BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Elemen Mesin 2.1.1 Motor Listrik Mesin–mesin yang dinamakan motor listrik dirncang untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanis, untuk menggerakkan berbagai peralatan, mesin–mesin dalam industri, pengangkutan dan lainlain. Pada dasarnya motor listrik digunakan untuk menggerakkan elemen mesin, seperti pulley, poros, dan sudu lempar. Menurut Sumanto (1993), sebagai alat penggerak, motor listrik lebih unggul dibandingkan alat-alat penggerak jenis lain karena motor listrik dapat dikonstruksi kan sesuai dengan kebutuhan dan karakteristik penggerakan, antara lain : 1. Bisa dibuat dalam berbagai ukuran tenaga. 2. Mempunyai batas-batas kecepatan (speed range) yang luas. 3. Pelayangan operasi mudah dan pemeliharaanya sederhana. 4. Bisa dikendalikan secara manual atau otomatis. Menurut Sumanto (1993), ditinjau dari jumlah fase tegangan yang digunakan, dapat dikenal 2 jenis motor, yaitu :
6
2.1.2 Motor satu fase Disebut motor satu fase karena untuk menghasilkan tenaga mekanik, pada motor tersebut dimasukkan tegangan satu –‘ fase. Didalam praktek yang sering digunakan adalah motor satu fase dengan lilitan dua fase. Dikatakan demikian. karena didalam motor satu fase lilitan statornya terdiri dari dua jenis lilitan, yaitu lilitan pokok dan lilitan Bantu. Kedua jenis lilitan tersebut dimuat sedemikian rupa sehingga walaupun arus yang mengalir adalah arus/tegangan 1 fase tetapi akan mengakibatkan arus yang mengalir pada lilitan mempunyai perbedaan fase.
2.2 Motor Listrik Arus Bolak Balik Motor Listrik adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai tenaga penggerak. Penggunaan motor elektrik disesuaikan dengan kebutuhan daya mesin. Motor Listrik pada umumnya berbentuk silinder dan dibagian bawah terdapat dudukan yang berfungsi sebagai lubang baut supaya motor listrik dapat dirangkai dengan rangka mesin atau konstruksi mesin yang lain. Poros penggerak terdapat di salah satu ujung motor listrik dan tepat di tengah-tengahnya, seperti pada gambar 2.2 dibawah ini (Suherman, 1987).
7
Gambar 2.2 Motor Listrik
Jika n1 (rpm) adalah putaran dari poros motor listrik dan T (kg.mm) adalah torsi pada poros motor listrik, maka besarnya daya P (kW) yang diperlukan untuk menggerakkan sistem adalah:
( T / 1000 )( 2 n /60 ) 1 P 102 T P n 5 1 9 ,74 10
Dengan : P = Daya motor listrik (kW) T = Torsi (kg.mm).
8
2.3 Konstruksi Motor Induksi komutator dan sikat arang Konstruksi motor induksi secara detail terdiri atas dua bagian, yaitu: bagian stator dan bagian rotor (Gambar 2.3). Stator adalah bagian motor yang diam terdir dari : badan motor, inti stator, belitan stator, bearing, dan terminal box. Bagian rotor adalah bagian motor yang berputar, terdiri atas rotor sangkar, dan poros rotor. Konstruksi motor induksi tidak ada bagian rotor yang bersentuhan dengan bagian stator, karena dalam motor induksi tidak.
Gambar 2.3 Fisik motor induksi
9
Konstruksi motor induksi lebih sederhana dibandingkan dengan motor DC, dikarenakan tidak ada komutator dan tidak ada sikat arang Sehingga pemeliharaan motor induksi hanya bagian mekanik saja, dan konstruksinya yang sederhana motor induksi sangat handal dan jarang sekali rusak secara elektrik. Bagian motor induksi yang perlu dipelihara rutin adah pelumasan bearing, dan pemeriksaan kekencangan baut-baut kabel pada terminal box karena kendor atau bahkan lepas akibat pengaruh getaran secara terus - menerus. Rumus mengitung daya input motor induksi: P1 = 3 · U · cos ϕ (Watt) P1 : Daya input (Watt) U : Tegangan (Volt) I : Arus (Amper) cos ϕ : Faktor kerja
2.4 Poros Macam-macam poros Poros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran. Umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai , dengan demikian poros menerima beban puntir dan lentur. Putaran poros biasa ditumpu oleh satu atau lebih bantalan untuk
10
meredam gesekan yang ditimbulkan seperti yang ditunjukkan gambar 2.4 di bawah ini.
Gambar 2.4 Poros di tumpu oleh dua bantalan.
Ada beberapa macam jenis poros, di antaranya yaitu : 2.4.1 Poros Transmisi Poros ini berfungsi untuk mentransmisikan daya dan putaran. Hal ini menyebabkan poros mendapatkan momen bending/beban lentur dan momen torsion/beban puntir. Data yang ditranmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi, pulley maupun dengan sprocket.
11
2.4.2 Spindel Spindel berfungsi sebagai poros transmisi. Namun, beban yang diterima poros ini hanya beban punter dan ontoh dari poros ini adalah spindle
pada
mesin
perkakas, dimana ukurannya relative
pendek. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil, bentuk serta ukurannya harus teliti.
2.4.3 Gandar Poros ini berfungsi menyangga suatu mekanisme. Beban yang diterima poros ini adalah beban lentur, tidak terjadi putaran pada poros (Sularso dan Suga, 2004).
Poros
digunakan pada setiap mesin dan
peralatan mesin, poros dibebani dengan beban yang berubah yaitu komninasi dari lenturan dan puntiran disertai dengan berbagai tingkatan konsentrasi tegangan. Pemindahan tenaga dan pergerakan mesin dapat dibagi dua : 1. Pergerakan Langsung Dalam hal ini poros motor bergerak (motor listrik, mesin uap dan motor bakar) Dihubungkan langsung dengan poros perkakas atau mesin yang hendak digerakkan dengan kopling-kopling. 2. Pergerakan Tidak Langsung
12
Dalam hal ini poros motor penggerak tidak langsung berhubungan dengan perkakas atau mesin yang digerakkan, melainkan dengan menggunakan pulley dalam mentransmisikan tenaga. (Nababan, 2005).
2.4.4 Pulley Pulley sabuk dibuat dari dari besi cor atau dari baja. Pulley kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan alumunium. Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (diatas 35 m/det). Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putara transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SD
(penggerak) = SD (yang digerakkan). Dimana S adalah kecepatan putar pulley (rpm) dan D adalah diameter pulley (mm) Menurut Daryanto (1986), ada beberapa jenis tipe pulley yang digunakan sebagai sabuk penggerak, yaitu: 2.4.5 Pulley datar Pulley ini kebanyakan dibuat dari besi tuang dan juga dari baja dalam bentuk yang bervariasi.
13
2.4.6 Pulley mahkota Pulley ini lebih efektif dari pulley datar karena sabuknya sedikit menyudut sehingga untuk slip sukar, dan derajat ketirusannya bermacam-macam menurut kegunaanya. 2.4.7 Pulley tipe lain Pulley ini harus mempunyai kisar celah yang sama dengan kisar urat pada sabuk penggeraknya. 2.5 Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara: 2.5.1 Horizontal Pemasangan pulley dapat dilakukan dengan cara mendatar dimana pasangan pulley terletak pada sumbu mendatar. 2.5.2 Vertikal Pemasangan pulley dilakukan secara tegak dimana letak pasangan pulley adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian sabuk yang kendur sehingga akan menimbulkan getaran pada mekanisme serta penurunan umur sabuk.
2.6 Sabuk V Penggerak berbentuk sabuk bekerja atas dasar gesekan tenaga yang disalurkan dari mesin penggerak dengan cara persinggingan sabuk yang menghubungkan antar pulley penggerak dengan pulley yang akan
14
digerakkan. Sebaliknya sabuk mempunyai sifat lekat tetapi tidak lengket pada pulley dan salah satu pulley itu harus dapat diatur (Pratomo dan Irwanto, 1983). Syarat yang harus dipenuhi untuk bahan sabuk adalah kekuatan dan kelembutan yang berguna untuk bertahan terhadap kelengkungan yang berulang kali disekeliling pulley. Selanjutnya yang penting ialah koefisien gesek antara sabuk dan pulley, massa setiap satuan panjang dan ketahanan terhadap pengaruh luar seperti uap lembab, kalor, debu, dan sebagainya.
2.7 Bantalan Bantalan adalah tempat poros bertumpu. Bantalan ini dapat dipasang didalam mesin, dimana poros bertumpu pada bagian yang terpisah. Bantalan dipasang pada bagian mesin yang dinamakan blok bantalan. Dalam bantalan biasanya terjadi gaya reaksi. Apabila gaya reaksi ini jauh lebih banyak mengarah tegak pada garis sumbu poros, bantalan dinamakan bantalan radial, kalau gaya reaksi itu jauh lebih banyak mengarah sepanjang garis sumbu, namanya adalah bantalan aksial (Daryanto, 1993). Bantalan adalah elemen mesin yang mempunyai poros berbeban sehingga gerakan bolak-balik dapat berlangsung dengan halus, aman dan tahan lama. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros dan elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau
15
tidak dapat bekerja semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung Bantalan dalam peralatan usaha tani diperlukan untuk menahan berbagai suku pemindah daya tetap ditempatnya. Bantalan yang tepat untuk digunakan ditentukan oleh besarnya keausan, kecepatan putar poros, beban yang harus didukung, dan besarnya daya dorong akhir Menurut Daryanto (1993) pada prinsipnya berbagai macam bantalan dapat digolongkan menjadi: 1. Bantalan luncur 2. Bantalan gelinding (bantalan pelana dan rol) 3. Bantalan dengan beban radial 4. Bantalan dengan beban aksial 5. Bantalan dengan beban campuran (radial-aksial).
Gambar 2.7 Komponen bantalan gelinding Rumus perhitungan Rumus perhitungan bantalan gelinding antara lain mengenai: 1)
Beban ekuivalen dinamis
16
P = x.v. Fr + Fa.Y Dengan : x = 0,56 v=1 y = 1,45 Fr = beban radial Fa = beban aksial 1/3
2)
,3 33 Faktor kecepatan fn n
3)
C Faktor umur fh fn P
4)
3 Umur bantalan LK = 500 fh
2.8 Mesin pengaduk dodol Mesin ini berfungsi untuk mengaduk dodol disertai dengan pemanasan untuk proses pemasakannya. Mesin ini mempunyai tipe XT 4h, dengan dimensi (PxLxT) 900x500x1250 mm, terbuat dari bahan rangka plat baja. Penggerak Elektro Motor yang digunakan mempunyai tenaga 1/2 Hp, dengan konsumsi listrik 220 V, dengan jenis motor satu fase. Menggunakan pemanas berupa LPG atau kompor minyak dengan kemampuan mengolah 5 kg/batch. (Gama Mesin Mandiri, 2007) Permasalah dari teknologi pengolahan dodol adalah sistem distribusi
17
panas selama pengadukan. Melalui pengembangan alat pengaduk dodol sistim double jacket sistem memanfaatkan fluida berupa oli dan pengaduk kombinasi atau combination paddle, telah banyak memberikan dampak positif terhadap kegiatan produksi dodol buah. Tinjauan aspek ekonomis adalah biaya operasional cukup rendah, sedangkan tinjauan produk adalah kualitas dodol yang seragam dan kompak. Spesifikasi mesin pengaduk dodol (Double Jacket) adalah. Bahan frame pipa besi kotak 4x4 cm. Tabung / silinder terbuat dari stainless steel 304 dengan dimensi (pxlxt) cm : 70 x 60 x 85 cm (menyesuaikan). Daya listrik maksimal : 500 W / 220 AV. Kapasitas pengolahan 10 kg / proses. Bahan bakar panas yang digunakan adalah burner LPG Transmisi rpm : Gear box, pulley, V belt, 20-40 rpm.
18
2.8.1 Desain alat
Gambar 2.8 mesin adonan yang sudah jadi
2.8.2 Analisa Produk Pada analisa produk ini penulis melaksanakan suatu analisa dengan cara memecah produk akhir/produk jadi, menjadi komponenkomponen pembentuk produk tersebut secara detail. Sebagai dasar untuk mengambil keputusan apakah untuk suatu komponen tertentu sebaiknya dibuatkan sendiri atau membeli.
19
2.8.3 Analisa proses Pada analisa proses ini akan dibahas mengenai aliran bahan baku menuju ke pengerjaan permesinan sesuai dengan urutan proses yang diperlukan dalam berbagai bentuk seperti production ranting, operation list atau process chart.
2.8.4 Proses produksi 1. Bahan Baku 2. Proses Marking 3. Proses marking dilakukan dengan pembuatan garis tipis pada logam dan dalam beberapa hal yang diperlukan persiapan sehingga hasil goresa terlihat jelas. 3. Proses Pemotongan dengan menggergaji (saw) baik dengan gergaji tangan gergaji mesin maupun proses pemotongan dengan juga dan mengerinda. 4. Proses Pemesinan Jenis proses Mesin perkakas yang digunakan:
bubut (Turning)
Menggurdi (Drilling)
Menggerinda (Grinding)
Mencetak tekan (Bending)
MengerMemol (Rolling) 1. Mesin bubut
20
Mesin gurdi
Mesin gerinda
Mesin cetak tekan
Mesin rol
5. Proses Perakitan Perakitan adalah merupakaan penyatuan bagian - bagian pokok dari Komponen-komponen mesin dengan cara pengelasan maupun dengan menggunakan pasangan mur dan baut. 6. Proses Pengecatan Pengecatan (painting) bertujuan untuk memperindah suatu produk dan untuk melindungi logam dari lingkungan yang dapat menyebabkan korosi.
2.8.5 Analisa struktur Analisis struktur merupakan ilmu untuk menentukan efek dari beban pada struktur
fisik
dan
komponennya. Adapun cara – cara
pemakaiannya meliputi analisis bangunan, jembatan, perkakas,mesin, tanah, dll. Analisis struktur menggabungkan bidang mekanika teknik, teknik material dan matematika teknik untuk menghitung deformasi struktur, kekuatan internal, tekanan, reaksi tumpuan, percepatan, dan stabilitas. Hasil analisis tersebut digunakan untuk memverifikasi kekuatan struktur yang akan maupun telah dibangun. Dengan demikian analisis struktur
21
merupakan bagian penting dari desain rekayasa strukturn Sejarah analisis struktur lahir dari ilmu mekanika yang merupakan cabang dari fisika. Tulisan tertua yang berisi ilmu ini dibuat oleh Archimedes (287-212 SM) yang membahas prinsip pengungkit dan prinsip kemampuan mengapung. Kemajuan yang besar diawali oleh hukum kombinasi vektor gaya oleh Stevinus (1548-1620), yang juga merumuskan sebagian besar dari prinsipprinsip statika. Penyelidikan tentang lentur pertama kali dilakukan Galileo Galilei (15641642) namun baru dipecahkan dengan baik oelh Auguste Coloumb (17361806). Robert Hooke (1635 - 1703) menemukan kelakuan material yang dikenal dengan hukum Hooke sebagai dasar dari ilmu elastisitas. Metode kerja maya dikembangkan awalnya oleh Leibnitz untuk menyelesaikan masalah mekanika biasa. Selanjutnya pendekatan ini benar-benar sangat berguna dan penggunaannya diperluas dalam berbagai kasus. Berbeda dengan ilmuwan lain yang menekankan persamaan analitik, Christian Otto Mohr (1835–1918) mengembangkan metode grafis yang antara lain lingkaran Mohr (untuk menentukan tegangan), dan diagram Williot-Mohr (untuk menentukan perpindahan truss). Tokoh lain yang terlibat dalam perkembangan ilmu analisis struktur awal diantaranya, Marotte, D'Alembert, Euler (teori balok dan tekuk), Navier, Bernoulli,
22
(teori balok), Maxwell(Prinsip Maxwell), Betti (hukum Betti), St. Venant (torsi), Rayleigh, dan Castigliano (teori defleksi). Teori balok Euler-Bernoulli dibuktikan kebenarannya dengan diselesaikannya pembangunan Menara Eiffel di Paris. Sebelumnya teori itu hanya dibahas oleh para ilmuwan semata.Di abad modern, perkembangan besar ilmu bahan dilakukan oleh ilmuwan Rusia-AS Stephen P. Timoshenko. Maha karyanya Strenght of Materialmerupakan buku wajib mahasiswa teknik sipil hampir diseluruh dunia. Penemuan penting lain adalah metode distribusi momen oleh Hardy Cross pada tahun 1930 dalam tulisannya di jurnal ASCE. Kontribusi lain Cross adalah metode analogi kolom. Namun metode klasik yang mulai digantikan seiring dengan berkembangnya kemampuan dan kecepatan komputer. Maka dari itu penggunaan metode elemen hingga semakin meluas oleh insinyur struktur. Analisis yang sebelumnya memakan banyak kertas dengan ketelitian semakin berkurang dengan banyaknya variabel berhasil diatasi. Metode ini pertama kali dipakai dalam menganalisis gedung Opera Sydney oleh firma konsultan kenamaan Ove Arup. Bisa dikatakan metode elemen hingga merupakan penemuan terpenting dalam bidang analisis struktur.
23
2.9 Metode Analisa Data 2.9.1 Analisa Regresi Sederhana Untuk mengetahui pengaruh variabel x (diferensiasi produk) dengan variabel y (kepuasan pelanggan), maka penulis menggunakan Analisa Regresi sederhana dengan formula sebagai berikut (Supranto, 1996 : 50 – 51). Y = a + bX Dimana Y
= Kepuasan pelanggan
X = Diferensiasi produk A = Konstanta B = Koefisien regresi Besarnya a dan b dapat dihitung dengan rumus :
Y X X XY n. X X 2
a =
b =
2
2
n X.Y X Y
n X X 2
2
2.9.2 Analisa Koefisien Korelasi Untuk mengetahui seberapa kuat hubungan antara variabelvariabel tersebut, maka digunakan metode analisa korelasi (r) yang rumusnya adalah sebagai berikut (Supranto, 1996 ; 96 – 98)
24
r =
a
n. XY X Y
n. X 2 X
2
n. Y 2 Y
2
Bila r = 0 atau mendekati 0, maka hubungan antara kedua variabel sangat lemah atau tidak terdapat hubungan sama sekali.
b Bila r = 1 atau mendekati 1, maka hubungan antara keduanya sempurna positif atau terdapat hubungan yang sangat kuat. c Bila r
= -1 atau mendekati -1, maka hubungan antara keduanya
sempurna negatif atau terdapat hubungan yang sangat kuat negatif. Koefisien terminasi (r)2 merupakan suatu ukuran yang menunjukan besarnya sumbangan dari variabel yang mempunyai linier terhadap variasi naik
turunnya y. Koefisien determinasi terletak pada 0-1
dimana r2 tidak boleh negatif.
2.9.3 Pengujian Hipotesa Pengujian hipotesa dengan uji t adalah sebagai berikut (Dajan A, 1996 ; 321 – 323) : Thitung
=
b. 0 sb
Keterangan : b : Koefisien regresi sederhana sb : Standar error of the regression coefficient Untuk mendapatkan standar error dari b digunakan rumus berikut (Dajan, 1996 ; 325) :
25
SY.X =
Y
2
a Y b XY n2
Selanjutnya dengan kebebasan yang digunakan adalah n-2 dengan menggunakan tingkat signifikan yang dipilih = 0,05 atau 5 %.Dima thitung ≤ tabel ( n-k) maka Ho diterima thitung> tabel ( : n-k) maka Ho ditolak. Ho= 0 diferensiasi produk tidak berpengaruh terhadap kepuasan pelanggan. H1>0 diferensiasi produk berpengaruh terhadap kepuasan pelanggan.
26
