Menyatakan bahwa skripsi yang berjudul “Perencanaan Transmisi Roda Gigi Penggerak Turbin Poros Vertikal (VAWT) bukan merupakan tesis atau karya ilmiah orang lain, baik secara keseluruhan, kecuali berupa kutipan yang mencantumkan sumbernya. Dari rumusan masalah tersebut ditentukan bagaimana merencanakan perpindahan gigi yang sesuai untuk menyalurkan daya dari turbin angin sumbu vertikal (VAWT) sebagai alat penggerak pompa. tenaga sebagai alat penggerak pompa.
Penelitian ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan mencoba menyediakan bahan pembuatan transmisi roda gigi dengan tenaga angin untuk menggerakkan pompa.
PENDAHULUAN
Rumusan Masalah
Batasan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan Laporan
TINJAUAN PUSTAKA
- Hal-hal Penting Dalam Perencanaan Poros
- Poros Dengan Beban Puntir
- Kekuatan Poros Turbin
- Klasifikasi Roda Gigi
- Pelumasan Pada Transmisi Roda Gigi
- Fungsi Minyak Pelumas
- Hal-hal Terpenting Dalam Memilih Pelumas
- Design For Assembly (DFA)
- Memperkirakan Biaya Perakitan
- Metode Boothroyd-Bewhurst
- Prosedur Untuk Analisis Yang Dirakit Secara Manual
Roda gigi diklasifikasikan seperti pada Tabel 2.6 menurut posisi sumbu rotasi dan bentuk jalur gigi. Roda gigi spiral bevel (g), karena memiliki rasio kontak yang lebih besar, dapat membawa putaran yang tinggi dan beban yang berat. Pada kelompok roda gigi yang porosnya bersilangan, terdapat roda gigi bevel melintang (i), roda gigi cacing (j dan k), roda gigi hipoid (i), dan seterusnya.
Roda gigi lurus, (a) Roda gigi bevel, (b) Roda gigi bevel ganda, (c). Klasifikasi berdasarkan bentuk alur gigi).
METODOLOGI PENELITIAN
- Prosedur Penelitian
- Waktu dan Tempat Penelitian
- Tahapan Penelitian
- Diskribsi Penelitian
- Peralatan dan Bahan Penelitian
- Lengan Poros Bahan S45C
- Roda Gigi
- Besi Siku
- Bearing ASB
- Anemometer
Rancangan dan perancangan perangkat transmisi gigi yang akan dibuat ditunjukkan pada Gambar 4.1 dibawah ini. Analisis perawatan dan penyisipan akan dilakukan pada berbagai komponen subassembly transmisi roda gigi kincir angin. Angin (VAWT) menggunakan gambar berbantuan perangkat lunak dan proses analisis Design For Majelis (DFA), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.2, untuk mengekspor komponen transmisi roda gigi berikut.
Hasil analisis DFA menunjukkan waktu pemasangan transmisi gigi adalah 43,1 menit, dengan efisiensi waktu pemasangan sebesar 0,6 atau (90). Perancangan poros pada transmisi roda gigi memindahkan tenaga dari motor listrik sebesar 0,5 HP dan menerima beban dari van belt. Desain rangka transmisi gigi ini menggunakan material besi siku berukuran 50 x 50 mm.
Proses perakitan merupakan proses penggabungan komponen-komponen pada roda gigi transmisi menjadi satu, sehingga menjadi suatu alat yang siap digunakan sesuai peruntukannya. Pengujian gearbox penggerak kincir angin untuk menggerakkan pompa dengan cara mentransfer daya dari sudu sebagai media penggerak pompa air. Efisiensi sistem pemasangan turbin bergantung pada gaya dan efisiensi serta rasio roda gigi untuk mencapai hasil rpm yang sesuai dengan kebutuhan pompa.
Proses penjadwalan transmisi geared (VAWT) sesuai kebutuhan dengan pengaturan produksi yang baik dan benar akan menghasilkan daya yang sesuai dengan kebutuhan pompa. Pada putaran awal dibutuhkan kopling sebagai alat untuk meringankan beban pada gigi transmisi.
PEMBAHASAN DAN HASIL
Pemilihan Konsep
Dalam merencanakan perancangan Windmill Gear Transmision (VAWT), pemilihan konsep merupakan hal yang paling penting, karena mengetahui performa yang tepat untuk kebutuhan buritan agar tidak terjadi kelebihan tenaga maupun kekurangan torsi pada transmisi. Tabel 4.1 menunjukkan bahwa pemilihan konsep A digunakan pada proses pembuatan rangka dan transmisi gigi. Hal-hal yang berkaitan dengan pemilihan konsep adalah sebagai berikut: Tabel 4.1 Pemilihan konsep dan materi. Selain lebih murah dibandingkan VCN atau VCL, material S 45 C posos mempunyai kandungan karbon yang lebih tinggi dibandingkan VCN dan VCL, juga kuat dan rapuh.
