Anemometer - Peralatan dan Bahan Penelitian

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.6 Peralatan dan Bahan Penelitian

3.6.5 Anemometer

Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin dan untuk mengukur arah, anemometer merupakan salah satu instrumen yang sering digunakan oleh balai cuaca seperti Badan Metereologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG). Kata anemometer berasal dari Yunani anemos yang berarti angin, Angin merupakan udara yang bergerak ke segala arah, angin bergerak dari suatu tempat menuju ke tempat yang lain.

Cara kerja anemometer ditempatkan di daerah terbuka dan pada saat tertiup angin, baling-baling yang terdapat pada anemometer akan bergerak sesuai arah mata angin. Semakin besar kecepatan angin meniup baling-baling tersebut, maka semakin cepat pula kecepatan berputarnya pada baling-baling anemometer. Dari

jumlah putaran dalam satu detik maka dapat diketahui kecepatan anginnya, karena di dalam alat anemometer terdapat alat pencacah yang akan menghitung kecepatan angin. Adapun alat yang akan digunakan untuk mengukur dan mengetahui kecepatan angin ketika dilapangan adalah sebagaimana ditunjukan pada gambar 3.6 berikut :

Gambar 3.6 Alat ukur anemometer Sumber : Dokumen pribadi

34 BAB IV

PEMBAHASAN DAN HASIL 4.1 Disain Transmisi Kincir Angin

Sebelum pada pemilihan konsep, adapun data yang diperlukan mengenai kincir angin pada tugas akhir ini didapat dengan pengukuran langsung terhadap objek yang dibuat. Proses penelitian dengan melakukan pengujian terhadap kincir angin (VAWT). Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan data output putaran dari baling-baling ke poros penggerak agar sesuai dengan kebutuhan. Untuk rancangan dan disain alat transmisi roda gigi yang akan dibuat dapat dilihat pada Gambar 4.1 berikut :

Gambar 4.1 Stuktur rangkaian kincir angin (VAWT) Rangka transmisi dan menara kincir angin dibuat berbentuk segiempat prisma, material bahan terdiri dari plat besi siku dengan ketinggian 4 meter untuk menara.

a. Baling - baling pada kincir angin tinggi 1 meter

b. Rangka tower dengan ketinggian 4 (meter)

d. Posisi letak transmisi roda gigi dan pompa air c. Poros As blade

menggerakkan transmisi

35 4.2 Pemilihan Konsep

Pada perencanaan perancangan Transmisi Roda Gigi Kincir Angin (VAWT) pemilihan konsep merupakan hal yang paling terpenting, karena untuk mengetahui kinerja yang sesuai untuk kebutuhan popa agar tidak terjadi kelebihan daya atau kekurangan daya putaran pada transmisi. Pada Tabel 4.1 menunjukkan bahawa Pemilihan Konsep A yang digukan dalam proses pembuatan rangka dan trasmisi roda gigi, hal-hal yang terkait dalam pemilihan konsep adalah sebagai berikut : Tabel 4.1 Pemilihan konsep dan bahan

No Uraian Konsep A Konsep B Keterangan

1 Rangka

Besi Siku Besi Hollow

Selain mudah

didapatkan, besi siku memiliki ketahanan yang kuat, serta kokoh.

2 Poros As

Besi poros S45C Besi poros jenis VCN dan VCL

Bahan posos S 45 C selain Lebih murah dibandingkan VCN atau VCL, S 45 C memiliki kandungan karbon lebih tinggi dari VCN dan VCL, juga keras dan getas.

3 Tumpuan Vertikal

Pillow Bearing UCF Pillow Bearing SPFL

Pada pemilihan konsep bearing, menggunakan jenis UCF karena secara tumpuan dan kekuatan Rpm tinggi UCF lebih kuat dan stabil dari jenis SPFL.

36 4 Tumpuan

Poros Horizontal

Pillow Bearing UCP Pillow Bearing UCPA

Untuk bearing as Horizontal, yaitu menggunakan bearing jenis UCP karena disamping lebih praktis bearing UCP memiliki tumpuan yang lebih panjang dari UCPA.

