BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gambaran Umum Mesin pemarut adalah suatu alat yang digunakan untuk membantu atau serta mempermudah pekerjaan manusia dalam hal pemarutan. Sumber tenaga utama mesin pemarut adalah tenaga motor, dimana tenaga motor digunakan untuk menggerakkan atau memutar alat parut melalui perantaraan sabuk. Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai mesin pemarut kelapa, mesin pemarut ini biasanya sering kita jumpai di warung-warung, pasar-pasar, dan di rumah makan. Mesin pemarut ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Gambar 2.1 Alat Pemarut

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.2 Tempat Penampungan Hasil Parutan

Gambar 2.3 Motor Pemarut


Mesin pemarut ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut : Listrik

: 120 watt, 220 volt

Putaran motor

: 2280 rpm

Mesin pemarut ini bekerja secara kontiniu tanpa batas waktu. Cara kerja mesin pemarut ini yaitu motor penggerak dihidupkan maka pemarut berputar sesuai dengan kecepatan putarannya, lalu melakukan pemarutan pada kelapa dengan menempelkan buah kelapa yang akan diparut pada alat pemarut maka buah kelapa akan terparut. Dalam hal pemarutan dilakukan oleh orang yang berpengalaman karena bisa berbahaya apabila dilakukan orang yang belum berpengalaman. Hasil yang diperoleh didalam pemarutan tidak begitu memuaskan, karena tidak semua bisa diparut dan batoknya bisa juga kena parut sehingga kelapa dan batoknya bisa bercampur karena sama-sama kena parut. Sehingga dalam kesempatan ini penulis ingin membuat alat pemarut lain yang lebih efisien dan mudah digunakan, dimana konstruksi mesin/alat ini cukup sederhana dan memiliki keunggulan dari hasil yang diciptakannya bila dibandingkan dengan alat pemarut manual dan yang sebelumnya telah dibuat, karena dapat melakukan pekerjaan dalam jumlah yang banyak serta hasil yang diciptakannya lebih bagus dan cepat.

2.2. Prinsip Kerja Seperti yang telah diterangkan di atas bahwa mesin pemarut adalah suatu alat yang digunakan untuk membantu manusia di dalam melakukan pekerjaannya. Sumber tenaga utama dari sistem pemarutan adalah tenaga motor, dimana putaran dari elektromotor diteruskan melalui puli yang akan memutar poros pemarut sehingga poros pemarut akan memarut bahan yang telah dimasukkan pada tempat pemarutan. Hasil parutan akan keluar pada corong penampung pada bagian bawah.


2.3. Bagian-bagian Utama Mesin Adapun bagian-bagian utama dari mesin pemarut ini adalah : 1. Motor Listrik Motor listrik merupakan sumber tenaga penggerak awal dari perancangan pada mesin ini. Pada dasarnya mesin mesin pemarut ini dipergunakan untuk rumah tangga dan pasar-pasar tradisional karena disamping efisien juga aman bagi pemakai. 2. Hopper Hopper adalah bagian yang digunakan untuk memasukkan bahan yang akan di parut dan sekaligus sebagai wadah parutan. Bagian ini langsung berhubungan dengan alat parut. 3. Pemarut Pemarut ini terbuat dari kayu yang berbentuk silinder kemudian ditambahkan berupa kawat-kawat atau paku-paku yang disusun sedemikian rupa sehingga dapat memarut bahan karena gesekan antara bahan tersebut dengan kawat/paku. 4. Saluran Keluar Hasil Parut Bagian ini merupakan tempat menyalurkan hasil parutan, dimana bagian ini diharapkan mampu dengan mudah menurunkan hasil parutan. Yang utama dari pembuatan bagian ini adalah bahannya licin sehingga bahan hasil parutan dapat dengan mudah meluncur turun, dan tahan terhadap korosi. Dalam pembuatan saluran keluaran hasil parut ini sebaiknya menggunakan bahan stainless steel. 5. Rangka Mesin Rangka mesin merupakan bagian yang berfungsi untuk menopang seluruh komponen-komponen utama dari mesin pemarut. Jadi diharapkan rangka mesin ini mampu menahan kaseluruhan beban dan juga harus kokoh.


