BAB II TINJAUAN PUSTAKA

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

PULI

Puli merupakan suatu alat yang dibuat dari besi cor atau dari baja. Puli kayu tidak banyak lagi dijumpai. Untuk kontruksi ringan diterapkan puli dari paduan aluminium. Puli juga digunakan untuk mempermudah arah gerak tali yang fungsinya untuk mengurangi gesekan (friction). Secara industrialisasi terdapat banyak macamnya, alat ini sudah menjadi bagian dari sistem kerja suatu mesin, baik itu mesin industri maupun mesin kendaraan bermotor. Puli itu sendiri adalah suatu alat mekanis yang digunakan sebagai sabuk untuk menjalankan sesuatu kekuatan alur yang berfungsi menghantarkan suatu daya. Cara kerjanya sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang diberikan, mengirimkan gerak rotasi, memberikan keuntungan mekanis apabila digunakan pada kendaraan maupun sebuah alat (Sularso, 1997). Sebuah mesin biasanya terdiri dari tiga bagian utama yang saling bekerja sama. Ketiga bagian itu adalah penggerak, sistem penerus daya (transmisi daya) dan bagian yang digerakan. Bagian penggerak dalam sebuah mesin umumnya berupa motor listrik atau motor bakar yang memiliki modus gerak berupa putaran. Elemen yang berputar dalam hal ini adalah poros. Pada bagian yang digerakan, disinilah fungsi mesin itu terlihat. Modus gerak bisa berupa putaran ataupun gerak linier bolak balik tergantung pada fungsi mesin itu. Untuk menghubungkan antara bagian penggerak dan bagian yang digerakan terdapat sistem penerus daya atau sistem transmisi daya. Jenis sistem transmisi daya yang biasanya sudah dikenal dipasaran, toko/market atau dipabrikan yaitu:

http://digilib.mercubuana.ac.id/

6



Transmisi puli-sabuk

Peran dari sistem transmisi puli-sabuk adalah untuk meneruskan daya dan putaran yang mengubah modus gerak dari gerak berputar (motor listrik) menjadi gerak bolak balik dan gerak berputar untuk menggerakan putaran poros motor listrik yang diteruskan melalui puli-sabuk (Wahyudi, 2014).

Gambar 2.1 Sistem transmisi puli-sabuk (Sumber: Sonawan, 2010) Sistem transmisi puli-sabuk yang digunakan dalam mesin pemipil jagung berperan juga sebagai penurun putaran. Putaran poros motor listrik yang tinggi diturunkan secara bertahap oleh transmisi puli-sabuk. Putaran rendah diinginkan karena dalam pemakaiannya mesin ini mencapai kondisi optimum pada putaran dan gerakan yang lambat. Dalam istilah teknik mesin, elemen yang berfungsi menurunkan kecepatan ataupun putaran dikenal dengan nama penurun kecepatan (speed reducer). Penurun kecepatan (speed reducer) tidak sekedar digunakan untuk menurunkan kecepatan saja melainkan untuk tujuan lain yaitu memperbesar torsi. Jenis penurun kecepatan yang paling banyak digunakan di industri adalah transmisi puli-sabuk dibandingkan dengan transmisi rantai. Walaupun demikian, pemilihan jenis transmisi puli-sabuk ini sangat tergantung pada lingkup pemakaiannya. Tabel dibawah ini menunjukan perbedaan dari lima jenis transmisi berdasarkan tujuh karateristik.