5 Penguat

Baut HEX Baut SOCET CHEAP

Pada proses perancangan menggunakan Baut jenis Hex seperti yang ditunjukan pada Konsep-A selain mudah didapatkan dipasaran,

pemasangan part lebih cepat.

6 Roda Gigi Pemindah

Daya

Roda gigi lurus Roda gigi miring

Untuk mentrasmisikan daya menggudakan roda gigi lurus, karena selain mudah

didapatkan dipasaran, roda gigi ini bersifat sangat baik dalam mentransmisikan putaran tinggi dan beban besar.

37 7 Roda gigi

Pemindah Sudut

Roda gigi kerucut lurus Roda gigi silindris

Roda gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai.

Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan

kontaknya yang kecil.

Dari kriteria yang telah ditentukan, kedua konsep tersebut akan dibandingkan menurut kemudahan dalam perancangan dan harga material yang digunakan, sehingga pemilihan konsep yang paling tepat dan memenuhi kriteria bisa dilanjutkan ketahap perancangan. Berdasarkan pemilihan konsep pada Tabel 4.1 maka ditentukan pada proses perencanaan transmisi roda gigi menggunakan Konsep A, selain mudah dalam proses perancangan, secara umum komponen bahan juga sangat mudah didapatkan. Untuk lebih efisiensi dalam proses perakitan.

4.3 Analisa DFA

Pada proses analisa Desingn For Assembly (DFA) merupakan peranan yang sangat penting pada waktu proses manufakture suatu produk, karena merupakan suatu proses penggabungan komponen-komponen pada transmisi roda gigi menjadi satu, sehingga menjadi sebuah alat yang siap digunakan sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Apabila jika kita tidak merancang dengan baik dan benar maka dalam proses perakitan akan mengalami kesulitan. Langkah awal yang dilakukan adalah melakukan pengecekan komponen apa saja yang akan dibutuhkan, serta komponen yang akan hendak dirakit dan menyiapkan alat bantu untuk proses perakitan transmisi.

4.3.1 Analisa Komponen Rancang Bangun Transmisi Roda Gigi

Analisa pembawaan (handling) serta penyisipan (insertion) akan dilakukan pada beberapa komponen sub-perakitan Transmisi Roda Gigi Kincir Angin.

Dibawah ini merupakan bagian-bagian komponen Transmisi Roda Gigi Kincir

Angin (VAWT) menggunakan gambar bantuan software serta dengan proses analisa Design For Assembly (DFA), sebagaiman ditunjukan pada gambar 4.2 export bagian transmisi roda gigi berikut :

Gambar 4.2 Export bagian transmisi roda gigi 4.3.2 Analisa Handling Menggunakan Design For Assembly (DFA) Tabel 4.2 Analisa handling transmisi roda gigi

No Komponen Handling

1 Rangka / Meja  Perakitan meja siku banyak

melibatkan komponen lainnya sebagai alat pengunci yaitu baut dan mur, sehingga proses waktu penanganan pengerjaan ini memerlukan waktu yang lama.

 Profil siku Memiliki α + β = 720, thickness > 2mm, size > 15 mm, mudah di handling

menggunakan satu tangan satu tangan tanpa alat bantu. Sehingga memiliki kode handling

30,dengan waktu 4,45.

2 Bearing UCP  Memerlukan fastener dalam

perakitan yaitu baut dan mur Memiliki α + β = 360, thickness

> 2mm, size > 15 mm, mudah di handling menggunakan satu tangan satu tangan tanpa alat bantu. Sehingga memiliki kode handling 11,dengan waktu 2,93 s

3 Bearing UCF  Memerlukan fastener dalam

perakitan yaitu baut dan mur

 Memiliki α + β = 360, thickness >

2mm, size > 15 mm, mudah di handling menggunakan satu tangan satu tangan tanpa alat bantu. Sehingga memiliki kode handling 11,dengan waktu 2,93 s 4 Poros Penggerak Utama  part mudah mencapai lokasi saat

perakitan

 tidak ada pengganggu saat memasukkan

 saat memasukkan tidak titahan untuk mempertahankan orientasi

 memiliki kode handling 00,dengan waktu 6,3 s

5 Bevel Gear  mudah untuk disesuaikan selama

perakitann

 tidak ada penggangu saat memasukkan

 tidak ada tahanan dan hambatan saat memasukkan

memiliki kode handling 00,dengan waktu 4 s.

