BAB IV
PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN
4.1
Pemilihan Bahan Rangka
Rangka merupakan suatu komponen yang sangat vital pada mesin pencacah plastik, hal ini dikarenakan rangka merupakan penopang semua komponen yang ada.
Gambar 4.1 Profil Bahan Rangka Tipe L
Berdasarkan pernyataan tersebut maka bahan dasar rangka menggunakan bahan mild steel profil L dengan ukursn 40 x 40 x 3 mm. Untuk mengetahui tegangan tarik dari rangka tersebut dapat dilakukan uji kekerasan, sistem uji Universal Hardness Tester Indentor yang digunakan adalah bola baja dengan diameter 5 mm dan beban penekanan pada alat uji yaitu 250 kg (2452 N).
Tabel 4.1 Harga hasil uji kekerasan brinell pada bahan profil siku
No Bahan Diameter indentasi (mm) Harga kekerasan brinell (kg/mm2) Rata-rata (kg/mm2) 1 Profil siku 1,5 138,466 139,61 2 Profil siku 1,4 159,236 3 Profil siku 1,6 121,132
Dari rata-rata harga kekerasan brinell tersebut untuk memperoleh jenis bahan rangka tersebut dapat menggunakan rumus berikut ini sehingga didapatkan kekuatan tarik dari bahan ranka tersebut, (calister, 1997).
Maka kekuatan tarik darii bahan rangka adalah:
⁄ ⁄
Dari hasil uji bahan rangka diatas, maka dapat diketahui bahwa menurut tabel DIN17100 bahan rangka tersebut tergolong dalam ST 42 dengan kekuatan tarik sebesar 48,16 kg/mm2.
4.2
Perencanaan kecepatan Putaran Mesin
Direncanakan untuk mencetak 1 Kg plastik diasumsikan memerlukan sekitar 300 kali putaran dan direncanakan hanya menggunakan single screw extruder, target kapasitas sebanyak 100 Kg/jam maka untuk menghitung kecepatan putaran mesin yang dibutuhkan adalah:
Jadi kecepatan putaran mesin yang dibutuhkan adalah 500 rpm.
4.3
Perencanaan Daya Penggerak
Untuk menghitung daya penggerak yang dibutuhkan maka langkah petama yaitu menghitung gaya yang bekerja pada mesin pencacah plastik dan torsi yang bekerja pada mesin pencacah plastik.
Menghitung gaya yang bekerja :
Menghitung torsi yang bekerja :
Menghitung daya penggerak yang dibutuhkan :
Jadi, daya penggerak yang dibutuhkan adalah 1,846 Kw atau 2 HP.
4.4 Perhitungan Daya Rencana Motor
Sebelum perhitungan daya rencana dilakukan maka data yang diperlukan sebagai berikut:
P = 1,537 Kw/2 HP n= 1200 RPM
Daya yang akan ditransmisikan
Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperoleh
Daya normal
1,2-2,0 0,8-1,2 1,0-1,5
Tabel 4.4 Faktor koreksi Daya
Daya input yang diasumsikan untuk daya motor sebesar 1,846 Kw dan faktor koreksi yang diambil adalah 1,0. Adapun persamaan untuk mencari daya rencana motor.
Diketahui : =
1,846 Kw
4.4.1 Perhitungan Momen Puntir Rencana
Data yang diperoleh untuk daya rencana motor sebesar 1,846 Kw dan kecepatan putar motor 1200 rpm. Adapun persamaan untuk mencari momen puntir rencana. Diketahui :
Jadi, momen puntir yang digunakan sebesar 1498 Kg,mm.
4.5 Perhitungan Poros
Data yang diproleh untuk perencaan poros menggunakan bahan baja karbon tipe
S45C-D dengan kekuatan tarik sebesar 53 ⁄ Faktor keamaan 1 adalah 6,0 faktor keamanan 2 ada 2,5. Adapun faktor koreksi momen puntir adalah 3,5 dan faktor lenturan 3,0.
Keterangan : ⁄
4.5.1 Perhitungan Tegangan Geser Poros Yang di Izinkan
Data yang diperoleh untuk kekuatan tarik sebesar 53 ⁄ , faktor keamanan 1 adalah 6,0 faktor keamanan 2 adalah 2,5. Adapun persamaan untuk mencari tegangan geser poros yang diizinkan.