7

Tabel 2.1 Karakteristik Beberapa Jenis Penurun Kecepatan (Sumber: Sonawan, 2010) Roda gigi

Rantai

Timing

Sabuk-v

belt Mekanisme

Sabuk datar

Positif

Positif

Positif

Gesek

Gesek

10.000

500

500

1.000

1.000

108

106

104

104

108

50

15

60

30

50

Tinggi

Tinggi

Tinggi

Sedang

Sedang

94-98

94-98

93-98

92-97

92-97

Ya

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

gerak Daya maksimum (kW) Torsi maksimum (Nm) Kecepatan maks [m/s] Akurasi rasio kecepatan Efesiensi pada

beban

penuh [%] Pelumasan

Efesiensi transmisi sabuk biasanya lebih rendah dibandingkan roda gigi atau rantai. Karena alasan itulah mengapa transmisi sabuk tidak dijumpai pada rangkaian penggerak utama. Untuk membandingkan efesiensi dalam mentransmisikan daya, gambar berikut memperlihatkan kinematik dan kinetik dari sistem transmisi sabuk-puli. Secara umum, transmisi sabuk diaplikasikan dimana putaran puli relatif tinggi. Kecepatan linier sabuk biasanya 2.500–7.000 ft/menit (12,5–35 m/s). Pada kecepatan lebih rendah, gaya


8

tarik sabuk menjadi sangat besar untuk penampang sabuk tertentu. Pada putaran lebih tinggi, efek dinamik seperti gaya–gaya sentrifugal, sabuk dan getaran menurunkan efektivitas dan umur sabuk. Kecepatan sabuk ideal adalah 4.000 ft/menit (20 m/s) dan diameter efektif (diameter pitch) untuk puli kecil (puli penggerak) dan puli besar (puli yang digerakan) berturut-turut disimbolkan dengan D1 dan D2. Selama beroperasi, sabuk v membelit kedua puli dan bergerak dengan kecepatan tertentu. Dengan mengasumsikan tidak terjadi slip atau mulur pada sabuk. Untuk puli yang dibuat dari besi cor, kecepatan sabuk (v) dibatasi hingga 30 m/s, sabuk-V dirancang untuk performa optimum pada kecepatan sekitar 20 m/s. Pertimbangkan jenis transmisi lain seperti roda gigi atau transmisi rantai jika kecepatan sabuk kurang dari 1.000 ft/menit (~ 5 m/s).

Gambar 2.2 puli penggerak (D1) dan puli yang digerakan (D2) pada sistem transmisi sabuk-puli (Sumber: Sonawan, 2010)


9

2.2

KLASIFIKASI PULI

a.

Dimensi puli

Ukuran puli diwakili oleh diameternya yaitu jarak maya yang dikenal dengan nama diameter pitch. Jarak diameter pitch ini berada diantara diameter dalam dan diameter luar puli. Dalam praktiknya, cukup sulit menentukan diameter pitch karena memang tidak jelas patokannya. Cara yang sangat praktis yaitu dengan menghitung rata-rata anatara diameter luar dan diameter dalam.Diameter dalam itu sendiri diukur pada alur puli. Dalam menentukan dimensi puli, langkah awal yang menentukan puli terkecil (puli penggerak) terlebih dahulu.

Gambar 2.3 Diameter pitch puli (Sumber: Sonawan, 2010) Setelah menemukan ukuran puli kecil kemudian selanjutnya menentukan diameter puli pasangannya (puli besar). Dalam menentukan diameter puli besar terlebih dahulu harus diketahui berapa besar rasio kecepatan atau sampai berapa besar putaran ingin diturunkan. Misalkan rasio kecepatan diketahui sebesar 3 maka ini berarti putaran akan diturunkan tiga kali lipatnya. Setelah rasio kecepatan diketahui maka diameter puli besar bisa dihitung dengan menggunakan persamaan.


10

Tabel 2.2 Ukuran puli minimum (Sumber: Sonawan, 2010) Jenis sabuk

Diameter Pitch Minimum (in)*

A

3,0

B

5,4

C

9,0

D

13,0

E

21,0

ukuran puli bisa dipilih lebih kecil dari angka-angka diatas, tetapi pemakaiannya bisa memperpendek umur sabuk. b.

Jenis – jenis puli



Sheaves atau V

Sheaves atau V merupakan jenis yang paling sering digunakan untuk transmisi, produk ini digerakan oleh v-belt karena kemudahannya dan dapat diandalkan. Produk ini telah dipakai selama satu dekade. 

Variabel speed pulley

Variabel speed pulley perangkat yang digunakan untuk mengontrol kecepatan mesin. Berbagai proses industri seperti jalur perakitan harus bekerja pada kecepatan yang berbeda untuk produk yang berbeda. Dimana kondisi memproses kebutuhan penyetelan aliran dari pompa atau kipas, memvariasikan kecepatan dari drive mungkin menghemat energi dibandingkan dengan teknik lain untuk kontrol aliran. 

Mi – Lock pulley

MiLock pulley digunakan pada pegas rem jenis ini menawarkan keamanan operasional yang tinggi untuk semua aplikasi, melindungi personil, mesin dan peralatan, dapat


11

diandalkan untuk pengereman yang mendadak atau fungsin menahan pada mesin yang tiba-tiba mati atau karena kegagalan daya. 

Timming pulley

Timming pulley ini adalah jenis lainnya dari katrol dimana tepatnya sangat dibutuhkan untuk aplikasi. Material khusus yang tersedia untuk aplikasi yang mempunyai kebutuhan yang lebih spesifik (Noor, 2014). c.

Jenis sistem puli Sistem puli dapat dibedakan menjadi 3 sistem, yaitu sistem puli dengan keuntungan gaya, sistem puli dengan keuntungan kecepatan, dan sistem puli majemuk yang dijelaskan sebagai berikut:



Dengan keuntungan kecepatan Sistem puli ini kecepatan muatan lebih cepat daripada kecepatan penggerak dan sistem ini banyak dijumpai pada lift hidrolik atau pneumatik



Puli dengan keuntungan gaya Sistem puli ini kebalikan dari sistem puli keuntungan kecepatan. Artinya dengan gaya yang lebih kecil sistem ini mampu mengangkat beban yang sama besarnya dengan sistem sebelumnya, tetapi kekuatan kecepatan lebih lambat.



Puli majemuk Sistem puli ini merupakan sistem puli dimana ada dua bagian pada sistem puli tersebut yang secara bersamaan mengangkat muatan.

2.3

JARAK ANTAR PUSAT PULI

Sistem transmisi puli-sabuk v relatif cocok diterapkan dalam kondisi jarak yang pendek. Dengan mengasumsikan jarak antar pusat puli sesuai dengan ketentuan mesin, maka itu sama dengan sudah mendapatkan posisi untuk kedua puli. Dengan posisi puli tertentu, keliling sabuk sudah bisa diterka berapa panjangnya. Cara praktis yang bisa dilakukan adalah dengan membelitkan seutas tali pada kedua puli dengan catatan kedua ujung tali


12

saling diketemukan. Panjang tali yang dibutuhkan itu merupakan keliling dari sabuk yang diinginkan (Moot, L, R, 2009). Perhitungan dengan menggunakan persamaan menghasilkan keliling sabuk yang dibutuhkan. Dipasaran keliling sabuk atau panjang sabuk tersedia dalam ukuran standar. Oleh karenanya keliling sabuk hasil perhitungan menggunakan persamaan akan dicocokan dengan standar keliling sabuk yang tersedia di pasaran. Sebagai konsekuensinya, jarak antar pusat puli (jarak Cd) bisa berubah, bisa lebih kecil atau lebih besar dari jarak Cd yang sudah diasumsikan. 2.4

KLASIFIKASI BEBAN

Gaya-gaya luar atau gaya-gaya yang bekerja pada struktur dapat diklasifikasikan sebagai gaya kontak atau permukaan (surface forces), misalnya tarikan atau dorongan, dan gaya tidak kontak atau body forces, missal tarikan gravitasi bumi pada semua benda. Gaya permukaan bekerja pada suatu titik atau didistribusikan terhadap suatu luasan tertentu. Body forces didistribusikan menyebar melalui suatu benda. Semua gaya yang bekerja pada benda, termasuk gaya reaksi oleh tumpuan dan gaya berat dianggap sebagai gaya luar (external forces). Gaya internal adalah gaya yang bersama partikel benda terjadi sebagai akibat reaksi terhadap gaya luar yang bekerja pada suatu benda, misal tegangan geser, deformasi dan sebagainya. Beban sebagai gaya luar yang bekerja pada mesin pemipil jagung dapat diklasifikasikan sebagai beban statis (static load) dan beban dinamis (dynamic load). Beban statis bekerja secara perlahan, meningkat secara bertahap dimulai dari 0 ke nilai maksimumnya. Beban statis bisa jadi tetap (stationary), artinya gaya, torsi, momen, atau kombinasi beban ini yang bekerja tidak berubah, baik besar, arah, maupun titik kerjanya. Sebaliknya, beban dinamis bekerja sangat tiba-tiba, mengakibatkan getaran pada mesin pemipil jagung atau mungkin berubah arah terhadap fungsi waktu.


13

2.5

ANALISIS BEBAN

Setiap material pasti memiliki beban, dimana beban merupakan salah satu sifat fisik dari material. Sifat fisik dari material ini akan menimbulkan suatu gaya atau berat dari material tersebut. Beban dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis yaitu beban operasional, beban dari alam atau lingkungan dan beban sustain (beban dari material itu sendiri). Beban operasional adalah beban yang timbul akibat adanya gerakan dan operasi dari material tersebut, seperti beban yang timbul akibat putaran yang menghasilkan torsi dan lain-lain. Beban dapat dibagi atas beberapa jenis berdasarkan daerah pembebanannya, yaitu: 1.

Beban terpusat

Pembebanan yang diberikan secara terpusat dan berada pada satu titik dari suatu material. Beban terpusat ini daerah pembebanannya sangat kecil dibandingkan dengan beban terdistribusi.

Gambar 2.4 Beban terpusat (Sumber: Kastiawan, 2010)

2.

Beban Terdistribusi

Beban terdistribusi adalah jenis pembebanan yang daerah beban yang diberikan secara merata pada seluruh bagian batang.


14

Gambar 2.5 Beban Terdistribusi (Sumber: Kiryanto, 2005) Ada juga jenis pembebanan yang diklasifikasikan berdasarkan sistem kerjanya, yaitu sebagai berikut: 1.

Pembebanan Dinamik

Pembebanan secara dinamik adalah jenis pembebanan yang dipengaruhi oleh fungsi waktu. Besarnya pembebanan dinamik ini tidak tetap. Pembebanan Statik

2.

Pembebanan Secara Statik adalah jenis pembebanan yang tidak dipengaruhi oleh waktu, besarnya beban yang diberikan adalah konstan. 2.6

KESEIMBANGAN

Sistem dalam keadaan seimbang (dalam kesetimbangan) dinyatakan bila semua resultan, baik gaya maupun momen bernilai nol. Persamaan dalam keseimbangan: 

Resultan gaya (R) = ∑ F = 0 karena ∑ Fx dan ∑ Fy bernilai nol



Resultan Momentum (M) = ∑ M = 0 Keseimbangan ini terjadi karena adanya dua buah jenis gaya yang bekerja

bersamaan yaitu gaya aksi/terapan dan gaya reaksi/reaktif, yang mana jumlah aljabar dari gaya aksi dan gaya reaksi tersebut sama dengan nol. (Anton Budiman, 1994) mengatakan “jumlah aljabar dilakukan bila gaya/vektor-vektor tersebut ada dalam satu garis kerja atau satu sumbu”.


15

1.7

RASIO PULI

Puli adalah elemen mesin yang berfungsi mentranmisikan daya dari motor ke poros dengan menggunakan sabuk. Puli dibuat dari besi tuang, baja yang dicetak. Puli pada umumnya terbuat dari besi tuang karena harganya yang murah. Diameter puli yang digerakan, dirumuskan: 𝑁2 𝑁1

=

𝐷1

(2.1)

𝐷2 𝐷1

N2 = N1 .𝐷2 Keterangan: D2 = diameter puli yang digerakan (mm) D1 = diameter puli penggerak (mm) n1 = putaran puli penggerak (mm) n2 = putaran puli yang digerakan (mm) 2.8