6 Pin 10 mm  part mudah mencapai lokasi saat

perakitan

 tidak ada pengganggu saat memasukkan

 saat memasukkan tidak titahan untuk mempertahankan orientasi

 memiliki kode handling 00,dengan waktu 4,1 s

7 Spur Gear 1  mudah untuk disesuaikan selama

perakitann

 tidak ada penggangu saat memasukkan

 tidak ada tahanan dan hambatan saat memasukkan memiliki kode handling 00,dengan waktu 4 s.

8 Spur Gear 2  mudah untuk disesuaikan selama

perakitann

 tidak ada penggangu saat memasukkan

 tidak ada tahanan dan hambatan saat memasukkan memiliki kode handling 00,dengan waktu 4 s.

9 Baut  komponen mudah mencapai

posisi yang diinginkan

 mudah disesuaikan dan memposisikan selama perakitan

 tidak ada tahanan untuk penempatan memiliki kode handling 00,dengan waktu 3 s.

10 Mur  komponen tidak mudah mencapai

posisi yang diinginkan

 komponen tidak mudah untuk memposisikan selama perakitan memiliki kode handling 39,dengan waktu 7,43 s.

4.4 Hasil Perhitungan DFA Pada Transmisi Roda Gigi

Hasil analisa dan perhitungan pada tiap komponen pada transmisi roda gigi dimasukkan pada tabel berikut:

Untuk menentukan operation cost pekerja didapat dari UMR kota sidoarjo.

UMR Sidoarjo = Rp.3.200.000,- Biaya / hari = ^3.200.000_{22 ℎ𝑎𝑟𝑖}

= Rp.145.454 Biaya / jam = ^145.454_{8 𝑗𝑎𝑚}

= Rp.18.181

Biaya / detik = ^18,181₃₆₀₀

= Rp.5.05

Tabel 4.3 Design for assembly transmisi roda gigi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Part ID no

Name of assembly

Number Of Time The Operation Is Carried Out ConsecutivityManual Handling code Manual Handling Time Per Part Manual Insertion Code Manual Insertion Time Per Part Operation time,second = (5) +(7)) Operation cost (Rp) x (8) Figures For Estimation 0f Theoritical Minimum Part

1 Rangka mesin 1 3,0 1,95 0,8 2,5 4,45 20,8 1

2 Pillow UCP 1 1,1 1,43 0,5 1,5 2,93 12,48 1

3 Pillow UCF 1 1,1 1,43 0,5 1,5 2,93 12,48 1

4 Poros penggerak utama 1 1,1 1,8 2,8 4,5 6,3 37,44 1

5 Bevel gear 1 1,0 1,5 1,5 2,5 4 20,8 1

6 Pin 10 mm 1 3,0 1,3 0,5 2,8 4,1 23,29 1

7 Spur gear 1 1 1,0 1,5 1,5 2,5 4 20,8 1

8 Spur gear 2 1 1,0 1,5 1,5 2,5 4 20,8 1

9 Baut 1 1,0 1,5 0,5 1,5 3 12,48 1

10 Mur 1 0,1 1,43 3,9 6,0 7,43 49,92 1

Total 10 43,1 231,29 10

TM CM NM

Desain efisiensi = 3 x (NM/TM )

= 3 x (10/43,1)

= 3 x 0,2

= 0,6

Dari hasil analisa DFA mendapatkan waktu perakitan transmisi roda gigi yaitu sebesar 43,1 menit dengan efisiensi waktu perakitan adalah 0,6 atau (90 %).

