BAB II DASAR TEORI. 2.1 Prinsip Kerja Mesin Perontok Bulu Ayam.

(1)

4 BAB II DASAR TEORI

2.1 Prinsip Kerja Mesin Perontok Bulu Ayam.

Prinsip kerja dari alat ini sangatlah sederhana yaitu sebagai berikut pertama motor listrik dihidupkan, setelah dihidupkan putaran dan daya dari motor ditransmisikan oleh pulley penggerak yang terdapat pada motor listrik ke pulley yang digerakkan. Kemudian dari inilah putaran dari motor listrik diteruskan ke alas untuk diputarkan yang terpasang pada tabung yang terdapat karet-karet perontok bulu ayam.

Ayam yang sudah mati dimasukkan kedalam air panas kemudian dimasukkan kedalam tabung yang terbuat dari stainless steel agar tidak bisa berkarat sehingga kualitas ayam tetap terjaga dengan baik. Kemudian alas tabung yang berputar akan mengakibatkan ayam dapat bergerak atau berputar dan sedikit disiram air sehingga bulu-bulu ayam tersebut bisa rontok dengan bantuan karet yang ada di dalam tabung .

Gambar 2.1 Mesin Perontok Bulu Ayam.

8

1

3 2 5 4

6 7

Keterangan : 1. motor listrik 2. sabuk V 3. pulley pengikut 4. poros

5. pulley 2 6. rangka 7. tabung 8. karet

commit to user commit to user

(2)

2.1.1 Konsep Perencanaan Sistem Transmisi

Pada perancangan suatu alat harus mempunyai konsep perencanaan.

Konsep perencanaan ini akan membahas dasar teori yang akan dijadikan pedoman dalam perancangan suatu alat. Pada perancangan ini bagian elemen alat yang akan direncanakan atau diperhitungkan adalah:

1. Motor 2. Daya 3. Pulley 4. Sabuk V-Belt 2.1.2 Motor

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap (Zuhal, 1998).

Gambar 2.2 Motor listrik commit to user commit to user

(3)

Mesin dinamo bertenaga listrik atau mesin engine berbahan bakar bensin berfungsi sebagai mesin penggerak serbaguna (bisa sebagai penggerak kompresor, dll).

Untuk memenuhi kebutuhan usaha cuci mobil / motor maka daya dan spesifikasi mesin penggerak harus diperhatikan agar sesuai dengan kebutuhan, atau tidak lebih sehingga biaya listrik meningkat..

Spesifikasi motor listrik yang digunakan : Daya : 750 watt / 4 A

Volt : 220 volt / 50 Hz RPM : 1400 rpm

2.2.3 Daya Penggerak

Secara umum daya diartikan sebagai kemampuan yang dibutuhkan untuk melakukan kerja, yang dinyatakan dalam satuan Nm/s, Watt, ataupun HP. Penentuan besar daya yang dibutuhkan perlu memperhatikan beberapa hal yang mempengaruhinya, diantaranya adalah harga gaya, torsi, kecepatan putar dan berat yang bekerja pada mekanisme tersebut.

Berikut adalah rumus untuk mencari harga daya, gaya, torsi, kecepatan putar dan berat:

a. Mencari harga daya (P):

Berdasarkan besar usaha atau energi tiap satuan waktu, maka daya dapat dirumuskan:

P = 𝑤

𝑡

...

(2.1) dimana:

P = Daya (watt) w = Usaha (joule) t = Waktu (second)

sumber : (Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002)

Berdasarkan gaya yang bekerja dan kecepatan, maka daya dapat dihitung dengan persamaan :

P = F.V ... (2.2) commit to user

commit to user

(4)

dimana:

P = Daya (watt) F = gaya (N)

V = kecepatan linier (m/s)

Berdasarkan torsi yang bekerja dan kecepatan sudut maka daya dapat dirumuskan sebagai berikut:

P = 𝑇. 𝜔 ... (2.3) Untuk mencari kecepatan sudut dapat dirumuskan sebagai berikut:

𝜔 =^2.𝜋.𝑛₆₀ ... (2.4) Untuk mencari torsi dapat dirumuskan sebagai berikut:

𝑇 = 𝐼. ∝ ... (2.5) dimana:

T = Torsi (N.m)

𝜔 = Kecepatan Sudut (rad/s) N = Kecepatan (rpm)

I = Momen Inersia (kg.m³)

∝ = Percepatan Sudut (rad/𝑠𝑒𝑐²)

Berdasarkan putaran poros, maka daya dirumuskan sebagai berikut :

𝑃 =

^{2𝜋.𝑛.𝑇}₆₀

...

(2.6) dimana:

n = Putaran poros (rpm) T = Torsi (kg.m)

P = Daya (watt)

sumber : (Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002) b. Mencari harga gaya (F)

Gaya adalah suatu besaran yang menyebabkan suatu benda dapat bergerak. Untuk mencari harga gaya dapat dirumuskan sebagai berikut:

𝐹 = 𝑚. 𝑎 ( N atau kg.m/scommit to user commit to user ²) ... (2.7)

(5)

dimana:

F = Gaya ( N atau kg.m/s²) m = Massa ( kg)

a = Percepatan ( m/s²)

c. Mencari harga berat (W)

Berat suatu benda adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut.

Untuk mencari harga berat kita dapat menggunakan rumus berikut:

𝑊 = 𝑚. 𝑔 ( N atau kg.m/s²) ... (2.8) dimana:

W = berat ( N atau kg.m/s²) m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (10 m/s²)

d. Mencari harga torsi ( T )

Besarnya torsi adalah hasil perkalian antara gaya dengan jarak terhadap sumbu. Seperti persamaan berikut :

𝑇 = 𝐹. 𝑟 ... (2.9) dimana:

T = Torsi (N.m) F = gaya ( N)

r = jarak terhadap sumbu (m)

2.1.4

Pulley

Sebagai pengubah kecepatan dari sumber daya, mesin ini menggunakan pulley untuk mereduksi kecepatan yang dihasilkan dari sumber daya yakni berasal dari motor listrik. Pulley merupakan suatu alat yang mekanisme kerjanya untuk menjalankan suatu kekuatan alur yang berfungsi menghantarkan suatu daya. Cara kerja puli sering digunakan untuk mengubah arah gaya yang diberikan, mengirim gerak dan mengubah arah rotasi. commit to user commit to user

(6)

Gambar 2.3 Pulley

Diameter pulley yang digerakkan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan :

D

₂

=

ⁿ¹^.D¹

n₂

... (2.10)

dimana:

D2 = Diameter pulley yang digerakkan (mm) D1 = Diameter pulley penggerak (mm) n1 = Putaran pulley penggerak (rpm) n2 = putaran pulley yang digerakkan (rpm)

sumber : (Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002) 2.1.5

Sabuk V

Jarak yang cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan tidak memungkinkannya mengunakan transmisi langsung dengan roda gigi. Sabuk-V merupakan sebuah solusi yang dapat digunakan.

Sabuk-V adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaannya sabuk-V dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar (Sularso, 1991:163) commit to user commit to user

(7)

.

Gambar 2.4 v-belt.

Sabuk-V banyak digunakan karena sabuk-V sangat mudah dalam penangananya dan murah harganya. Selain itu sabuk-V juga memiliki keungulan lain dimana sabuk-V akan menghasilhan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Sabuk-V selain juga memiliki keungulan dibandingkan dengan transmisi-transmisi yang lain, sabuk-V juga memiliki kelemahan dimana sabuk-V dapat memungkinkan untuk terjadinya slip. Tabel 2.1 menunjukkan faktor koreksi transmisi sabuk-V.