2.4. Sistem transmisi sabuk dan puli Sebagian

besar

transmisi

sabuk

menggunakan

sabuk-V

karena

mudah

penggunaannya dan harganya murah, tetapi sabuk ini sering terjadi slip sehingga tidak dapat meneruskan putaran dengan perbandingan yang tepat. Sabuk terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam gambar 2.1 diberikan berbagai proposi penampang sabuk-V yang umum dipakai.

Gambar 2.4 Ukuran penempang sabuk-V Jika putaran puli penggerak dan yang digerakan berturut-turut adalah n 1 (rpm) dan n 2 (rpm), dan diameter nominal masing-masing adalah d 1 (mm) dan D 2 (mm). Karena sabuk-V biasanya dipakai untuk menurunkan putaran, maka perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi i (i > 1), dimana : n1 D2 = n2 d1 Kecepatan linier (v) sabuk-V (m/s) adalah : v=

πdn 60 × 1000

Jarak suatu poros rencana (C)adalah 1,5 sampai 2 kali diameter puli besar.


m m

n2

n1 r1

R2

Penggerak

C

Yang Digerakan

Gambar 2.5 Panjang keliling sabuk Panjang sabuk rencana (L) adalah : L = 2C +

π 2

( d 1 + D2 ) +

1 ( D2 − d1 ) 2 (Sularso;Elemen Mesin; Hal 170) 4C

Dalam perdagangan terdapat bermacam-macam ukuran sabuk. Namun mendapatkan ukuran sabuk yang panjangnya sama dengan hasil perhitungan umumnya sukar. Didalam perdagangan nomor nominal sabuk-V dinyatakan dalam panjang kelilingnya dalam inchi.


Tabel 2.1 menunjukan nomor-nomor nominal dari sabuk standart utama. Tabel. 2.1 Panjang sabuk-V standart. Nomor nominal

Nomor nominal

(Inchi)

(Inchi)

(mm)

(mm)

Nomor nominal (Inchi)

(mm)

Nomor nominal (Inchi)

(mm)

10

254

45

1143

80

2032

115

2921

11

279

46

1168

81

2057

116

2946

12

305

47

1194

82

2083

117

2972

13

330

48

1219

83

2108

118

2997

14

356

49

1245

84

2134

119

3023

15

381

50

1270

85

2159

120

3048

16

406

51

1295

86

2184

121

3073

17

432

52

1321

87

2210

122

3099

18

457

53

1346

88

2235

123

3124

19

483

54

1372

89

2261

124

3150

20

508

55

1397

90

2286

125

2175

35

889

70

1778

105

2667

140

3556

36

914

71

1803

106

2692

141

3581

37

940

72

1829

107

2718

142

3607

38

965

73

1854

108

2743

143

3632

39

991

74

1880

109

2769

144

3658

40

1016

75

1905

110

2794

145

3683

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 168) Jarak sumbu poros C dapat dinyatakan sebagai : C=

b + b 2 + 8( D2 − d1 ) 2 8

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 170)

Dimana :

b = 2 L − 3.14( D2 + d1 )



Sedangkan untuk besarnya daya yang dapat ditransmisikan oleh sabuk, digunakan rumus Po = ( F1 − F2 )v


F1 = e µθ F2


F = σ izin × b × t

σ izin = 2,5 – 3,3 N/mm2

Dimana :

F1

= gaya tarik pada sisi kencang (N)

F2

= gaya tarik pada sisi kendor (N)

b

= Lebar sabuk spesifik (mm)

t

= Tebal sabuk sfesipik (mm)

e

= 2,7182

μ

= Koefesien anatar sabuk dan puli (0,3 – 0,6)

θ

= Sudut kontak antara sabuk dan puli (º)

Besarnya sudut kontak adalah :

θ = 180° −

57( D2 − d1 ) C


C = Jarak sumbu poros (mm)


2.5. Poros Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Jika diketahui bahwa poros yang akan direncanakan tidak mendapat beban lain kecuali torsi, maka perencanaan diameter porosnya adalah sebagai berikut :

τ=

16.T π .d s3

Supaya konstruksi aman maka τ izin (τ a ) ≥ τ timbul (kg/mm2)