4.5 Perancangan Komponen

Proses perancangan komponen dengan tepat dan benar sehingga menjadi sebuah alat yang sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Selain itu pemilihan bahan dan komponen material yang sudah di siapkan merupakan lankah terpenting dalam pembuatan rangka transmisi kincir angin. Untuk lebih detail dan langkah pembuatan serta komponen yang akan dihitungan ditunjukan pada Gambar 4.3 sebagai berikut :

Gambar 4.3 Komponen transmisi roda gigi Keterangan Part meliputi :

1. Poros Penggerak Utama 2. Poros Penggerak Transmisi 3. Bearing

4. Roda Gigi 1 5. Roda Gigi 2 6. Bevel Gear

7. Poros Penggerak Pompa 8. Rangka

4 5 3

6 7

Dari data diatas akan dilakukan perhitungan terhadap parameter penting dalam menentukan kinerja dari kincir angin dan dalam contoh perhitungan berikut adalah mencari besarnya torsi (T) yang dihasilkan oleh kincir angin.

4.5.1 Perhitungan Daya Turbin Diketahui :

Diameter turbin = 1.20 m

Panjang sudu = 1 m

Tinggi Turbin = 5 m

Kecepatan angin = 3.0 m/s (asumsi) Kerapatan angina = 1.2 kg/m

Rumus :

P= Cp ½ p A V³ (Eric Hau, Wind Turbines Fundamental 2005 : 98) Dimana :

P = daya watt

P = kerapatan udara kg/m³ A = luas sapuan m³ V³ = kecepatan angin m/s

Cp = koefisien daya 0.5926 (betz limit) P = 0.59 0.50 1.2 3 3 ^3

P = 28.647 watt 4.5.2 Tip Speed Ratio (TRS) Rumus :

𝜆 =π Dn 60 v Dimana :

λ = TSR

π = Phi

D = Diameter turbin 1.20 m

n = Putaran rotor 200 rpm (asumsi) v = kecepatan angin 3.0 m/s

𝜆 =(3.14) (1.20) (200) (60) (3.0) 𝜆 = 4.1

4.5.3 Perancangan Poros

Perancangan poros pada transmisi roda gigi meneruskan daya dari motor listrik sebesar 0,5 Hp dan mendapatkan beban dari vanbelt.

Diketahui daya yang ditransmisikan:

P = 0,5 Hp = 0,4 KW n = 1400 rpm

fc = 1,5

a. Untuk menentukan daya rencana Pd (kw) sebagai patokan adalah

pd = Fc.p (kw) ( Sularso dan kiyokatsu suga,2008:7) keterangan :

pd = daya yang direncanakan (kw) Fc = faktor koreksi

P = daya yang ditransmisikan (kw) Pd = Fc x P

=1,5 x0,4

= 0,6 kw

b. Untuk menghitung torsi pada poros penerus yang terjadi karena putaran motor : Pd ( daya rencana motor) = 0,4 Kw

n ( putaran poros ) = 1400 rpm rumus =

T = 9,74 x 10⁵^𝑃𝑑_𝑛1 ( Sularso dan kiyokatsu suga,2008:7)

= 9,74 x 10⁵₁₄₀₀^0,6

= 417,4 kg. m/s²

c. Menghitung tegangan geser yang diijinkan (Ƭɑ)

Bahan poros yang digunakan untuk perencanaan transmisi roda gigi yaitu menggunakan besi baja S45C dengan kekuatan tarik 58 kg/mm² (JIS G4501) kg.m/s² dengan sf1 = 6,0 dan sf2 =3,0

Keterangan:

Ƭɑ = Tegangan geser yang diijinkan (kg.m/s²) σB = Kekuatan tarik (kg.m/s²)

sf1 dan sf2 = Faktor keamanan Rumus :

tɑ = sf1 x sf2^σB ( Sularso dan kiyokatsu suga,2008:8) tɑ = _{6 x 3}³⁷

jadi t^ɑ= 2,05 kg.m/s²

d. Faktor koreksi untuk Momen puntir Kt = 1,5 dan faktor lenturan Cb= 2 e. Menghitung diameter poros

Rumus :

ds = [^5,1_tɑ Kt CbT]^1/3 Keterangan :

ds = Diameter poros (mm) tɑ = Tegangan geser (kg.m/s²) Kt = Faktor koreksi momen puntir Cb = Faktor lenturan

T = Momen puntir ( kg.m/s²) ds = [^5,1_tɑ√Kt. Cb. T ]^1/3



ds = [_2,05^5,1 √1,5. 2. 417,4 ]^1/3

47 ds = [25,4 . √125220]^1/3 ds = 8775,84 ^1/3

ds = 25,4 mm 4.5.4 Bearing (Bantalan)