Besarnya daya yang ditransmisikan tergantung dari beberapa faktor antara lain :

1. Tegangan sabuk.

2. Kecepatan linier sabuk.

3. Bentuk sisi kontak sabuk dan pulley.

4. Kondisi sabuk.

Bahan sabuk-v antara lain adalah berasal dari kulit, anyaman benang dan karet. Sabuk-v ini dibagi menjadi beberapa tipe yaitu :

1. Tipe standar ; Dengan karakteristik tanda huruf A, B, C, D dan E.

2. Tipe sempit ; Dengan karakteristik symbol 3V, 5V dan 5L.

3. Tipe beban ringan ; dengan karakteristik tanda 3L, 4L dan 5L.

Tipe sabuk-v menurut ukuran, dapat dilihat pada Gambar 2.5 ,Sedangkan jenis sabuk sabuk-v dapat dilihat pada Gambar 2.6. dan Gambar 2.7 adalah bagian-bagian sabuk-v. commit to user commit to user

(8)

Gambar 2.5 tipe sabuk –V Sumber : (Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002)

Gambar 2.6 jenis sabuk

Sumber :( Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002) commit to user commit to user

(9)

Gambar 2.7 bagian sabuk

Sumber :( Khurmi, R.S. & Gupta, J.K. 2002)

Bagian sabuk dibagi menjadi 3 yaitu:

1. Canvas = Berfungsi sebagai bahan pengikat struktur karet.

2. Rubber = Berfungsi sebagai Elastisitas dan agar tidak slip.

3. Cord = Berfungsi penguat agar V-Belt Tidak Gampang Putus.

Perhitungan pada Sabuk.

Dalam perhitungan sabuk yang perlu dihitung antara lain panjang sabuk, kecepatan sabuk, sudut kontak sabuk, dan tarikan sisi kencang dan kendor sabuk.

Gambar 2.5 merupakan tegangan pada sabuk dan puli, dan gambar tersebut mewakili penjelasan rumus perhitungannya.

Gambar 2.8 Tegangan pada sabuk dan pulley Sumber: ( Sularso, 2002) commit to user commit to user

(10)

a. Menentukan panjang sabuk dengan rumus.

𝐿 = 𝜋(𝑟

₁

+ 𝑟

₂

)

+

2𝑥 +

^(𝑟¹^−𝑟_𝑥²⁾²

... (2.11)

dimana:

L = panjang sabuk (mm) X = jarak sumbu poros (mm) r1 = jari-jari poros kecil (mm) r2 = jari-jari poros besar (mm)

Sumber: ( Sularso, 2002) b. Kecepatan sabuk dapat ditentukan oleh rumus.

𝑉 =

^{𝜋.𝐷𝑝.𝑛}

60

... (2.12) dimana:

V = kecepatan sabuk (m/s)

Dp = diameter puli penggerak (mm) N = putaran puli penggerak (rpm)

Sumber: ( Sularso, 2002)

c. Sudut kontak untuk sabuk terbuka dapat dihitung dengan rumus.

sin 𝛼 =^𝑟¹_𝐶^.𝑟² ... (2.13) 𝜃 = (180 − 2𝛼)₁₈₀^𝜋 ... (2.14) dimana:

r1 = jari-jari pulley besar (mm) r2 = jari-jari pulley kecil (mm) C = jarak antar poros (mm)

d. Tarikan sisi kencang (T1) dan tarikan sisi kendor (T2) pada sabuk ditentukan dengan rumus.

2,31. 𝑙𝑜𝑔^𝑇_𝑇¹

2= 𝜇𝜃 cosec 𝛽 ... (2.15) dimana:

T1 = Tarikan sisi kencang (kg) commit to user commit to user

(11)

T2 = Tarikan sisi kendor (kg)

𝜇 = Koefisien gesek untuk puli dengan sabuk (0,3) 𝜃 = sudut kontak (rad)

β = Sudut alur puli (º)

Sudut alur puli (β) diketahui dengan tabel pada buku Khurmi hal. 728 sebagaimana tabel 2.1 yang menunjukkan spesifikasi dan dimensi v-belt.

Tabel 2.1 Dimensi standar v-belt.

Sumber : Khurmi dan Gupta

commit to user commit to user