τa ≥

16.T π .d s3 1

16.T  3 ds ≥    π .τ a  1

 5,1.T  3 ds ≥    τa  Dimana : d s = Diameter poros (mm) T = Torsi (kg.mm)

τ a = Tegangan izin (kg/mm2) Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak (kW), maka berbagai faktor keamanan bisa diambil, sehingga koreksi pertama bisa diambil kecil. Jika faktor koreksi adalah fc, maka daya perencana adalah : Pd = fc.P

Dimana Pd = Daya perencana (kW)


Harga fc dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 2.2 faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan Daya yang Akan Ditransmisikan

fc

Daya rata-rata yang diperlukan

1,2 - 2,0

Daya maksimum yang diperlukan

0,8 - 1,2

Daya normal

1,0 - 1,5

(Sularso;Elemen Mesin; Hal 7) Untuk menghitung Torsi T (kg.mm) dapat dihitung dari daya perencana (kW) sebagai berikut : T=

Pd

T=

Pd × 102 × 60 × 1000 2πn

ω

T = 9,74 × 10 5 ×

Pd n

Tegangan izin dapat dihitung sebagai berikut :

τa = Dimana : τ B

τB sf 1 × sf 2

(Sularso;Elemen mesin;hal 8)

= Kekuatan tarik bahan (kg/mm2)

Sf 1 = Faktor keamanan bahan, untuk bahan SF = 5,6 S-C = 6,0 Sf 2 = Faktor keamanan akibat alur pasak (1,3 ÷ 3,0)


Dalam perencanaan diameter poros, ada faktor-faktor lain seperti faktor koreksi akibat momen puntir (Kt) dan faktor akibat beban lenturan (Cb), maka persamaan menjadi : 1

 5,1.T 3 ds ≥  × Kt × Cb   .τ a 

(Sularso;Elemen mesin;hal:8)

Dimana harga Kt = 1,0 (jika beban halus) 1,0 ÷ 1,5 (Jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan) 1,5 ÷ 3,0 (Jika beban dikenakan dengan kejutan) Cb = 1,2 ÷ 2,3(jika tidak ada beban lentur maka Cb = 1)

2.6. Baut Baut disini berfungsi sebagai pengikat untuk dudukan pada motor penggerak tetapi selain itu berfungsi juga untuk pengikat poros terhadap puli. Jika momen rencana dari poros adalah T(Kg.mm) dan diameter poros adalah ds (mm), maka gaya tangensial F (Kg) Pada permukaan poros adalah : F=

T (d s / 2)

Tegangan geser yang ditimbulkan adalah :

τ k= Dimana :

F π / 4× d 2

τk

= Tegangan geser yang terjadi (kg/mm2)

d

= Diameter luar baut (mm)


Tegangan geser izin didapat dengan :

τ ka = Dimana :

σb S fk1 × S fk 2 Sfk 1

= Faktor keamanan (umumnya diambil 6)

Sfk 2

= Faktor keamanan = 1,0 – 1,5 (jika beban dikenakan perlahan-lahan) = 1,5 – 3,0 (jika beban dikenakan tumbukan ringan) = 2,0 – 5,0 (jika beban dikenakan secara tiba-tiba dengan tumbukan berat)

Dari tegangan geser izin, panjang pasak yang diperlukan dapat diperoleh dengan :

τ ka ≥

F π /4× d2

Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas dikenakan pada luas permukaan samping pasak. Maka tekanan permukaannya adalah : P=

Dimana :

F d × t1

P

= Tekanan permukaan (kg/mm2)

t

= kedalaman baut pada poros (mm)

dari harga tekanan permukaan yang di izinkan, panjang pasak yang diperlukan dapat dihitung dengan : Pa = Dimana :

F d × t1 Pa

= Tekanan permukaan izin (kg/mm2)


Harga Pa dapat dilihat pada tabel dibawah ini Tabel 2.3 Tekanan permukaan yang diizinkan pada ulir Bahan Ulir luar