Bearing atau biasa disebut bantalan yang akan digunakan adalah tipe 6204 dengan spesifikasi :

Jenis bantalan = bantalan gelinding

Nomor bantalan = 6204

( D) diameter luar = 52 mm

( d ) diameter dalam = 25,4 mm

( b) lebar bantalan = 14 mm

( r ) jari bantalan = 1,5 mm

( c ) kapasitas nominal dinamis spesifik = 1000 kg ( co ) kapasitan nominal statis = 635 kg Bantalan pada mesin transmisi roda gigi diberikan putaran 1400 rpm jadi semakin besar putarannya semakin kecil umur bantalan.

1. Perhitungan Beban Ekuivalen (Pr) Pr = XVFr + YFa

Dimana :

P = gaya ekivalen ( Kg) Fr = gaya radial (kg) Fa = gaya aksial (kg) V = factor rotasi bantalan

= 1,0 jika bantalan ring dalam yang berputar = 1,2 jika bantalan ring luar yang berputar X = factor beban radial

Y = factor beban aksial

Nilai x = 1 dan y = 0 jadi untuk beban radial,persamannya menjadi P = V,Fr

Menentukan beban radial pada poros : Diketahui:

T = 417,4 Nm

R = 12,35 mm = 0,01235 m

T = Fr x R (Khurmi dan Ghupta, 2005) keterangan :

T = Torsi (𝑁𝑚) Fr = gaya ( N )

R = Jari-jari poros (m) T = F x R

417,4 = F X 12,35 Fr = ^{417,4 𝑁𝑚}_{12.35 𝑚}

Fr = 33,7 kg = 337 N

Jadi menentukan beban ekuivalen dinamis Pr = X . V . Fr + Y . Fa Karena gaya aksial Fa = 0, maka;

Pr = X . V . Fr = 1.1.337 = 337 N

1. Menentukan beban rata- rata P𝑚 = 3√Pr3.α

Dimana P =3 karena bantalan bola dan α = 1 karena tidak ada beban axial

49 = ³√337 .³.1

= 337 N

2. Menentukan faktor kecepatan (fn ) fn = [^33,3_𝑛 ]^1/3

= [^33,3₆₀ ]^1/3 = 0,83

3. Menentukan factor umur (fh) fh = fn

𝐶 𝑃

= 0,83. ¹⁰⁰⁰₃₃₇ = 2,46

i. Menentukan umur bantalan (Lh) Lh = 500. fh 3

= 500. 2,46³

= 7400 Jam

4.5.5 Perhitungan Perbandingan Dua Roda Gigi

Perbandingan dua roda gigi pada transmisi roda gigi penggerak pompa air.

Diketahui :

( Z2 )

( Z1 )

50 GR (Gigi Ratio) = Gigi yang diputar (A)

Gigi yang memutar (B) = ²⁰₆₆ Diketahaui :

Torsi Turbine (N1) = 15 RPM Jumlah Gigi (Z1) = 20 Jumlah Gigi (Z2) = 66 Out Pompa (N2) = 80 RPM GR = ^𝑁2

=

⁸⁰

=

5.3 GR = 5

GR = ^𝑍2

=

^𝑁2

𝑁1

=

^𝐷2

𝐷1 5 = ^𝑍2

20 Z2 = 5 x 20 = 100 RPM 4.5.6 Perancangan Rangka

Perancangan rangka pada alat transmisi roda gigi ini menggunakan material jenis besi siku ukuran 50 x 50 mm. Dalam perencanaan rangka ini diharapkan rangka mampu menahan beban yang berada di atasnya, yang terdiri dari berbagai komponen – komponen. Komponen tersebut dengan asumsi berat yang harus di tumpu oleh rangka sebagai berikut :

1. Berat komponen poros as blade dengan asumsi berat 90 kg = 882 N 2. Berat roda gigi, spur gear,bevel gear serta bantalan dengan berat total 6 kg

= 58,8 N, dan beberapa part kecil lain tidak termasauk dalam hitungan.

F = 78,8 N F = 882 N

51 Gaya pada titik A = 78,8 N

Gaya pada titik B = 882 N

∑ FX = 0

∑ FY = 0

Beban A - F1 – F2 + Beban B = 0

Beban A – 78,8 – 882 + Beban B = 0

Beban A + Beban B = 960,8 N

4.5.7 Analisa Kekuatan Rangka Dengan Menggunakan Software

Pada tahap analisa kekuatan rangka transmisi roda gigi, software solidwork memiliki peran penting dalam hal pengujian kekuatan bahan pada rangka transmisi roda gigi. Adapun hasil tegangan yang terjadi pada rangka dari analisa dari software solidwork ditunjukan pada gambar 4.4 sebagai berikut :

Gambar 4.4 Simulasi Frame Machine

Pada kontruksi rangka seperti diatas, bagian yang melengkung dari rangka meja ini adalah yang berwarna merah sebesar 11,81 mm pada batang penopang,

dan pada bagian yang lurus adalah bagian yang berwarna biru adalah sebesar 1,9 mm pada batang kaki meja. Lengkungan pada benda ini apabila diberikan beban sebesar 1000 kgf atau 9800 Newton. Jadi beban actual lebih kecil dibandingkan beban pada saat simulasi dengan aplikasi solidwork, yaitu 960,8 N < 9800 N.

Dengan hasil analisa kekuatan rangka dengan software solidwork dinyatakan aman untuk membawa beban sebesar 960,8 N.

4.6 Proses Pembuatan

Gambar 4.5 Proses pembuatan rangka transmisi roda gigi

Proses perakitan merupakan suatu proses penggabungan komponen- komponen pada transmisi roda gigi menjadi satu, sehingga menjadi sebuah alat yang siap digunakan sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Langkah awal yang dilakukan adalah melakukan pengecekan komponen apa saja yang akan dibutuhkan, serta komponen yang akan hendak dirakit dan menyiapkan alat bantu untuk proses perakitan transmisi.

4.6.1 Alat Bantu Yang Digunakan

Peralatan yang harus dipersiapkan dalam merakit komponen Transmisi Kincir Angin (VAWT) adalah sebagai berikut :

1. Kunci ring 12.

53 2. Kunci pas 12.

3. Kunci inggris.

4. Kunci L (Bearing).

5. Bor listrik.

6. Mesin las.

7. Gerinda potong.

8. Penggaris siku.

9. Waterpass.

10. Palu.

11. Perlengkapan cat.

4.6.2 Langkah Perakitan

Langkah perakitan yang tepat dan benar akan mempermudah dan mempercepat proses perakitan serta menjamin keberhasilan yang sesuai diinginkan, Langkah perakitan pada Transmisi Kincir Angin (VAWT) adalah sebagai berikut : 1. Mempersiapkan peralatan serta bahan yang akan dirakit.

2. Mengukur dan memotong besi siku sesuai ukuran.

3. Mengecat kerangka transmisi.

4. Memasang dudukan bearing serta membuat lubang untuk baut M-12.

5. Memasang lengan poros transmisi.

6. Memasang roda gigi.

7. Memasang mesin dinamo motor.

Komponen - komponen alat meliputi poros as, bantalan, roda gigi lurus, roda gigi payung, baut, dan untuk alat uji putaran menggunakan mesin singer dinamo motor berkapasitas 1400 Rpm, guna untuk mengetahui kekuatan roda gigi dan efisiensi kinerja pompa pada saat putaran tinggi.

Adapun peralatan dan alat bantu yang digunakan adalah seperti pada gambar 4.6 berikut ini :

Gambar 4.6 Komponen dan alat bantu.

4.7 Pengujian 4.7.1 Uji Fungsi

Pengujian pada transmisi roda gigi penggerak kincir angin, untuk menggerakan pompa dengan mentransmisikan daya dari blade sebagai media penggerak pompa air. Untuk mengetahui hasil pengujian yang maksimal pada proses trial transmisi dan kinerja pompa, yaitu menggunakan media alat bantu motor dinamo berkapasitas 1400 Rpm. Selain mudah untuk mengetahui hasil kinerja juga sangat membantu untuk mengetahui kekuatan beban transmisi dan pompa, karna jika hanya mengandalkan sumber daya angin dari putaran blade untuk mengetahui hasil yang stabil sangatlah sulit.