Diketahui: ( ) ( ) 2
4.5.2 Perhitungan Diameter Poros
Data yang diperoleh untuk tegangan geser poros yang diizinkan sebesar 4 Kg/mm2, momen puntir rencana sebesar 1453,2 Kg.mm, faktor koreksi momen puntir adalah 3,0 dan faktor lenturan adalah 2,3. Adapun persamaan untuk mencari diameter poros.
Diketahui: [ ] [ ] [ ]
Jadi, diameter poros yang digunakan sebesar 16 mm.
4.6 Perhitungan Pasak
Data yang diperoleh untuk perencanaan pasak menggunakan bahan pasak tipe S55C-D dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm2 dengan faktor kemanan 1 adalah 6 dan faktor keamanan 2 adalah 3. Penampang pasak yang digunakan berukuran 4x4 dengan kedalaman alur pasak 1 sebesar 2,5 mm dan kedalaman alur pasak 2 sebesar 1,8 mm. Keterangan: 2 Penampang pasak 4x4
4.6.1 Perhitungan Gaya Tangensial Pasak
Data yang diperoleh untuk momen puntir sebesar 1498 Kg.mm dan diameter poros sebesar 16 mm. Adapun persamaan untuk mencari gaya tangensial pasak. Diketahui: ⁄ ⁄
4.6.2 Perhitungan Tegangan Geser Pasak yang Di Izinkan
Data yang diperoleh untuk gaya tangensial sebesar 187,2 Kg dengan lebar pasak 4 mm dan panjang pasak 8 mm. Adapun persamaan untuk mencari
tegangan geser pasak yang diizinkan. Diketahui: ⁄ ⁄ ⁄
Jadi, tegangan geser yang diizinkan adalah 3,3 Kg/mm2 dan tekanan permukaan pasak yang diizinkan adalah 8 Kg/mm2.
4.6.3 Perhitungan Panjang Pasak Dari Tegangan Geser Dan Tekanan
Permukaan Pasak
Data yang diperlukan untuk gaya tangensial pasak sebesar 187,2 Kg dan tegangan pasak yg diizinkan adalah ⁄ dengan lebar pasak 4 mm dan kedalaman alur pasak 2 sebesar 1,2 mm. Adapun persamaan untuk mencari panjang pasak dari tegangan geser dan tekanan permukaan pasak.
Diketahui:
Panjang pasak dari tegangan geser yang diizinkan
⁄ ⁄ ⁄
Panjang pasak dari tekanan permukaan: ⁄ ⁄ ⁄
Panjang pasak keseluruhan:
Jadi, panjang pasak yang dibutuhkan adalah 21,06 mm.
4.7 Perhitungan Sabuk V-Belt dan Pully
Dalam perencanaan sabuk v-belt dan pulley pemilihan sabuk v yang tepat sangat diperlukan. Berdasarkan data daya rencana dan putaran poros penggerak yang digunakan, maka sabuk v yang sesuai adalah tipe A dengan diameter nominal pulley penggerak yang dianjurkan 95 mm.
Keterangan: Sabuk V : tipe A
4.7.1 Perhitungan Diameter Minimal Pulley yang Digerakkan
Data yang digunakan untuk diameter pulley penggerak adalah 95 mm dengan kecepatan putaran penggerak 1200 rpm dan kecepatan putaran yang digerakkan 600 rpm. Maka untuk menghitung diameter pulley yang digerakkan adalah:
Jadi, diameter minimal pulley yang digerakkan adalah 95 mm.
4.7.2 Perhitungan Kecepatan Sabuk V-Belt
Data yang diperoleh untuk diameter minimal pully penggerak sebesar 95 mm dengan putaran poros penggerak 1200 RPM. Adapun persamaan untuk mencari kecepatan sabuk v-belt.
ν=
ν =
ν =
ν = 4,9 m/s4.7.3 Perhitungan panjang keliling sabuk V-Belt
Data yang diperlukan untuk diameter minimal pully penggerak sebesar 95 mm dan diameter minimal pully yang digerakkan sebesar 190 mm. Adapun persamaan untuk mencari panjang keliling sabuk v-belt.
