dengan tumbukan ringan) 2,0  3,0 (Untuk beban dengan tumbukan berat) 2.3.4.3.Defleksi pada Poros

Kekakuan terhadap poros terhadap lenturan juga perlu diperiksa. Bila suatu poros baja yang ditumpuh oleh bantalan pada kedua ujungnya dan mendapat beban merata maka besarnya defleksi poros y (mm) adalah :

(23)

q

d L

B A

Gambar 2.12 Defleksi akibat beban terbagi rata

) 2 ( . . 24 . 3 3 3 x lx l I E l q y   I E l g ymak . . 384 5 4  ... (2.19)

Dimana E = Modulus elastisitas baja (2,069 × 108 kN/m2), bila beban dalam kg maka E = 2,11 × 1010 kg/m2

I = Momen inersia lingkaran pejal      m4  4 64dl = Panjang poros (m) q = Beban (kN)

jika pembebanan seperti pada gambar 2.13 maka defleksi yang terjadi :

L B A P b a d

Gambar 2.13 Defleksi satu beban Sebelah kiri gaya P (0 x a)

) . . . 6 . . 2 2 2 x b l I E l x b P y . . l2 b2 x2

I E l x b P y   ... (2.20) ... (2.20) Sebelah kanan gaya P (a x

Sebelah kanan gaya P (a x  b)

I E a x P x b l I E l x b P y . . 6 ) ( ) . . . 6 . . 3 2 2 2   ... (2.21)

(24)

Jika diberi momen puntir maka, d L B A Mo Mo

Gambar 2.14 Defleksi akibat momen puntir

) ( . . 2 . x l I E x Mo y  ... (2.22) Jika salah satu ujungnya ditumpuh dan diberi momen puntir maka,

P Mo

A

L

d

Gambar 2.15 Defleksi yang salah satu ujungnya ditumpuh dan diberi momen puntir ) 3 ( . . 6 2 x l I E Px y  ... (2.23) 2.3.4.4 Putaran Kritis Poros

Bila beberapa diameter poros seragam ds (mm), maka putaran kritis poros

adalah : W l l l d nc s 2 1 2 . 52700  (Sularso;Elemen mesin;hal:19)(2.24)

Dimana nc = Putaran kritis poros (rpm)

l1 dan l2 = Jarak bantalan terhadap beban (mm)

l = Panjang poros (mm) W = Beban pada poros (kg)

(25)

Bila terdapat beberapa beban pada poros maka putaran kritis poros adalah : 2 3 2 2 2 1 2 1 1 1 1 c c c c n n n n    ... (Sularso;Elemen mesin;hal:19)(2.25)

Menurut Sularso Perbandingan putaran yang baik antara putaran sebenarnya dengan putaran kritis adalah lebih kecil dari 0,6 0,8

c

nn = 0,6 0,8 (Sularso;Elemen mesin;hal:20)(2.26)

2.3.5 Pasak

Pasak adalah suatu elemen yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling dan lain-lain pada poros. momen diteruskan dari poros kenaaf atau tari naaf ke poros.

Ukuran dan bentuk standart pasak diberikan dalam tabel 2.5.Untuk pasak umumnya dipilih bahan yang memiliki kekuatan tari lebih dari 60 (Kg/mm ), lebih kuat dari pada porosnya. Kadang-kadang sengaja dipilih bahan yang lemah, sehingga pasak akan lebih mudah rusak dari pada poros. Ini disebabkan harga pasak yang murah serta mudah menggantinya.

2

(26)

Jika momen rencana dari poros adalah T(Kg.mm) dan diameter poros adalah ds (mm), maka gaya tangensial F (Kg) Pada permukaan poros adalah :

) 2 / (ds T F  ...(2.27)

Tegangan geser yang ditimbulkan adalah :

bl F

k

 ...(2.28)

Dimana : k = Tegangan geser yang terjadi (kg/mm 2)

b = Lebar pasak (mm) l = Panjang pasak (mm) Tegangan geser izin didapat dengan :

2 1 fk fk b ka S S     ...(2.29)

Dimana : Sfk1 = Faktor keamanan (umumnya diambil 6)

Sfk2 = Faktor keamanan

= 1,0 – 1,5 (jika beban dikenakan perlahan-lahan) = 1,5 – 3,0 (jika beban dikenakan tumbukan ringan) = 2,0 – 5,0 (jika beban dikenakan secara tiba-tiba dengan

tumbukan berat)

Dari tegangan geser izin, panjang pasak yang diperlukan dapat diperoleh dengan :

1 bl

F

ka

 ...(2.30)

Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas dikenakan pada luas permukaan samping pasak. Maka tekanan permukaannya adalah :

(27)

) (1 2 2 l t atau t F   ... (2.31)

= kedalaman alur pasak pada poros atau naf (mm) dari harga tekanan permukaan yang di izinkan, panjang pasak yang diperlukan dapat dihitung dengan :

P

Dimana : P = tekanan permukaan (kg/mm2)

` l2 = panjang pasak (mm)

t1 atau t2

)

(1 2

2

Dimana : Pa = Tekana permukaan izin (kg/mm2)

Harga Pa adalah sebesar 8 kg/mm2 untuk poros dengan diameter kecil, 10 kg/mm2 untuk poros dengan diameter besar, dan setengah dari harga-harga diatas untuk poros berputaran tinggi. Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara 25-35% dari diameter poros, dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan dengan diameter poros. Karena lebar dan tinggi pasak

t atau t l F a   ... (2.32) sudah distandartkan, maka beban yang ditimbulkan oleh gaya F yang besar hendaknya

P ...

datasi dengan penyesuaian panjang pasak. Menurut Sularso perbandingan :

Baik ds Lk ds b           5 , 1 75 , 0 35 , 0 25 , 0

(28)

2.3.5 Screw Konveyor

= Diameter poros (mm)

Untuk menentukan pitch secrew (p)mm dapat dihitung dengan rumus: .3.5 Screw Konveyor

= Diameter poros (mm)

Untuk menentukan pitch secrew (p)mm dapat dihitung dengan rumus:

Gambar 2.16 Screw Konveyor Gambar 2.16 Screw Konveyor d = Diameter luar srew (mm)

d = Diameter luar srew (mm) ds ds        2 . 2 1  tg d p        2 . 2 tgd p ... (2.33) Bila panjang poros penggerak adalah l (mm) maka banyaknya screw (n) adalah

p l n

Sedangkan kecepatan dorong muatan adalah :

6000

vpn ... (2.34) Dimana n = Putaran poros penggerak konveyor (rpm).

Screw konveyor membawa nut dan fiber dengan berat per meternya adalah :

v , 3 Q q 6  ... (2.35) iman /m)

D a : q =Berat muatan per meter (kg Q =Kapasitas konveyor(Ton / jam)

(29)

v = Kecepatan dorong (m/s)

Dengan memasukkan persamaan (2.34) ke persamaan (2.35) maka diperoleh:

Pn Q q 6 , 3 60   Q 1000n p. q 06 , 0   ... (2.36)

n fiber dapat dihitung dengan rumus : ... (2.37)

iman s

l = Panjang lintasan konveyor(m)

Koefisien gesek material (f diambil 0,60)

ya disebut

beban ekivalen dinamis. Misalkan se )

maka beban ekivalen dinamis P (kg) adalah :

;Elemen Mesin; Hal 135) (2.38) imana : X,V dan Y = faktor-faktor beban

arga X,V dan Y dapat dilihat pada tabel 2.6 Untuk gaya dorong screw terhadap nut da

f l

Fsq.. ...

D a : F = gaya dorong screw (kg)

f =

2.3.6 Bantalan

Tujuan merencanakan bantalan adalah untuk mendapatkan umur bantalan. Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarn

buah bantalan membawa beban radial Fr (kg dan beban aksial Fa (kg),

YFa XVFr  Pr (Sularso D H

(30)

Tabel 2.6 faktor-faktor X,V dan Y

Baris tunggal Baris ganda Baris tunggal Baris ganda

Beba n pada putar cinci n dala m Beba cinci n luar Fa/VF Fa/VFr n punti r pada r>e eFa/VFr>e Jenis bantalan V X X Y X e Xo Yo Xo Yo Y Y Bantalan bola alur dalam Fa/Co = = 0,28 1 1,2 0,56 2, 0 1,15 1 0 0,56 2, 1,15 0, 0,38 0,6 0,5 0,6 0,5 0,014 = 0,028 = 0,084 = 0,11 = 0,17 = 0,42 = 0,56 3 1,99 1,71 1,55 1,45 1,31 1,04 1,00 30 1,90 1,71 1,55 1,45 1,31 1,04 1,00 190 ,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,42 0,44 Bantalan bola sudut α = 30º = 35º 1 1,2 0,39 0,76 0,66 0,55 0 0,78 0,66 0,55 0,63 0,60 0,57 1,24 1,07 0,93 0,80 0,95 1,14 0,5 0,33 0,29 0,26 1 0,58 0,52 = 20º = 25º = 40º 0,37 0,35 0,43 0,41 1,00 0,87 1,09 0,92 0,70 0,67 1,63 1,41 0,57 0,68 0,42 0,38 0,84 0,76 0,66

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)

Umur nominal L dapat ditentukan sebagai berikut :

                     10 / 3 3 / 1 3 , 33 , 3 , 33 , n f rol bantalan untuk n f Bola bantalan untuk n n

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135) (2.39)

Faktor umur :

P C fn

Untuk kedua bantalan,fh = (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135) (2.40)

Umur nominal Lh adalah

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 135) (2.41)

ik (kg) is (kg)   500 h h f ro bantalan untuk     10 / 3 3 / 1 , 500 , h h f l f L Bola bantalan untuk

Dimana C = Beban nominal dinamik spesif P = Beban ekivalen dinam

(31)

Tabel 2.7 Beban nominal dinamik spesifik

Gambar

Gambar 2.3 Apron Conveyor  Bucket Conveyor
Gambar 2.6 Screw Conveyor : a Sectional ; b. Helicoid; c. Cast Iron; d.
Gambar 2.9 menunjukkan beberapa tipe hanger. Gbr 2.9-a menunjukkan  tipe paling sederhana dan paling murah
Tabel 2.2 faktor dinamis fv  Kecepatan  rendah  v=0,5-10 m/s  f v v33 Kecepatan  sedang  v=5-20 m/s  f v v66 Kecepatan  v=20-50 m/s  vfv5,55,5
+7

Referensi

Dokumen terkait

Pada hamil normal, dengan sebab yang belum jelas, terjadi infasi trofoblas ke dalam lapisan otot arteria spiralis, yang menimbulkan degenerasi lapisan otot tersebut sehingga terjadi

Freeport Indonesia merupakan konflik antar individu dan konflik antar kelompok, hal ini dikarenakan beraneka ragam individu dan kelompok baik sifat, latarbelakang

Dengan demikian pada level tiga tersebut akan diperoleh sejumlah angka indeks konsistensi yang banyaknya sama dengan unsur-unsur dalam level dua. Langkah selanjutnya adalah

Pada tahun 2016, jumlah Produk hukum yang diterbitkan sebanyak 421 produk, dimana Keputusan walikota adalah produk hukum yang terbanyak diterbitkan.. Semua produk

Guru memberikan kesempatan pada peserta didik untuk mengidentifikasi sebanyak mungkin pertanyaan yang berkaitan dengan gambar yang disajikan dan akan dijawab melalui

Dikarenakan masuknya bahan bahan beracun sehingga tanah menjadi tercemar, biasanya terjadi karena: kebocoran limbah cair atau bahan kimia industri atau fasilitas komersial;

Penelitian ini dilakukan di Rumah Sakit Pondok Indah Jakarta di bagian perawatan Lantai VA, Lantai VC, Lantai IVA, Lantai IVC dan Emergency dilakukan pada bulan

Erti juga memahami, sebagai guru yang sudah memiliki banyak pengalaman dalam mengurusi studi pascasekolah siswa, UNAIR merupakan salah satu kampus favorit yang diidamkan