Check lish komponen Transmisi Roda Gigi Kincir Angin Penggerak Pompa : Tanggal pengujian : 11 Februari 2018

Waktu : Pukul 14.00 WIB sampai selesai

Tempat pengujian : Dusun Kisik Rt. 03 Rw 11 Desa Gempol

Tabel 4.4 Check lish komponen transmisi roda gigi.

Fungsi Tidak

1 Rangka Mesin √

2 Bearing √

3 Poros Penggerak √

4 Bevel Gear √

5 Spur Gear √

6 Penguat √

7 V-Belt √

8 Motor √

No Nama Part Oprasional

Keterangan :

√ : Komponen berfungsi dengan baik X : Komponen tidak berfungsi

Berdasarkan hasil check list komponen diatas, menunjukan bahwa seluruh part komponen dapat berfungsi dengan baik.

4.7.2 Uji Perfomen

Adapun data yang diperlukan mengenai Transmisi Kincir Angin (VAWT), untuk menggerakkan pompa air dengan bantuan motor sebagai media penggerak transmisi roda gigi bertujuan untuk mengetahui perfomen dari masing-masing part yang telah di rakit, dan mencapai Output RPM yang sesuai dengan kebutuhan pompa air.

Pengujian ini dilakukan untuk mendapatkan data putaran ( N2 ), dari daya Turbine ( N1 ) dan perhitungan kecepatan putaran (GR). Dari penelitian yang dilakukan yakni pengujian terhadap transmisi roda gigi dengan memvariasikan beberapa pengujian dengan kecepatan input yang sesuai dengan data perhitungan mulai dari yang terendah hingga tertinggi, maka di tunjukan seperti pada Tabel 4.5 berikut :

Tabel 4.5 Data pengujian dengan hasil perhitungan

Pengujian Input RPM (x) Output RPM (y)

1 10 100

2 15 150

3 30 300

4 60 600

Dari hasil Tabel 4.5 menunjukan bahwa daya sangat tergantung pada besarnya torsi dan kecepatan RPM. Besaran torsi berbanding terbalik dengan putaran motor, hubungan antara Input RPM dan Output RPM untuk semua putaran berdasarkan perhitungan pada masing-masing tabel RPM, sebagaimana terlihat pada gambar 4.7 grafik pengujian berdasrkan perhitungan berikut :

Gambar 4.7 Grafik pengujian berdasarkan hasil perhitungan

Pada grafik 4.7 terlihat bahwa daya terbesar untuk input RPM berdasarkan hasil perhitungan adalah 60 RPM yaitu dengan hasil output sebesar 600 RPM dan daya terendah pada putaran 10 RPM yakni dengan hasil sebesar 100 RPM.

100 150

300

600

0 100 200 300 400 500 600 700

0 10 20 30 40 50 60 70

( y )

( x ) Hasil Perhitungan

57 Tabel 4.6 Data pengujian dengan hasil aktual

Pengujian Input RPM (x) Output RPM (y)

1 12 120

2 18 180

3 35 350

4 72 720

Dari hasil Tabel 4.6 menunjukan bahwa daya sangat tergantung pada besarnya torsi dan kecepatan RPM. Besaran torsi berbanding terbalik dengan putaran motor. Hubungan antara Input RPM dan Output RPM untuk semua putaran berdasarkan hasil aktual pada masing-masing RPM, perolehan data ini berdasarkan teori yang dilakukan dilapangan, dari hasil tersebut menunjukan bahwa pada proses pengujian secara aktual mendapatkan data input lebih tinggi dari hasil perhitungan, oleh sebab itu pada tahap pengujian secara aktual ini masih belum menggunakan beban (air). Sebagaimana ditunjukan pada gambar 4.8 grafik hasil pengujian aktual berikut :

Gambar 4.8 Grafik pengujian berdasarkan hasil aktual

120 180

350

720

0 100 200 300 400 500 600 700 800

0 10 20 30 40 50 60 70 80

( y )

( x ) Hasil Aktual

Pada grafik 4.8 terlihat bahwa daya terbesar untuk input RPM berdasarkan hasil aktual adalah 72 RPM yaitu dengan hasil output sebesar 720 RPM dan daya terendah pada putaran 12 RPM yakni dengan hasil sebesar 120 RPM.

Tabel 4.7 Data hasil pengujian dengan beban (air)

Pengujian Input RPM (x) Output RPM (y)

1 8 80

2 12 120

3 25 250

4 45 450

Dari hasil Tabel 4.7 menunjukan bahwa daya sangat tergantung pada besarnya torsi dan kecepatan RPM. Besaran torsi berbanding terbalik dengan putaran motor, dimana debit air sangat berpengaruh terhadap torsi dan putaran, semakin besar debit yang diberikan akan menaikan daya suatu motor. Hubungan antara Input RPM dan Output RPM untuk semua putaran berdasarkan hasil pengujian dengan menggunakan beban (air) pada masing-masing RPM, sebagaimana terlihat pada gambar 4.9 grafik hasil pengujian dengan beban (air) berikut :

Gambar 4.9 Grafik pengujian dengan menggunakan beban (Air)

80 120

250

450

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

0 10 20 30 40 50

( y )

( x ) Hasil Beban (Air)

Pada grafik 4.9 terlihat bahwa daya terbesar untuk input RPM berdasarkan hasil dengan beban adalah 45 RPM yaitu dengan hasil output sebesar 450 RPM dan daya terendah pada putaran 8 RPM yakni dengan hasil sebesar 80 RPM.

Daya dipengaruhi oleh gaya (F) dan putaran (N1), sehingga pada putaran dengan nilai besar yang menghasilkan gaya besar menghasilkan daya output RPM yang besar pula, sebaliknya daya yang kecil disebabkan adanya putaran dan gaya yang dihasilkan sangat kecil. Putaran pada input RPM sangat tergantung dari torsi turbine (N1) yang menerpa pada blade kincir angin. Massa aliran kecepatan angin dipengaruhi oleh luasan sudu pada blade. Luasan blade tergantung jumlah blade yang berada pada aliran fluida, namun dengan jumlah sudu blade yang banyak akan mempengaruhi hasil massa kecepatan angin yang menumbuk pada sudu turbine, karena sebagian sudu dihalangi oleh sudu yang lain.

4.8 Evaluasi

Tabel 4.8 Hasil data input RPM pada transmisi roda gigi Pengujian Perhitungan Aktual Beban (Air)

1 10 12 8

2 15 18 12

3 30 35 25

4 60 72 45

Dari hasil Tabel 4.8 maka diketahui bahwa daya dan efisiensi minimum input RPM berada pada putaran 8 RPM dengan hasil output sebesar 80 RPM. Hubungan antara input RPM ditunjukan pada gambar 4.10 grafik pengujian hasil input RPM berikut :

Gambar 4.10 Grafik pengujian berdasarkan hasil input RPM

Pada gambar 4.10 efisiensi input RPM terendah adalah 8 RPM yaitu dengan hasil output RPM sebesar 80 RPM. Dengan demikian pada pembahasan kali ini dijelaskan bahwa dengan input RPM yang paling terendah bisa menghasilkan daya output RPM yang diinginkan sesuai dengan kebutuhan kinerja pompa.

Tabel 4.9 Hasil data output RPM pada transmisi roda gigi Pengujian Perhitungan Aktual Beban (Air)

1 100 120 80

2 150 180 120

3 300 350 250

4 600 720 450

Dari hasil Tabel 4.9 maka diketahui bahwa daya dan efisiensi maksimum input RPM berada pada putaran 72 RPM dengan hasil output sebesar 720 RPM.

Hubungan antara output RPM ditunjukan pada gambar 4.15 grafik pengujian hasil output RPM berikut :

10 15

12 18

8 12

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 10 20 30 40 50 60 70

( x )

( x ) Grafik Input RPM

Perhitungan Aktual Beban

Dalam dokumen PERENCANAAN TRANSMISI RODA GIGI PENGGERAK POMPA DENGAN VERTICAL AXIS WIN TURBINE (Halaman 46-49)