Ulir dalam

Tekanan permukaan yang diizinkan Pa (kg/mm2) Untuk pengikat

Untuk penggerak

Baja liat

Baja liat atau perunggu

3

1

Baja keras

Baja liat atau perunggu

4

1,3

Baja keras

Besi cor

1,5

0,5

(Sularso;elemen mesin;hal 298) 2.7. Daya motor penggerak Daya motor merupakan suatu pelengkap utama dalam melakukan suatu gerakan pada poros yang dihubungkan melalui puli dan sabuk. Daya motor dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang diperlukan. Daya motor penggerak dapat dihitung dengan dengan menggunakan rumus sebagai berikut ini : P = T. ω Dimana : P = daya [watt] T = momen puntir/torsi [Kg.mm]

ω = kecepatan sudut [rad/det] 2.8. Bantalan Tujuan merencanakan bantalan adalah untuk mendapatkan umur bantalan. Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya disebut beban ekivalen


dinamis. Misalkan sebuah bantalan membawa beban radial Fr (kg) dan beban aksial Fa (kg), maka beban ekivalen dinamis P (kg) adalah : Pr = XVFr + YFa

Dimana :


X,V dan Y

= faktor-faktor beban

Harga X,V dan Y dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 2.4 faktor-faktor X,V dan Y

Jenis bantalan

Beb an puta r pada cinci n dala m

Beb an punt ir pada cinci n luar

Baris tunggal

Baris ganda

Baris tunggal

Baris ganda

e Fa/VFr>e

Fa/VFr ≤ eFa/VFr>e

X

X Y

Y V

Bant alan bola alur dala m

Fa/Co = 0,014 =0,028 =0,084 = 0,11 = 0,17 = 0,28 = 0,42 = 0,56

Y

X

2,3 0 1,9 0 1,7 1

2,30 1,99 1,71 1

1,2

0,56

1,55 1,45 1,31 1,15 1,04 1,00

1

0

0,56

α = 20º = 25º = 30º = 35º = 40º Bant alan bola sudu t

Y

1,5 5 1,4 5 1,3 1 1,1 5 1,0 4 1,0 0

Xo

Yo

Xo

0,6

0,5

0,6

o

0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,34 0,38 0,42 0,44

0, 5

0, 84

1

1,2

0,43 0,41 0,39 0,37 0,35

1,00 0,87 0,76 0,66 0,55

0

1,09 0,92 0,78 0,66 0,55

0,70 0,67 0,63 0,60 0,57

1,6 3 1,4 1 1,2 4 1,0 7 0,9 3

0,57 0,68 0,80 0,95 1,14

0,5

0,4 2 0,3 8 0,3 3 0,2 9 0,2 6

0, 76 0, 1

66 0, 58 0, 52



Umur nominal L dapat ditentukan sebagai berikut :  33,3  untuk bantalan Bola, f n =    n   33,3  untuk bantalan rol , f n =    n 

1/ 3

3 / 10

    (Sularso;Elemen Mesin; Hal 135)   

Faktor umur : Untuk kedua bantalan,f h = f n

C P


Umur nominal L h adalah untuk bantalan Bola, Lh = 500 f h untuk bantalan rol , f h = 500 f h

Dimana

1/ 3

3 / 10

  


C

= Beban nominal dinamik spesifik (kg)

P

= Beban ekivalen dinamis (kg)


Harga C dapat dilihat pada tabel dibawah ini : Tabel 2.5 Beban nominal dinamik spesifik

(Sularso; Elemen Mesin; Hal 143)


BAB III PENETAPAN SPESIFIKASI

3.1 Material Yang Diparut Peninjauan pada material yang diparut dilakukan dalam perencanaan mesin pemarut serbaguna. Material yang diparut angkut adalah yang termasuk dalam ubi, kelapa, kunyit, jahe dan lain-lain

3.2 Penetapan Kapasitas Mesin Pemarut Kapasitas mesin pemarut direncanakan mampu menampung 50 Kg bahan yang akan diparut dengan model poros pemarut bergerigi. . 3.3 Perencanaan Sistem Transmisi Untuk memindahkan putaran motor ke poros penggerak direncanakan menggunakan sistem transmisi sabuk dan puli dan disesuaikan dengan kebutuhannya. Dalam perencanaan mesin pemarut ini direncanakan putaran akhirnya adalah 700 rpm.

3.4 Spesifikasi Perencanaan. Jenis Material

: termasuk dalam ubi, kelapa, kunyit, jahe dan lain-lain

Kapasitas

: 50 kg / jam

Sistem transmisi

: Sabuk dan puli


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents