BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1
1.1 LataLatar Ber Belakanlakangg
Perkembangan mengenai teknologi mesin pemindah bahan sudah banyak di desain Perkembangan mengenai teknologi mesin pemindah bahan sudah banyak di desain den
dengan gan berberbagbagai ai macmacam am tiptipe, e, salsalah ah satsatunyunya a adaadalah lah belbelt t conconveyveyor.or. Belt conveyor Belt conveyor sangatsangat beragam
beragam typetype dan jenisnya. Belt conveyor biasanya digunakan pada berbagai macam industri,dan jenisnya. Belt conveyor biasanya digunakan pada berbagai macam industri, salah satunya sebagai alat transportasi berbagai material dalam lingkungan industri tersebut. salah satunya sebagai alat transportasi berbagai material dalam lingkungan industri tersebut. Ma
Mateteririal al yayang ng didianangkgkut ut mumulalai i dadariri rawraw mamateteriarial l hihingngga ga hahasisil l prprododukuksisi, , tetermrmasasuk uk memin
memindahkadahkan n materimaterial al antar antar work work stasstasionion. . DeDengngan an memengnggugunanakakann belt belt convconveyor eyor dapatdapat mengh
menghemat emat biaya produksi biaya produksi serta serta meninmeningkatkgkatkan an prodproduktivuktivitas. itas. PenggPenggunaan belt unaan belt conveconveyor yor sangat banyak dipakai karena penggunaannya yang mudah serta efisien terhadap waktu dan sangat banyak dipakai karena penggunaannya yang mudah serta efisien terhadap waktu dan ten
tenagaaga. . UntUntuk uk itu itu perperancancangangan an kopkoplinling g padpada a belbelt t conconveyveyor or sansangat gat dipdiperherhatiatikan kan gungunaa meningkatkan efisiensi dan kinerja mesin pemindah bahan.
meningkatkan efisiensi dan kinerja mesin pemindah bahan.
1.2
1.2 TujTujuanuan
Merancang dan menghitung ukuran-ukuran utama dari belt conveyor dan roda gigi Merancang dan menghitung ukuran-ukuran utama dari belt conveyor dan roda gigi didasarkan pada perhitungan teoritis.
didasarkan pada perhitungan teoritis.
1.3 Manfaat 1.3 Manfaat
1.
1. Dapat Dapat mengetahui mengetahui variabel-variabel variabel-variabel yang yang mempengaruhi mempengaruhi kinerjakinerja belt conveyor belt conveyor 2.
2. Dapat mengetahui cara kerja dariDapat mengetahui cara kerja dari belt conveyor belt conveyor secara menyeluruhsecara menyeluruh
1.4 Batasan masalah 1.4 Batasan masalah
Dalam perancangan ini ada beberapa acuan yang akan digunakan untuk perancangan Dalam perancangan ini ada beberapa acuan yang akan digunakan untuk perancangan ulang
ulang. . RancanRancangan yang gan yang akan dibuat adalah akan dibuat adalah peranperancangan kopling dari cangan kopling dari belt conveyobelt conveyor r dengadengann spesifikasi : spesifikasi : D Daayya a MMoottoor r : : 3300,,5 5 ddk k Putara Putaran n : : 31,4 31,4 rpmrpm
Penulisan laporan tugas akhir ini
Penulisan laporan tugas akhir ini disusun menggunakan sistematika sebagai berikut :disusun menggunakan sistematika sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan Bab I Pendahuluan
Menjelaskan pendahuluan tentang studi kasus dan pemecahan masalah yang berisi Menjelaskan pendahuluan tentang studi kasus dan pemecahan masalah yang berisi antara lain
antara lain : : Latar belakang permasalahLatar belakang permasalahan, an, TujuTujuan, an, ManfaaManfaat, t, BatasaBatasan n PermasPermasalahanalahan,, dan Sistematika penulisan.
dan Sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka Bab II Tinjauan Pustaka De
Deskskriripspsi i sisingngkakat t tetentntanang g coconvnveyeyoror, , mamacacam-mm-macaacam m coconvnveyeyoror, , pepemimililihahan n alalatat pemindah bahan yang sesuai dengan pengunaan, jenis kopling secara umum dan pemindah bahan yang sesuai dengan pengunaan, jenis kopling secara umum dan pengunaanya.
pengunaanya.
Bab III Perancangan Belt Conveyor Bab III Perancangan Belt Conveyor Perhitungan –
Perhitungan – perhitungan perhitungan dimensi belt condimensi belt conveyor termasuk tebal veyor termasuk tebal belt, lebar belt danbelt, lebar belt dan sudut maximum belt conveyor.
sudut maximum belt conveyor.
Bab IV
Bab IV Perancangan Perancangan Roda GigRoda Gigii
Perhitungan – Perhitungan poros, perbandingan putaran dengan
Perhitungan – Perhitungan poros, perbandingan putaran dengan roda gigi, perhitunganroda gigi, perhitungan baut, sabuk serta kopling yang digunakan.
baut, sabuk serta kopling yang digunakan.
BAB V Kesimpulan BAB V Kesimpulan
BAB II BAB II
Penulisan laporan tugas akhir ini
Penulisan laporan tugas akhir ini disusun menggunakan sistematika sebagai berikut :disusun menggunakan sistematika sebagai berikut :
Bab I Pendahuluan Bab I Pendahuluan
Menjelaskan pendahuluan tentang studi kasus dan pemecahan masalah yang berisi Menjelaskan pendahuluan tentang studi kasus dan pemecahan masalah yang berisi antara lain
antara lain : : Latar belakang permasalahLatar belakang permasalahan, an, TujuTujuan, an, ManfaaManfaat, t, BatasaBatasan n PermasPermasalahanalahan,, dan Sistematika penulisan.
dan Sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka Bab II Tinjauan Pustaka De
Deskskriripspsi i sisingngkakat t tetentntanang g coconvnveyeyoror, , mamacacam-mm-macaacam m coconvnveyeyoror, , pepemimililihahan n alalatat pemindah bahan yang sesuai dengan pengunaan, jenis kopling secara umum dan pemindah bahan yang sesuai dengan pengunaan, jenis kopling secara umum dan pengunaanya.
pengunaanya.
Bab III Perancangan Belt Conveyor Bab III Perancangan Belt Conveyor Perhitungan –
Perhitungan – perhitungan perhitungan dimensi belt condimensi belt conveyor termasuk tebal veyor termasuk tebal belt, lebar belt danbelt, lebar belt dan sudut maximum belt conveyor.
sudut maximum belt conveyor.
Bab IV
Bab IV Perancangan Perancangan Roda GigRoda Gigii
Perhitungan – Perhitungan poros, perbandingan putaran dengan
Perhitungan – Perhitungan poros, perbandingan putaran dengan roda gigi, perhitunganroda gigi, perhitungan baut, sabuk serta kopling yang digunakan.
baut, sabuk serta kopling yang digunakan.
BAB V Kesimpulan BAB V Kesimpulan
2
2..11.. CCoonnvveeyyoorr
Jenis mesin
Jenis mesin conveyor conveyor sangat banyak dan masing-masing berbeda menurut prinsipsangat banyak dan masing-masing berbeda menurut prinsip peng
pengoperasoperasiannyiannya, a, bentubentuk k desain peralatan desain peralatan serta serta arah arah peminpemindahandahan. . Untuk mempersemUntuk mempersempitpit kajian menjadi lebih sederhana, mesin
kajian menjadi lebih sederhana, mesin conveyor conveyor diklasifikasikan menurut prinsip operasinya,diklasifikasikan menurut prinsip operasinya, menurut jenis material yang ditangani, dan bentuknya.
menurut jenis material yang ditangani, dan bentuknya.
Menurut prinsip operasinya, mesin
Menurut prinsip operasinya, mesin conveyor conveyor dibagi atas mesin dengan aksi terputusdibagi atas mesin dengan aksi terputus dan kontiniu.
dan kontiniu. Mesin aksi Mesin aksi terputus meliputi berbagai terputus meliputi berbagai jenis transportasi darat jenis transportasi darat yaitu kereta api,yaitu kereta api, lori, traktor dan
lori, traktor dan lain-lain. lain-lain. Sedangkan mesin Sedangkan mesin aksi kontiniu aksi kontiniu meliputi berbagai jenismeliputi berbagai jenis conveyor conveyor ,, ins
instalatalasi si tratranspnsport ort dan dan hidhidrouroulik lik pnupnuemaematiktik. . SikSiklus lus opeoperasi rasi adaadalah lah sifsifat at dardari i mesmesin in aksaksii terputus. Secara umum mesin ini beroperasi berdasarkan prinsip timbal
terputus. Secara umum mesin ini beroperasi berdasarkan prinsip timbal balik, yaitu membawabalik, yaitu membawa muatan pada satu arah kosong ke arah yang berlawanan. Kadang – kadang lintasan berbentuk muatan pada satu arah kosong ke arah yang berlawanan. Kadang – kadang lintasan berbentuk sirku
sirkuit it tertuttertutup up dan memiliki sejumlah cabang. Sedangkan sifat dan memiliki sejumlah cabang. Sedangkan sifat spesispesifik mesin fik mesin aksi kontinuaksi kontinu adalah membawa material tanpa pemutusan.
adalah membawa material tanpa pemutusan.
Menuru
Menurut t jenis material jenis material yang ditanganyang ditangani, i, mesinmesin conveyor conveyor dibeddibedakan atas akan atas mesin bebanmesin beban curah, beban satuan atau
curah, beban satuan atau kombinasinya.kombinasinya.
Mesin kontinu bisa dibagi atas beberapa kelompok : Mesin kontinu bisa dibagi atas beberapa kelompok :
1.
1. MenurMenurut bagaimanut bagaimana daya a daya pengpenggerak ditrangerak ditransmisismisikan terhadakan terhadap beban :p beban : a)
a) MenMengguggunaknakan an perperalatalatan an mekmekanianik.k. b
b)) PePeraralalatatan grn gravavititasasi.i. c)
c) MenMengguggunaknakan pan peraeralatalatan pnn pneumeumatiatik.k. d)
d) MenMengguggunaknakan peran peralatalatan hian hidradrauliulik.k.
1.
1. Menurut tujuan dan prinsip aksi :Menurut tujuan dan prinsip aksi : a)
a) Conveyor Conveyor stasioner.stasioner. b
b)) PePeraralalatatan pen pemimindndahah.. c)
c) PePeraralalatatan n pnpneueumamatitik.k. d)
d) PePeraralalatatan hn hididrauraulilik.k.
Conveyor dapat pula dibagi atas : Conveyor dapat pula dibagi atas :
1.
1. Dilengkapi dengan bagian penarik fleksibel. SepertiDilengkapi dengan bagian penarik fleksibel. Seperti belt, bucket,belt, bucket, dan lain-lainnya.dan lain-lainnya. 2.
Me
Mesisin n dedengngan an babagigian an pepenanarik rik flefleksksibibel el mememimililiki ki sisifat fat yayaititu, u, bebebaban n beberprpinindadahh bersa
bersamaan dengan bagimaan dengan bagian penarik. an penarik. BagiaBagian penarik fleksiben penarik fleksibel mentransmil mentransmisikan geraksikan gerakan kean ke pemb
pembawa beban. awa beban. Pada rancangPada rancangan tertentu muatan menggelan tertentu muatan menggelindininding g sepansepanjang alur stasionejang alur stasioner.r. Bagian pembawa beban bergerak horizontal atau miring dan didukung oleh
Bagian pembawa beban bergerak horizontal atau miring dan didukung oleh roller roller atauatau idler idler .. Sedangkan
Sedangkan screw conveyor, conveyor getar, roller conveyor screw conveyor, conveyor getar, roller conveyor serta tabung pemindah yangserta tabung pemindah yang berputar merupakan jenis
berputar merupakan jenis conveyor conveyor tanpa bagian penarik.tanpa bagian penarik.
Jenis tertentu mesin
Jenis tertentu mesin conveyor conveyor memindahkan beban pada arah garis lurus (horizontal,memindahkan beban pada arah garis lurus (horizontal, sedikit miring, vertikal atau sedikit
sedikit miring, vertikal atau sedikit membentuk sudut dmembentuk sudut dengan bidang vertikal). engan bidang vertikal). Jenis lainnyaJenis lainnya mempunyai bentuk lintasan yang tidak teratur.
mempunyai bentuk lintasan yang tidak teratur.
Sebag
Sebagai ai contocontoh,h, roller roller kerkereta eta dan dan bebbeberaerapa pa jenjenisis conveyor conveyor selalu disusun selalu disusun secarasecara horizontal atau sedikit miring.
horizontal atau sedikit miring. Beban dipindahkan padBeban dipindahkan pada satu arah atau suatu a satu arah atau suatu sirkuit tertutupsirkuit tertutup di
di biadang biadang horizontal. horizontal. PadaPada bucket elevator,bucket elevator, arah gerakan adalah vertikal atau sedikit miringarah gerakan adalah vertikal atau sedikit miring terhadap
terhadap bidang bidang vertikal. vertikal. Sedangkan Sedangkan padapada belt belt conveyorconveyor,, lintasannya adalah horizontal ataulintasannya adalah horizontal atau miring
miring, , dimandimana a sudusudut t kemirikemiringanngannya nya dibatdibatasi asi oleh kecendrunoleh kecendrungan gan materiamaterial l berguberguling atauling atau menggelinding secara spontan kearah sumbu longitudinal
menggelinding secara spontan kearah sumbu longitudinal conveyor.conveyor.
Lintasan yang kompleks adalah lintasan yang membawa beban jauh melewati bidang Lintasan yang kompleks adalah lintasan yang membawa beban jauh melewati bidang hor
horizoizontantal l dan dan ververtiktikal, al, yanyang g mermerupaupakan kan benbentuk tuk umuumum m untuntuk uk buckbucket et convconveyoreyor, , buckbucket et elevator,
elevator, dandan tray conveyor.tray conveyor. Untuk lintasaUntuk lintasan n yang tidak yang tidak teratuteratur r bisa menggunbisa menggunakanakan conveyor conveyor pneumatic.
pneumatic. BebBeberaperapa a jenjenisis conveyor deconveyor dengngan an ararah ah tertertetentntu u bibisa sa didimomodidififikakasi si ununtutuk k memungkinkan pergerakan kearah lain. Contohnya
memungkinkan pergerakan kearah lain. Contohnya srew conveyor, srew conveyor, yang biasanya dirancangyang biasanya dirancang unt
untuk uk penpengangangkugkutan tan secsecara ara menmendatdatar ar ataatau u sedsedikiikit t mirmiringing, , taptapi i dapdapat at dimdimodiodifikfikasi asi untuntuk uk mengangkat beban secara vertikal.
mengangkat beban secara vertikal.
Sec
Secara ara umuumum m pempemiliilihan han perperalatalatan an pempemindindah ah ditditententukaukan n oleoleh h fakfaktortor-fak-faktor tor tekteknisnis berikut :
berikut : 1.
1. SifSifat maat materiterial yanal yang akag akan dipn dipindindahkahkan. an. SuaSuatu anatu analislisis siis sifat fifat fisik dsik dan mean mekankanik matik materierialal yang dipindahkan akan memperkecil batas dalam pemilihan jenis peralatan pemindah yang dipindahkan akan memperkecil batas dalam pemilihan jenis peralatan pemindah yang cocok untuk dipakai.
yang cocok untuk dipakai. 2.
2. KapasKapasitas itas peralaperalatan. tan. Jika Jika kapaskapasitas itas yang yang diingdiinginkan inkan besarbesar, p, pertimbertimbangan angan ekonekonomis omis akanakan menen
yang teratur akan efisien bila kapasitas pemindah besar, kecepatan tinggi dan waktu pengisian serta pembongkaran cepat.
3. Arah dan panjang lintasan pemindah merupakan faktor penting dalam pemilihan jenis peralatan. Hal lain yang juga sama pentingnya adalah lay out dari titik pengisian dan pembongkaran. Jenis mesin tertentu dapat dirubah arahnya dengan mudah dan berbagai jenis dapat membawa untuk jarak yang jauh.
4. Tumpukan material di bagian ujung dan pangkal. Metode pengisian dan pembongkaran material memiliki peranan penting pada pemilihan jenis mesin pemindah. Beberapa jenis peralatan mampu mengisi sendiri sedangkan jenis lain membutuhkan pengisian khusus.
Tumpukan material bisa dipindahkan ke masin conveyor dengan menggunakan bucket scraper, pengumpan khusus atau disimpan pada kantong khusus yang akan menjatuhkannya ke mesin. Mesin mengambil material langsung dari onggokan tanpa perlu peralatan khusus.
5. Tahap-tahap proses pemindahan beban. Jika penanganan mekanik dilakukan di dalam workshop, aliran teknologi merupakan faktor penting dalam pemilihan mesin pemindah, pada umumnya mesin memindah dihubungkan dengan siklus terhadap produksi
keseluruhan.
6. Kondisi lokal spesifik seperti luas dan bentuk daerah pembuangan, topografi, jenis dan rancangan bangunan, lay out mesin dan peralatan produksi, kelembaban dan kandungan debu, tersedia uap dan gas, temperature lingkungan dan lain-lainnya. Hal lain yang juga penting apakah mesin pemindah dipasang di dalam atau di luar ruangan. Pada kasus
terakhir, kondisi iklim harus diperhatikan dalam perancangan, perawatan dan pelumasan mesin.
Pemilihan mesin pemindah sangat dipengaruhi oleh standarisasi dari pembuat mesin dalam rencana pengembangan pembuatan nantinya, jangka waktu operasi yang diinginkan, jenis daya yang tersedia, pertimbangan keseluruhan dan aturan keselamatan. Berdasarkan
faktor-faktor teknis, mesin pemindah yang dipilih adalah yang dapat memberikan layanan terbaik.
Biaya modal terdiri dari biaya awal, biaya pengiriman, biaya pemasangan dan biaya gedung serta kontruksi. Biaya opersi meliputi biaya pegawai, biaya kebutuhan daya, material dan biaya perbaikan. Biaya umum dihubungkan dengan perawatan termasuk investasi modal awal yang menentukan kebutuhan biaya renovasi mesin.
Mesin yang optimal adalah yang memenuhi semua persyaratan, derajat mekanisasi tinggi dan kondisi kerja yang paling menguntungkan. Mesin tersebut harus tahan lama sehingga dapat menekan biaya per unit dan mengembalikan modal secepat mungkin.
2.1.1 Belt Conveyor
Belt conveyor merupakan mesin dengan aksi kontinu dan dari segi lain termasuk conveyor yang menggunakan bagian penarik fleksibel. Prinsip dasar belt conveyor adalah memindahkan material di atas belt yang berjalan dengan menggunakan motor sebagai sumber tenaga dan diteruskan oleh puli penggerak. Kemudian idler (komponen peluncur dibawah belt ) akan ikut bergerak sebagai penyangga belt .
Keuntungan belt conveyor :
1. Aliran pengangkutan berlansung secara terus menerus, tanpa terputus sehingga kerja lebih maksimal.
2. Cocok digunakan untuk membawa material dalam jumlah besar baik dalam jarak yang jauh maupun dekat.
3. Dapat membawa material dalam arah yang tanjakan tanpa membahayakan operator jika dibandingkan menggunakan truk atau kereta diatas rel.
4. Tidak mengganggu lingkungan karena tingkat kebisingan dan polusi yang rendah.
Kelemahan belt conveyor :
1. Sabuk sangat peka terhadap pengaruh luar, misalnya timbul kerusakan pada pinggir dan permukaan belt , sabuk bisa robek karena batuan yang keras dan tajam atau lepasnya sambungan sabuk.
2. Apabila satu saja komponennya tidak berfungsi maka pemindahan material tidak dapat berjalan.
3. Biaya perawatannya sangat mahal.
Bagian-bagian utama belt conveyor dapat dilihat pada Gambar 2.1 yaitu:
1. Rangka ( frame) yang fungsinya untuk kedudukan belt conveyor itu sendiri yang biasanya dibuat dari baja profil.
5. Belt .
Gambar 2.1 Kontruksi umum belt conveyor
6. Idler bagian atas (pembawa).
7. Idler bagian bawah (pembalik). Kedua jenis idler tersebut disangga oleh frame. 8. Motor dan perlengkapan transmisi.
9. Pencurah material (hopper ).
10.Corong pembongkar (discharge spout unit ).
11.Pembersih belt , digunakan untuk belt conveyor yang membawa material yang mudah lengket.
12.Screw take-up sebagai pengencang belt .
Belt conveyor dapat digunakan untuk memindahkan berbagai unit material sepanjang arah horizontal atau pada suatu kemiringan tertentu pada berbagai industri. Contohnya pada industri pengecoran logam, tambang batubara, industri makanan dan lain-lain.
2.2 Kopling
2.2.1. Pengertian Kopling
output. Koping memegang peranan yang penting pada saat pergantian transmisi, dimana mesin harus bebas dan tidak berhubungan dengan system transmisi tersebut.
2.2.2. Jenis - Jenis Kopling
Menurut konstruksinya secara umum kopling dapat dibagi atas dua bagian yaitu :
1. Kopling Tetap
2. Kopling Tidak Tetap
2.1.1.1. Kopling Tetap
Kopling tetap adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip), di mana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau dapat sedikit berbeda sumbunya.
Kopling tetap dibedakan lagi atas kopling kaku yang tidak mengizinkan ketidaklurusan kedua sumbu poros, dan kopling luwes yang mengizinkan adanya sedikit ketidaklurusan sumbu poros.
Kopling Kaku
Kopling kaku digunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan sumbu segaris. Kopling ini banyak dipakai pada poros mesin dan transmisi umum di pabrik-pabrik.
Yang termasuk kopling kaku adalah :
a. Kopling Bus
Kontruksi dari kopling ini dimana penggerak dengan poros yang digerakkan dilihat dengan satu tabung, pengikat dan porosnya tidak mengalami gesekan ata u poros dapat berpindah dengan baik tanpa terjadi kejutan sewaktu akan berputar. Antara poros penggerak dan poros yang digerakkan dalam kopling ini perlu dibuat pengikat.
Gambar 2.1. Kopling Bus
b. Kopling Flens Kaku
Kopling ini sama prinsipnya dengan kopling bus, dimana poros yang satu agak masuk kerumah pengikat, gunanya saat kopling ini berputar antara rumah yang satu dengan yang lain dapat berpindah dengan serentak dan baut pengikat tidak begitu besar menerima beban geser.
Gambar 2.2. Kopling Flens Kaku c. Kopling Flens Tempa
Kopling ini sama prinsipnya dengan kopling flens kaku hanya saja poros dengan pengikat ditempa menjadi satu.
Gambar 2.3. Kopling Flens Tempa Kopling Luwes
Mesin-mesin yang dihubungkan dengan penggeraknya melalui kopling kaku memerlukan penyetelan yang sangat teliti agar kedua sumbu poros yang saling dihubungkan dapat menjadi satu garis lurus. Selain itu, getaran dan tumbukan yang terjadi dalam penerusan daya antara poros penggerak dan yang digerakkan tidak dapat diredam, sehingga dapat memperpendek umur mesin serta menimbulkan bunyi berisik.
Untuk menghindari kelemahan-kelemahan tersebut dapat digunakan kopling luwes, terutama bila terdapat ketidaklurusan antara sumbu kedua porosnya. Yang termasuk kopling luwes adalah :
a. Koling Karet Ban
Kopling ini sebagai penghubung antara poros penggerak dengan poros yang digerakkan dipasang karet, pada saat berputar kejutan sangat kecil sekali.
Gambar 2.4. Kopling Karet Ban
b. Kopling Flens Luwes
Bentuknya sama dengan kopling kaku. Kopling yang satu ada pengikat yakni dengan baut dan dipasangi bus karet atau kulit sebagai penghubung antara baut dan flens
yang lain. Bus karet atau kulit yang dipasang pada penghubung berfungsi agar tidak terjadi pergeseran pada baut pengikat sewaktu berputar.
Gambar 2.5. Kopling Flens Luwes
c. Kopling Karet Bintang
Kopling ini, sebagai penghubung untuk masing-masing poros dipasang karet ban sehingga kejutan sewaktu berputar relatif kecil.
Gambar 2.6. Kopling karet Bintang d. Kopling Rantai
Merupakan kopling yang sangat baik untuk memindahkan momen yang besar, umpamanya pada mesin turbin uap dan mesin gilas.
Gambar 2.7. Kopling Rantai e. Kopling Gigi
Dipergunakan untuk kontruksi berat dan untuk meneruskan daya yang berat misalnya pada mesin pengaduk beton.
Gambar 2.8. Kopling Gigi
f. Kopling Universal Hook
Kopling ini dipasang kepala silang untuk menghubungkan masing-masing poros.
Gambar 2.9. Kopling Universal Hook
Kopling tak tetap adalah elemen mesin yang menghubungkan poros yang digerakkan dan poros penggerak dengan putaran yang sama dalam meneruskan daya serta dapat melepaskan hubungan kedua poros tersebut baik dalam keadaan diam maupun berputar. Yang termasuk kopling tak tetap antara lain :
Kopling Cakar
Kopling ini meneruskan momen dengan kontak positif (tidak dengan perantaraan gesekan) hingga tidak dapat slip. Ada dua bentuk kopling cakar, yaitu kopling cakar persegi dan kopling cakar spiral. Kopling cakar persegi dapat meneruskan momen
dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat dihubungkan dalam keadaaan berputar. Sebaliknya kopling cakar spiral dapat dihubungkan dalam keadaan berputar tetapi hanya baik untuk satu arah putaran saja serta hanya boleh dilakukan jika poros penggerak mempunyai putaran kurang dari 50 rpm.
Gambar 2.10. Kopling Cakar
Kopling Plat
Kopling ini meneruskan momen dengan perantaraan gesekan. Dengan demikian pembebanan yang berlebihan pada poros penggerak pada waktu dihubungkan dapat
dihindari. Selain itu, karena dapat terjadi slip maka kopling ini sekaligus juga dapat berfungsi sebagai pembatas momen. Menurut jumlah platnya, kopling ini dibagi atas kopling plat tunggal dan kopling plat banyak; dan menurut cara pelayanannya dapat dibagi atas cara manual, hidrolik, dan magnetik. Kopling disebut kering bila plat-plat gesek tersebut bekerja dalam keadaan kering, dan disebut basah bila terendam atau dilumasi dengan minyak.
Gambar 2.11. Kopling Plat
Kopling Kerucut
Kopling ini menggunakan bidang gesek yang berbentuk kerucut. Kopling ini mempunyai keuntungan di mana dengan gaya aksial yang kecil dapat ditransmisikan momen yang besar. Kelemahannya adalah daya yang diteruskan tidak seragam.
Gambar 2.12. Kopling Kerucut
Kopling Friwil
Dalam permesinan sering diperlukan kopling yang dapat lepas dengan sendirinya bila poros penggerak mulai berputar lebih lambat atau dalam arah berlawanan dari poros yang digerakkan. Kopling friwil adalah kopling yang dikembangkan untuk maksud tersebut.
2.1.1. Dasar Pemilihan Kopling
Dalam merencanakan kopling untuk kendaraaan bermotor, maka yang sering dipakai adalah jenis kopling tidak tetap, yaitu kopling cakar, kopling plat, kopling kerucut dan juga kopling friwil. Perhatikan tabel 2.1 berikut ini.
Tabel 2.1 Perbandingan Kelebihan dan Kekurangan Kopling
No Nama Kopling Kelebihan Kekurangan
1. 2. 3. 4. Kopling Cakar Kopling Plat Kopling Kerucut Kopling Friwil – Dapat meneruskan momen dalam dua arah putaran
– Dapat dihubungkan dalam keadaan berputar
– Terjadinya slip sangat kecil
Gaya aksial kecil menghasilkan momen torsi besar
Kopling ini dapat lepas dengan sendirinya bila poros penggerak mulai lambat
– Tidak dapat dihubungkan dalam keadaan berputar – Hanya dapat memutar sekitar 50 rpm
Dayanya tidak seragam
Tidak dapat dihubungkan dalam keadaan berputar kencang.
Material dikelompokkan atas dimensi, bentuk, berat, dan sifat-sifat khusus seperti mudah meledak, mudah terbakar, kerapuhan serta bentuk tumpukan (bulk ) material. Bulk material dapat dibedakan atas tumpukan, butiran, atau serbuk (misalnya: biji besi, batubara, pasir cor, serbuk gergaji, semen dan lain-lain).
Karakteristik bulk ditentukan oleh sifat mekanik dan sifat fisik seperti: ukuran bongkah, berat spesifik, kelembaban, mobilitas partikel, angle of repose (sudut tumpukan)
dan abrasivitas.
Distribusi kuantitatif partikel suatu bulk , menurut ukuranya dikenal sebagai ukuran bongkah dan mempunyai satuan mm. Dimensi linier material terdiri dari diagonal besar amaks
dan diagonal kecil amin yang menentukan karakteristik partikel serta jumlah parameter untuk
perhitungan alat pemindahan dan peralatan pembantunya. Bentuk ukuran bongkah dapat dilihat pada Gambar 2.3.
k
` k
Gambar 2.3 Dimensi Partikel Bulk
Untuk menentukan ukuran bongkah material yang lebih besar dari 0,1 mm, dilakukan penyaringan secara bertingkat. Ukuran bongkah bulk material dengan ukuran partikel lebih
kecil dari 0,1 mm ditentukan melalui metoda khusus, yaitu berdasarkan kecepatannya jika dimasukkan kedalam air atau udara.
Menurut ukuran partikelnya, bulk material diklasifikasikan menjadi bongkah dengan ukuran besar, sedang, kecil, granular atau bubuk. Ukuran bongkah partikel dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut.
Tabel 2.2 Pengelompokan bulk material menurut ukuran partikelnya
Load Group Size of largest characteristic particle a’, (mm) Large-lumped Medium-lumped Small-lumped Over 160 60-160 10-60
Powdered Below 0.5
Ukuran bongkah bulk material harus diperhatikan karena akan berpengaruh dalam menentukan ukuran mesin pemindah material, hopper serta sistem salurannya. Berat spesifik bulk material adalah berat material per satuan volume dengan satuan ton/m3atau kg/m3. Berat
dari bulk material yang berbentuk butiran atau serbuk diukur dengan peralatan khusus yang terdiri dari container dengan volume tertentu (1-3 liter), batang yang dipasangkan ke container dan kerangka berputar pada batang. Makin besar ukuran bongkah maka makin besar ukuran container yang dibutuhkan. Untuk menentukan berat bulk material, material
dimasukkan kedalam container melalui kerangka sampai penuh. Putaran kerangka akan membuang kelebihan material dalam container.
BAB III
PERANCANGAN BELT CONVEYOR
3.1 Geometri Belt Conveyor
Menurut lintasan dari gerakannya, belt conveyor dapat diklasifikasikan atas: 1. Horizontal
2. Miring
Gambar 3.1Geometribelt conveyor
Sudut kemiringan terhadap garis horizontal (β) tergantung pada faktor gesekan antara material yang dibawa dengan belt yang bergerak, sudut kemiringan tetap dari tumpukan material dan bagaimana cara material dibebankan keatas belt . Kemiringan yang dapat diizinkan pada belt conveyor dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Sudut kemiringan maksimum yang diizinkan pada geometri belt conveyor untuk beberapa jenis material.
Material Maximum angle of incline (β),0 Material Maximum angle of incline (β),0 Coal briquetted
Gravel, washed and sized Grain
Foundry sand, shaken out(burnt) Foundry sand, damp (ready)
Crushed stone, unsized Coke, sized Coke unsized Sawdust, fresh Lime, powdered 12 12 18 24 26 18 17 18 27 23 Sand, dry Sand, clamp Ore, large-lumped Ore, crushed Anthracite, pebbles
Coal, run of mine Coal, sized, small
Cement Slag, anthraciote, damp 18 27 18 25 17 18 22 20 22
Material yang akan dibawa oleh belt conveyor adalah batubara. Batu bara ini belum di hancurkan melainkan batu bara yang baru keluar dari tambang sehingga sudut maximum yang diperbolehkan pada geometri belt conveyor ini adalah 18o.
Belt terbuat dari bahan tekstil, baja lembaran atau jalinan kawat baja. Belt yang terbuat dari tekstil berlapis karet paling banyak ditemukan dilapangan. Syarat-syarat belt :
1. Tahan terhadap beban tarik. 2. Tahan beban kejut.
3. Perpanjang spesifik rendah. 4. Harus fleksibel.
5. Tidak menyerap air. 6. Ringan.
Belt yang digunakan pada belt conveyor terdiri dari beberapa tipe seperti bulu unta, katun dan beberapa jenis belt tekstil berlapis karet. Belt harus memenuhi persyaratan, yaitu kemampuan menyerap air rendah, kekuatan tinggi, ringan, lentur, regangan kecil, ketahanan pemisahan lapisan yang tinggi dan umur pakai panjang. Untuk persyaratan tersebut, belt berlapis karet adalah yang terbaik. Belt tekstil berlapis karet terbuat dari beberapa lapisan
yang dikenal dengan plies. Lapisan-lapisan tersebut dihubungkan dengan menggunakan (vulkanisasi) atau dengan karet alam maupun sintetis. Belt dilengkapi dengan cover karet untuk melindungi tekstil dari kerusakan-kerusakan. Karena beberapa jenis material yang dibawa mempunyai sifat abrasif. Bentuk penampang belt diperlihatkan pada Gambar 3.2.
Gambar 3.2 Penampang belt
1 : lapisan 2 : cover δb : tebal belt
Jumlah lapisan belt tergantung lebar belt . Hubungan antara lebar belt dengan jumlah lapisan dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut:
Tabel 3.2 Jumlah lapisan belt yang disarankan.
Belt width (B), mm Minimum and maximum number of plies, i 300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 3-4 3-5 3-6 3-7 4-8 5-10 6-12 7-12 8-12 8-12 9-14
Sedangkan untuk menentukan lebar dari belt , harus dilihat dari dimensi material yang akan diangkut, material yang diangkut seperti batubara, logam, produk industri, dan lain-lain dengan dimensi terlihat pada gambar 3.3
Gambar 3.3 Material yang diangkut
Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 36
Lebar dari belt dapat dicari mengunakan table 3.3 jika ukuran material diketahui. Dengan ukuran material yang diangkut lebarnya kira-kira adalah 300mm(unsized).
Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 36
Sedangkan untuk mengetahui ketebalan dari cover dapat dihubungkan dengan jenis material yang membebani belt . Sebab tiap jenis material mempunyai ukuran dan sifat fisik yang berbeda. Ketebalanbelt dapat ditentukan dari Tabel 3.4.
Tabel 3.4 Tebal cover yang disarankan pada belt tekstil berlapis karet untuk beban tumpukan dan beban satuan.
Load characteristics Material Cover thickness, mm
Loaded slide δ1
Return slide, δ2
Granular and powdered, non abrasive
Fing-grained and small
Lumped, abrasive, medium and heavy weight (a’<60 mm, γ<2 tons/m3)
Medium-lumped, slightly, abrasive,
Section 1.01 Bulk load Grain, col dust
Sand, foundry sand, cement, crushed stone, coke
Coal, peat briquettes
15 1.5 to 3.0 3.0 1.0 1.0 1.0
weight (a’<160 mm, γ < 2 tons/m3)
Light load in paper and clocth packing
Load in soft containers
Load in soft containers weighin up to 15 kg
Ditto weighin over 15 kg
Untared loads iron ore Section 1.02 Unit loads Parcels, packages, books
Bag, bales, packs Boxes, barrels, baskets Boxes, barrels, baskets Machine parts, ceramic articles, building elements 1.0 1.5 to 3.0 1.5 to 3.0 1.5 to 4.5 1.5 to 6.0 1.0 1.0 1.0 10 to 1.5 1.0 to 1.5 3.3 Idlers
Belt disangga oleh idler . Jenis idler yang digunakan kebanyakan adalah roller idler . Berdasarkan lokasi idler di conveyor , dapat dibedakan menjadi idler atas dan idler bawah. Gambar susunan idler atas dapat dilihat pada Gambar 3.4. Sudut antara idler bawah dan idler atas dapat divariasikan sesuai keperluan. Idler yang dipakai merupakan jenis 3 roller.
Gambar 3.4 Idller
Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 36
Idler atas menyangga belt yang membawa beban. Idler atas bisa merupakan idler tunggal atau tiga idler . Sedangkan untuk idler bawah digunakan idler tunggal.
Idler dibuat sedemikian rupa sehingga mudah untuk dibongkar pasang. Ini dimaksudkan untuk memudahkan perawatan. Jika salah satu komponen idler rusak, dapat dilakukan penggantian secara cepat.
Tabel 3.5 Hubungan antara diameter roller idler dengan lebar belt.
Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 37
Dalam perancangan, panjang idler Lid dibuat lebih panjang 100 s.d 200 mm dari lebar
belt . Untuk saluran pemasangan komponen belt conveyor dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Jika idler pada loading zone adalah 11 ≈ 0.51 dan pada belt bagian bawah 12 ≈ 21.
Training idler berfungsi untuk menjaga agar belt berjalan lurus dan efektif jika dipasang pada belt conveyor yang panjangnya lebih dari 50 meter. Jarak idler tergantung pada belt dan berat jenis dari beban seperti tertera pada Tabel 3.6.
Tabel 3.6 Jarak maksimum idler pada belt conveyor.
Bulk weight of load, ton per cu m
Spacing 1 for belt width B, mm
400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 to 2000 γ < 1 γ = 1 to 2 γ > 2 1500 1400 1300 1500 1400 1300 1400 1300 1200 1400 1300 1200 1300 1200 1100 1300 1200 1100 1200 1100 1000 1100 1000 1000
3.4 Kapasitas Belt Conveyor
Rumus untuk menentukan Kapasitas belt conveyor pada umumnya adalah
Kapasitas (ton/hours) = 3,6 x Cross Sectional Area x Belt speed x Material density x Capacity factor .
Dalam menentukan parameter-parameter diatas,dapat dilihat pada table dibawah ini :
Untuk mendapatkan Cross sectional areas, telah diketahui Belt Widths : 800 mm , juga harus diketahui angle of surcharge. Angles of surcharge tergantung pada material yang dibawa,dapat dilihat pada table dibawah ini :
Tabel 3.8 Properties Of Materials
Tabel 3.9 Capacity Factor
Idle Troughing angles yang umum adalah 25 o, sehingga didapatkan capacity factor :1,10
Untuk mendapatkan Belt Speed dapat dilihat pada table dibawah ini:
Tabel 3.10 Belt Speed
Didapatkan pada table,belt speednya adalah : 3,25 m/s
BAB IV
PERANCANGAN RODA GIGI
4.1 Poros
Komponen ini merupakan yang terpenting dari beberapa elemen mesin yang biasa dihubungkan dengan putaran dan daya. Poros merupakan komponen stasioner yang berputar, biasanya yang berpenampang bulat yang akan mengalami beban puntir dan lentur atau
gabungannya.
Kadang poros ini dapat mengalami tegangan tarik, kelelahan , tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan yang akan terjadi pada diameter poros yang terkecil atau pada poros yang terpasang alur pasak, hal ini biasanya dilakukan pada penyambungan atau penghubungan antar komponen agar tidak terjadi pergeseran.
Gambar 4. 1. Poros
4.1.1. Jenis-Jenis Poros
Apabila dilihat dari pembebanan terhadap poros, maka dapt dibedakan atas tiga jenis poros, yaitu :
a. Poros Transmisi
Poros ini mengalami beban puntir murni dan lenturan dan daya yang ditransmisikan ke poros ini adalah melalui kopling, roda gigi, pulley dan sebagainya.
b. Spindel
Poros ini sering disebut dengan poros transmisi yang bentuknya relatif pendek seperti poros utama mesin perkakas, di mana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang perlu untuk poros ini dalah harus memiliki deformasi yang kecil dan juga ketelitian ukuran
dan bentuknya.
c. Gandar
Poros ini digunakan untuk menahan puntiran dan kadang-kadang poros ini tidak melakukan gerakan putar. Poros ini banyak ditemukan pada kereta barang.
4.1.2. Dasar-Dasar Pemilihan Poros
Dalam perancangan sebuah poros perlu diperhatikan hal-hal berikut ini :
a. Bahan Poros
Bahan poros pada mesin biasanya digunakan baja batangan yang ditari dingin dan difinish, dan juga dari baja karbon konstruksi untuk mesin yang dihasilkan dari ingot yang dikill ( baja yang dioksidasikan dengan ferro silikon dan dicor dengan kadar karbon yang terjamin ).
b. Kelelahan
Pengaruh dari tumbukan dan konsentrasi tegangan pada poros harus diperhatikan bentuknya apakah diameter porosnya sudah sesuai dengan alur pasak yang akan menahan beban sehingga terjadi pengerasan dan lain-lain.
c. Kekakuan
Poros harus kuat bila mengalami lenturan atau defleksi puntirnya yang besar sehingga terhindar dari getaran. Kekakuan poros dapat disesuaikan dengan jenis mesin yang menggunakan poros tersebut.
d. Putaran Kritis
Pada putaran yang tidak konstan akan mengakibatkan getaran pada poros tersebut, apalagi pergantian putaran ke putaran maksimum. Untuk itu poros harus dirancang tahan terhadap putaran maksimumnya, yang disebut dengan putaran kritis. Oleh karena itu poros harus dirancang sedemikian rupa dan untuk lebih aman harus digunakan pada di bawah putaran kritisnya. Memang dalam perancangan poros ini harus kita sesuaikan dengan daya
dan putaran yang harus dipindahkan khususnya untuk kopling.
4.1.3. Perhitungan Momen Puntir Poros
Poros yang digunakan pada kopling ini akan mengalami beban puntir dan beban lentur, namun yang paling besar adalah momen puntir akibat putaran, untuk itu maka digunakan poros transmisi. Perhitungan kekuatan poros didasarkan pada momen puntir khususnya untuk poros kopling.
Data yang diketahui adalah :
Daya (P) : 30,5 dk
Putaran poros 1 (n1) : 600 rpm
Putaran poros 2 (n2) : 156 rpm
Putaran poros 3 (n3) : 31,4 rpm
P = 30,5 x 0,735
= 22,4175 KW.
Maka untuk meneruskan daya dan putaran ini, terlebih dahulu dihitung daya perencanaannya (Pd). Pd = fc . P Di mana : Pd = daya perencanaan fc = faktor koreksi P = daya masukan
Daya mesin (P) merupakan daya nominal output dari motor penggerak, daya inilah yang ditransmisikan melalui poros dengan putaran tertentu.
Tabel. 4.1. Jenis-jenis faktor koreksi berdasarkan daya yang akan ditransmisikan.
Daya Yang Akan Ditransmisikan Fc
Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2,0 Daya maximum yang diperlukan 0,8 – 1,2
DayaNormal 1,0– 1,5
Daya rata-rata merupakan besarnya daya-daya yang bekerja dibagi dengan jumlah daya yang bekerja.
Untuk merancang poros, daya yang ditransmisikan sesuai dengan spesifikasi konveyor merupakan daya maksimum mesin, dari harga fc pada tabel 3.1. diperoleh factor koreksi 0,8-1,2. Disini dipilih factor koreksi sebesar 1,2 yang merupakan harga terbesar sehingga daya rencana yang dipakai pada perancangan lebih besar sehingga dengan demikian rancangan akan memilki dimensi yang lebih besar dan akan benar-benar aman. Selain itu juga mengimbangi kerugian-kerugian yang terjadi akibat gesekan.
Sehingga daya yang direncanakan adalah :
Pd = 1,2 . 22,4175 kw
Pd = 26,901 kW
Momen puntir (momen torsi rencana) yang dialami poros adalah :
Mp = 9,74 . 105 n Pd Dimana : Mp = momen puntir (N.mm) Pd = Daya renana (kW) N = putaran (rpm) Mp1= 9,74 . 105 26,901600 = 43669,29 kg.mm Mp2= 9,74 . 105 26,901156 =167958,8 kg.mm Mp3= 9,74 . 105 26,90131,4 = 834445,03 kg.mm 4.1.4. Pemilihan Bahan
Dalam pemilihan bahan perlu diperhatikan beberapa hal seperti pada tabel berikut, dan kita dapat menyesuaikan dengan yang kita butuhkan.
Tabel. 3.2. Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS)
Lamban g Perlakuan Panas Diameter (mm) Kekuatan Tarik (kg/mm2) Kekerasan HR C (HR B) HB S35C-D
Dilunakkan 20 atau kurang
21 – 80 58 – 79 53 – 69 (84) – 23 (73) – 17 -144 – 216 Tanpa Dilunakkan 20 atau kurang 21 – 80 63 – 82 58 – 72 (87) – 25 (84) – 19 -160 – 225 S45C-D
Dilunakkan 20 atau kurang
21 – 80 65 – 86 60 – 76 (89) – 27 (85) – 22 -166 - 238 Tanpa Dilunakkan 20 atau kurang 21 – 80 71 – 91 66 – 81 12 – 30 (90) – 24) -183 – 253
S55C-D Dilunakkan 20 atau kurang
21 – 80 72 – 93 67 – 83 14 – 31 10 – 26 -188 – 260 Tidak Dilunakkan 20 atau kurang 21- 80 80 – 101 75 – 91 19 – 34 16 – 30 -213 - 285
Dalam pemilihan bahan perlu diketahui tegangan izinnya, yang dapat dihitung dengan rumus : ta = 2 1. f f b S S σ
dimana : ta = tegangan geser izin (kg/mm2)
σ b= kekuatan tarik bahan (kg/mm2)
Sf1= faktor keamanan yang tergantung pada jenis bahan, dimana untuk bahan
S-C besarnya : 6,0.
Sf2= faktor keamana yang bergantung dari bentuk poros, dimana harganya
berkisar antara 1,3 – 3,0.
Dalam perancangan ini bahan yang dipilih adalah bahan yang memiliki kekerasan besar, karena poros ini akan mengalami beberapa aksi, seperti tekanan tumbuk, puntir,
sehingga dipilih jenis baja S55C-D dengan kekuatan tarik 91 Kg / mm2. Dan faktor keamanan
diambil yang besar, karena poros ini boleh dikatakan memiliki diameter yang kecil, sehingga supaya seimbang diambil faktor keamanan 6,0. Dan faktor koreksi yang disesuaikan dengan bentuknya berkisar 1,3 – 3,0, dimana bentuk poros dalam perencanaan ini memiliki spline maka diambil faktor koreksi yang sedang yakni 2,5 karena spline ini sangat berpengaruh dalam penimbulan puntiran khususnya pada bagian terluar poros.
Maka tegangan geser izin adalah :
2 / 067 , 6 5 , 2 . 6 91 mm kg a
=
=
τd p = 3 / 1 . . . 1 , 5
Mp Cb Kt a τdimana : d p = diameter poros (mm)
τ a= tegangan geser izin (kg/mm2)
Kt = faktor koreksi tumbukan, harganya berkisar 1,5 – 3,0.
Cb = faktor koreksi untuk terjadinya kemungkinan terjadinya beban lentur, dalam perencanaan ini diambil 1,2 karena diperkirakan tidak akan terjadi beban lentur.
Mp= momen puntir yang ditransmisikan (kg.m)
Pada saat pertama (start) penghubungan poros input dengan poros output akan terjadi tumbukan dan ini terjadi setiap penghubungan kedua poros tersebut, sehingga faktor koreksi pada range 1,5 – 3,0 diambil K T = 2,8, supaya poros aman dari tumbukan.
Dan dalam mekanisme ini beban lentur yang terjadi kemungkinan adalah kecil karena poros adalah relatif pendek, sehingga faktor koreksi untuk beban lentur C b = 1,2. Dengan harga
faktor koreksi terhadap tumbukan diambil sebesar Kt = 2,8 maka diameter poros dapat ditentukan sebagai berikut :
dp1=5,16,067×2,8×1,2×43669,2913
= 49,78 mm = 50 mm
dp2=5,16,067×2,8×1,2×167958,813
= 77,99 mm = 78 mm
Hasil diameter poros yang dirancang harus diuji kekuatannya. Pemeriksaan dapat dilakukan dengan memeriksa tegangan geser yang terjadiakibat tegangan puntir yang dialami poros. Jika tegangan geser lebih besar dari tegangan geser izin dari bahan tersebut, maka perancangan tidak akan menghasilkan hasil yang baik, atau dengan kata lain perancangan
adalah gagal.