Dalam memilih desain bearing gunakanlah tipe UCF, karena dari segi tumpuan dan kekuatan rpm tinggi, UCF lebih kuat dan stabil dibandingkan tipe SPFL. Untuk bantalan poros horizontal gunakan bantalan jenis UCP karena selain lebih praktis, bantalan UCP memiliki daya tumpu yang lebih panjang dibandingkan UCPA. Dalam proses desainnya digunakan baut tipe Hex seperti pada Concept-A, selain mudah didapat di pasaran.
Berdasarkan kriteria yang telah ditetapkan, kedua konsep tersebut dibandingkan berdasarkan kemudahan desain dan harga bahan yang digunakan, sehingga pemilihan konsep yang paling sesuai dan memenuhi kriteria dapat dilanjutkan ke tahap desain. Berdasarkan pemilihan konsep pada Tabel 4.1, ditentukan proses perencanaan transmisi gigi dengan menggunakan Konsep A. Selain proses desainnya sederhana, komponen material secara umum juga sangat mudah didapat.
Analisa DFA
- Analisa Komponen Rancang Bangun Transmisi Roda Gigi
- Analisa Handling Menggunakan Design For Assembly (DFA)
2 mm, ukuran > 15 mm, mudah dioperasikan dengan satu tangan tanpa alat.
Hasil Perhitungan DFA Pada Transmisi Roda Gigi
Number of times the operation is performed consecutivelyManual processing code Manual processing time per part Manual insertion code Manual insertion time per part Operation time, second Operation cost (Rp) x (8) Figures for estimation 0f Theoretical minimum part.
Perancangan Komponen
- Perhitungan Daya Turbin
- Tip Speed Ratio (TRS)
- Perancangan Poros
- Bearing (Bantalan)
- Perhitungan Perbandingan Dua Roda Gigi
- Perancangan Rangka
- Analisa Kekuatan Rangka Dengan Menggunakan Software
Berdasarkan data diatas akan dilakukan perhitungan parameter-parameter penting dalam menentukan kapasitas kincir angin, dan pada contoh perhitungan berikut ini kita akan mencari besarnya torsi (T) yang dihasilkan kincir angin. Untuk menghitung torsi pada poros transmisi yang dihasilkan dari putaran mesin : Pd (daya desain mesin) = 0,4 Kw. Material poros yang digunakan untuk perancangan transmisi roda gigi adalah baja S45C dengan kuat tarik 58 kg/mm² (JIS G4501) kg.m/s2 dengan sf1 = 6.0 dan sf2 = 3.0.
Bearing atau biasa disebut bearing yang akan digunakan adalah tipe 6204 dengan spesifikasi :. c) kapasitas nominal dinamis spesifik = 1000 kg (co) kapasitas nominal statis = 635 kg Bearing pada mesin transmisi gigi diberikan putaran sebesar 1400 rpm, sehingga semakin besar putaran maka umur bearing akan semakin pendek. 1,0 jika bantalan cincin bagian dalam berputar = 1,2 jika bantalan cincin bagian luar berputar X = faktor beban radial. Dalam perencanaan rangka ini diharapkan rangka mampu menahan beban yang ada di atasnya yang terdiri dari beberapa komponen.
Pada tahap analisis kekuatan rangka transmisi, software Solidwork mempunyai peranan penting dalam menguji kekuatan material pada rangka transmisi gigi. Hasil tegangan-tegangan yang terjadi pada frame dari analisa software Solidwork ditunjukkan pada Gambar 4.4 sebagai berikut. Pada konstruksi rangka seperti diatas, bagian rangka meja ini yang melengkung berwarna merah dengan jarak 11,81mm pada batang penyangga.
Proses Pembuatan
- Alat Bantu Yang Digunakan
- Langkah Perakitan
Oleh karena itu, beban sebenarnya lebih kecil dibandingkan beban saat simulasi dengan aplikasi solidwork yaitu 960,8 N < 9800 N. Langkah perakitan yang benar dan benar akan mempermudah dan mempercepat proses perakitan serta menjamin keberhasilan yang diinginkan. ) adalah sebagai berikut : 1. Bagian-bagian perkakas antara lain poros, bantalan, roda gigi pacu, roda gigi payung, baut dan untuk alat uji putarannya menggunakan mesin alternator mesin Singer berkapasitas 1400 rpm, untuk menjamin kekuatan roda gigi dan kinerja pompa efisiensi kecepatan tinggi.