Diketahui : L = ( ) ( ) L = ( ) ( ) L = ( ) ( ) L = 600 + 447,45 + L = 1047,45 + 7,52 L = 1054,97 mm
Jadi, panjang keliling sabuk v-belt sebesar 1054,97 mm dan nomer nominal sabuk v adalah 36, panjang keliling standar sabuk v-belt sebesar 914 mm.
4.7.4 Perhitungan Jarak Sumbu Poros
Data yang digunakan panjang keliling sabuk adalah 914 mm dengan diameter pulley penggerak 95 mm dan diameter pulley yang digerakkan 190 mm. Maka untuk menghitung jarak sumbu poros adalah:
b – ( ) b = ( ) b = ( ) b = b = 933,1 mm C = √ ( ) C = √ ( ) C = √ ( ) C = √ ( ) C = √ C = √ C = C = C =
4.8 Perencanaan Bantalan
Dalam perencanaan bantalan menggunakan bahan perunggu dengan tekanan maksimum yang diijinkan adalah 0,7-2,0 Kg/mm2 dan mesin pompa dan kompresor torak dengan tekanan maksimum yang diijinkan adalah 0,2 Kg/mm2 dengan tekanan kecepatan maksimum yang diijinkan adalah 0,2-0,3 Kg/mm2 m/s. Keterangan:
Bahan perunggu
⁄
Mesin pompa dan kompresor torak ⁄
⁄
4.8.1 Perhitungan Perbandingan Lebar/Diameter Standar Bantalan
Data yang diperoleh untuk tegangan geser poros sebesar 3,5 kg/mm2 dan tekanan maksimum dari mesin pompa dan kompresor torak sebesar 0,2 kg/mm2. Adapun persamaan untuk mencari perbandingan lebar diameter bantalan.
Diketahui: √ √ √ √
Jadi perbandingan lebar/diameter bantalan sebesar 1,8 kg/mm2
4.8.2 Perhitungan Panjang Bantalan
Data yang diperlukan untuk beban bantalan 70 kg dengan diameter poros 16 mm. Adapun persamaan untuk mencari panjang bantalan.
Diketahui:
4.8.3 Perhitungan Tekanan Permukaan Bantalan
Data yang diperlukan untuk beban bantalan 70 kg dengan diameter 16 mm dan panjang bantalan 32 mm. Adapun persamaan untuk mencari tekanan
permukaan bantalan. Diketahui:
Jadi, tekanan permukaan bantalan sebesar 0,13 kg/mm2
4.8.4 Perhitungan Kecepatan Poros
Data yang diperlukan untuk diameter poros sebesar 16 mm dan kecepatan putar motor 1200 RPM. Adapun persamaan untuk mencari kecepatan keliling poros. Diketahui:
4.8.5 Perhitungan Harga Tekanan kecepacatan Bantalan
Data yang diperlukan untuk tekanan permukaan bantalan sebesar 0,13 kg/mm2 dan kecepatan keliling poros sebesar 1 m/s. Adapun persamaan untuk mencari harga tekanan kecepatan bantalan.
Diketahui:
⁄ ⁄
4.9 Mekanisme Kerja mesin Pencacah
Saat plastik dimasukkan ke dalam hoper , maka poros yang digerakkan oleh pully akan menarik plastik sehingga plastik akan masuk kedalam mesin pencacah, disaat itu masuk maka pisau yang berputar cepat akan memotong plastik-plastik sehingga plastik akan terpotong potong menjadi bagian yang kecil-kecil.
Untuk memasukkan plastik kedalam hoper hanya didorong oleh tangan, sehingga saat plastik-plastik ini akan langsung terpotong.
plastik yang dimasukkan kedalam mesin pencacah ini akan dicacah menggunakan banyak pisau yang digerakan oleh pully yang dibantu dengan v belt dan diputar oleh motong dengan kpasitas 2 hp. Sehingga plastik terpotong menjadi bagian yang kecil-kecil dan bisa diolah kembali menjadi hasil yang lebih bermanfaat.
Gambar 4.9 Mesin pencacah plastik
Spesifikasi mesin pencacah plastik 70 kg/jam : 1. Dimensi : 90 cm x 40 cm x 65 cm.
2. ada 6 buah 2 buah pisau diam dan 4 buah pisau gerak. 3. Ketebalan pisau 20 mm.
4. 2 buah pully
19.59 cm 88.50 cm 64.65 cm 25.92 cm 50 cm 40 cm