Besar tegangan geser yang timbul pada poros adalah :
τ p = 3 . . 16 d Mp π
Dimana : τ p = tegangan geser akibat momen puntir (kg/mm2)
Mp = momen puntir yang ditransmisikan (kg.mm)
dp = diameter poros (mm)
Untuk momen puntir (Mp) = 32772,089 kgmm, dan diameter poros d p = 36 mm,
maka perhitungan tegangan gesernya adalah sebagai berikut :
τp1=16×43669,293,14×503 = 1,78 kgmm2 τp1=16×167958,83,14×783 = 1,8 kgmm2 τp1=16×834445,033,14×1343 = 1,77 kgmm2
Menurut hasil yang diperoleh dari perhitungan diatas, terlihat bahwa tegangan geser yang terjadi adalah lebih kecil daripada tegangan geser yang diizinkan τp<τa. Dengan hasil ini maka dapat disimpulkan bahwa poros ini aman untuk digunakan pada kopling yang
4.2 Roda Gigi
Dalam perancangan roda gigi digunakan data-data sebagai berikut :
z
1
=
10
n
1
=
3000
rpm
z
2
=
50
n
2
=
600
rpm
z
3
=
26
n
3
=
600
rpm
z
4
=
100
n
4
=
156
rpm
z
5
=
50
n
5
=
156
rpm
z
6
=
10
n
6
=
31.4
rpm
Gambar : skema rangkaian roda gigi
4.3 Bantalan
4.3.1. Klasifikasi Bantalan
Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros
a. Bantalan luncur . Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.
b. Bantalan gelinding . Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat.
1. Atas dasar arah beban terhadap poros
a. Bantalan radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.
b. Bantalan gelinding. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.
c. Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.
Bantalan yang akan digunakan adalah jenis bantalan gelinding atau yang biasa disebut bantalan bola radial alur dalam baris tunggal. Alasan pemilihan yang utama adalah karena koefisien gesekan yang sangat kecil dan juga didasarkan pada ketahanan bantalan dalam menerima beban aksial dan putaran tinggi.
Langkah awal yang dilakukan dalam perencanaan bantalan adalah perhitungan terhadap beban dinamis yang merupakan penjumlahan beban radial dan beban aksial . Jenis bantalan yang dipilih.
Pembebanan total pada poros dapat dilihat seperti pada Gambar 4.2 Gambar 4.2 Pembebanan total pada poros
1. Kekuatan bantalan
Sebelumnya tentukan dulu momen (T) yang akan ditransmisikan. T = 9,74. 105 x PMi . nD
Dimana dalam hal ini, PMadalah putaran motor yang telah ditentukan, yakni sebesar 22,753
kW, i merupakan perbandingan gigi, yakni sebesar 40 : 1, maka, i = 40, dan nDadalah putaran
drum sebesar 31.4 rpm, sehingga T diperoleh,
T = 9,74. 105x 22,753 kW40 x 31,4 rpm = 17,6. 103kg.mm ρ . . ) d (d 4 π m0 = o2 − 12 b
mo = massa roda gigi.
do = Diameter jarak bagi (mm)
d1 = Diameter poros utama (mm)
b = lebar roda gigi (mm)
ρ = massa jenis roda gigi (7,65x10-6Kg/mm3).
Gambar: bantalan
Maka mo=µ4(1002-342)(125)(7,65x10-6)= 471 kg.
Tabel 6.1 Faktor-faktor V, X, Y dan X 0 ,Y 0
Sumber: Dasar Pemilihan dan Perancangan Elemen Mesin, Sularso & Kiyokatsu Suga, Hal.
212
1. Perhitungan Faktor Umur Bantalan
Faktor umur bantalan (f h) dicari dengan persamaan
3 1 H h 500 L f
=
dimana : Lh = umur nominal bantalan. Direncanakan pemakaian sebentar-sebentar. Dari
Lamp. 6 dipilih Lh= 7500 jam
C0/Fa 5 10 15 20 25 Fa/VFr ≤ e X 1 Y 0 Fa/VFr > e X 0,56 Y 1,26 1,49 1,64 1,76 1,85 E 0,35 0,29 0,27 0,25 0,24
maka: 3 1 h 500 7500 f
=
= 2,472. Perhitungan Faktor putaran Faktor putaran (f n) dicari dengan rumus
3 1 n n 33,3 f
=
; dimana : n = putaran mesin (31.4 rpm)
f n = 1.019
3. Pemilihan Bantalan
Dari hasil yang diperoleh diatas, maka kapasitas nominal bantalan dapat dihitung dengan persamaan :
C = P . [f h / f n]
= 117.80 kg [2.47/1.019] = 969.89 kg
Dari hasil perhitungan diatas, maka nomor bantalan yang dipilih adalah 6007, dengan data-data sebagai berikut
d = 35 mm, D = 62 mm, B = 14 mm, r = 1,5 mm
4.4. Perancangan Baut
Jumlah baut yang dipakai adalah 8 buah. Adapun jenis baut yang digunakan adalah baut berulir standard yang biasa digunakan pada kopling.
F = Mp / n . r
Keterangan: Mp = momen puntir (kg.mm) n = jumlah baut
r = jarak sumbu baut ke sumbu poros maka, F = 24704,536 / 8 x 30
= 154.40335 N 4.4.2. Analisa Tegangan
Besar tegangan yang diizinkan harus dihitung lebih dahulu, dimana baut terbuat dari bahan SF 50B, maka diperoleh tegangan tarik izin σ b = 50 kg/mm². Sedangkan factor
keamanan, Sf1 = 6 dan Sf2 = 2, maka tegangan yang diizinkan adalah :
τ= σbSf1 x Sf2
= 506 x 2
= 4.2 kg/mm²
Bahan untuk baut dipilih dari baja ST 24 dengan kekuatan tarik mulur (tensile yield strength) Sy= 5,25 N/mm
4.4.3. Penentuan Ukuran
Agar konstruksi aman maka harus dipenuhi:
Dari hasil yang diperoleh diambil harga diameter d2= 6 mm
BAB V
KESIMPULAN
2 y ys N/mm 3,029 5,25 0,577 S 0,577 S = × = × = mm d d S ys 364 , 3 029 , 3 275 , 34 2 2 2 2≥
≤
≤
τAdapun kesimpulan yang dapat diambil dari tulisan tugas perancangan roda gigi ini adalah sebagai berikut:
1. Perancangan kopling yang tepat perlu memperhatikan bahan yang akan digunakan, dalam perancangan ini bahan-bahan yg digunakan adalah:
a. Bahan untuk kopling yang digunakan adalah baja FC 19 (σ ba=5,5kg/mm2 ).
b. Bahan untuk poros roda gigi digunakan baja S55C-D (
2 / 4kg mm a = τ )
1. Bantalan yang dipilih adalah bantalan dengan nomor 6007.
2. Daya output (Po) lebih kecil dibandingkan dengan daya motor rencana, hal ini
disebabkan pemilihan faktor
3. Belt conveyor dengan material yang dibawa adalah batubara, kemiringan maximumnya adalah 18o
4. Lebar dari Belt conveyor yang cocok untuk material dengan panjang kira-kira 300 mm adalah 800 mm.
5. Kapasitas dari belt conveyor bergantung pada beberapa parameter yaitu : density material, belt speed, capacity factor dan cross sectional area.