Pengujian
- Uji Fungsi
- Uji Perfomen
Berdasarkan hasil checklist komponen diatas terlihat seluruh komponen dapat berfungsi dengan baik. Data yang dibutuhkan sehubungan dengan turbin angin gearbox (VAWT) untuk menggerakkan pompa air dengan menggunakan mesin sebagai tenaga penggerak transmisi roda gigi adalah untuk mengetahui kinerja setiap bagian yang telah dirakit dan untuk mencapai keluaran putaran per menit dalam sesuai dengan kebutuhan pompa air. Dari penelitian yang dilakukan yaitu pengujian transmisi gigi dengan mengubah beberapa pengujian dengan input kecepatan sesuai data perhitungan, dimulai dari yang terendah hingga yang tertinggi, ditunjukkan seperti pada Tabel 4.5 dibawah ini.
Besarnya torsi berbanding terbalik dengan putaran motor, perbandingan antara RPM Input dan RPM Output untuk seluruh putaran didasarkan pada perhitungan pada setiap tabel RPM, seperti terlihat pada Gambar 4.7, grafik pengujian berdasarkan perhitungan berikut. Pada grafik 4.7 terlihat daya terbesar pada RPM masukan berdasarkan hasil perhitungan adalah 60 RPM yaitu dengan hasil keluaran sebesar 600 RPM dan daya terendah terdapat pada 10 RPM yaitu dengan hasil 100 RPM. Hubungan antara RPM Input dan RPM Output untuk semua putaran didasarkan pada hasil aktual pada setiap RPM, perolehan data ini berdasarkan teori yang dilakukan di lapangan, hasil tersebut menunjukkan bahwa pada proses pengujian sebenarnya, data masukan adalah lebih tinggi dari hasil perhitungan, sehingga pada tahap pengujian sebenarnya ini kami masih tidak menggunakan beban (air).
Pada grafik 4.8 terlihat bahwa daya tertinggi per RPM masukan berdasarkan hasil aktual adalah 72 RPM yang menghasilkan hasil keluaran sebesar 720 RPM, dan daya terendah terdapat pada 12 RPM yang setara dengan hasil 120 RPM. Hubungan antara RPM input dan RPM output untuk semua putaran didasarkan pada hasil pengujian menggunakan beban (air) pada setiap RPM, seperti terlihat pada Gambar 4.9 berikut grafik hasil pengujian menggunakan beban (air). Pada grafik 4.9 terlihat daya tertinggi per RPM masukan berdasarkan hasil beban adalah 45 RPM dengan hasil keluaran 450 RPM, dan daya terendah pada 8 RPM dengan hasil 80 RPM.
Daya dipengaruhi oleh gaya (F) dan putaran (N1), sehingga putaran dengan nilai besar yang menghasilkan gaya besar menghasilkan efek rotasi yang besar, sebaliknya efek yang kecil disebabkan oleh putaran, dan gaya yang dihasilkan adalah sangat kecil . Putaran pada input RPM sangat bergantung pada torsi turbin (N1) yang mengenai sudu turbin angin.
Evaluasi
Luas sudu tergantung dari jumlah sudu pada aliran fluida, namun banyaknya sudu akan mempengaruhi massa kecepatan angin yang mengenai sudu turbin angin karena sebagian sudu terhalang oleh sudu yang lain. Pada Gambar 4.10 efisiensi input RPM terendah adalah 8 RPM yaitu dengan output RPM sebesar 80 RPM. Pada pembahasan kali ini dijelaskan bahwa input RPM terendah dapat menghasilkan output RPM yang diinginkan sesuai kebutuhan kinerja pompa.
Dari hasil Tabel 4.9 diketahui daya masukan maksimum dan efisiensi rpm berada pada 72 rpm dengan frekuensi keluaran 720 rpm. Pada Gambar 4.11, efisiensi rpm input maksimum adalah 72 rpm, dengan rpm output 720 rpm. Hasil di atas menunjukkan bahwa jika rpm input maksimum tercapai, maka rpm output akan semakin tinggi.
Daya masukan RPM sangat mempengaruhi kinerja transmisi gigi untuk menghasilkan keluaran RPM yang sesuai dengan kebutuhan pompa, oleh karena itu peran transmisi yang paling penting adalah sebagai media penggerak dengan daya RPM serendah mungkin untuk menghasilkan daya semaksimal mungkin untuk kebutuhan selanjutnya. Dari hasil penelitian dan kesimpulan yang diperoleh, ada beberapa hal yang dapat disarankan sebagai saran, antara lain: Transmisi gigi ini perlu dikembangkan lebih lanjut dengan mempertimbangkan kelebihan yang diperoleh, namun dalam penelitian dan pengembangan perlu memperhatikan fenomena kecepatan angin rata-rata, karena hal ini sangat mempengaruhi keluaran tenaga dari gigi transmisi.
KESIMPULAN DAN SARAN
Saran