PERBANDINGAN PULI

Diameter efektif untukpuli kecil (puli penggerak) dan puli besar (puli yang digerakan) berturut-turut disimbolkan dengan D1 dan D2. Selama beroperasi, sabuk-v membelit kedua puli dan bergerak dengan kecepatan tertentu. Dengan mengasumsikan tidak tidak terjadi slip ataupun mulur pada sabuk. Oleh karena itu kecepatan pada rpm motor listrik yang digunakan dapat menggerakan puli penggerak dan puli yang yang digerakandengan kecepatan rpm yang didapat dari puli penggerak dan puli yang digerakan, maka dirumuskan sebagai berikut:

Gambar 2.6 Putaran puli (Sumber: Sonawan, 2010)


16

𝐷1

ɩ = 𝐷2

(2.2)

𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑖 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘

ɩ = 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 𝑝𝑢𝑙𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑔𝑒𝑟𝑎𝑘𝑘𝑎𝑛 Dimana, ɩ = Perbandingan putaran D1 = diameter puli penggerak (mm) D2 = diameter puli yang digerakan (mm)

2.9

JENIS BAHAN DAN MATERIAL

Pemilihan bahan dan material yang akan digunakan dalam desain atau perancangan sebuah alat memang sangat penting, apalagi desain atau perancangannya harus memenuhi dengan standar spesifikasi yang tidak berkarat atau logam non corrosive, berikut ini spesifikasi dari berbagai macam stainless yang kami ketahui:  Stainless steel jenis feritic Penggunaan khususnya pada aplikasi korosi atmosfer, temperatur tinggi, dan sebagai dekoratif. Tipe yang umum 405, 439, 430F, dan 446.  Stainless steel jenis martensitic Pengunaan khusus pada aplikasi komponen struktur, peralatan cutting tools. Tipe yang umum adalah 403, 410, 414, 416, 420, 431, 440B, 440.  Stainless steel jenis C PH Penggunaan khusus pada aplikasi struktur, spring. Tipe yang umum adalah 17.4, 1.55, 13.8, 17.7, 15.7


17

 Stainless steel jenis Austentic Penggunaan khusus untuk ketahan kimia dan perpipaan tangki, tipe yang umum adalah 201, 202, 301, 302, 303, 304, 305, 308, 309, 310, 314, 316, 317, 321, 347, 304L, 316L, 304N.  Stainless steel jenis Al Pengunaan khusus pada aplikasi mesin skala kecil atau komponen rumah. Tipe yang umum adalah 2017, 303, 5052, 5002, 5050. Baja tahan karat austentik (Stainless steel austentic) banyak digunakan pada beberapa peralatan industri antara lain: peralatan-peralatan makan, heat exchanger, combustion chamber serta peralatan proses kimia dan bagian furnance (Syamsir, 1986). 2.10

DAYA LISTRIK

Dalam mesin pemipil jagung ini agar mempercepat dan mempermudah proses pemipilan, kami menggunakan motor listrik (dinamo) sebagai sumber tenaga penggerak. Motor listrik ini adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator. Satuan daya listrik dalam USCS dalam sistem metrik adalah watt. Dalam satuan SI, satu watt didefenisikan sebagaian sesuatu yang sama dengan dengan kerja yang dilakukan pada laju satu joule setiap sekon. Watt juga didefinisikan sebagai energi yang dikeluarkan atau kerja yang dilakukan setiap sekon oleh arus 1A yang tidak berubah yang mengalir pada tegangan 1 volt dan kenyataan bahwa watt adalah satuan daya atau satuan laju melakukan kerja tidak terlalu ditekankan. Perlu diingat bahwa arus dalam ampere adalah laju aliran listrik atau sama dengan jumlah coloumb setiap sekon. Dalam perkataan lain, watt adalah ukuran laju muatan listrik bergerak melalui suatu perbedaan potensial. Oleh karena watt adalah satuan yang kecil, kerap kali digunakan satuan yang lebih besar yaitu kilowatt (kW). Satu kilowatt = 1000 watt. Perhitungan yang berkaitan dengan mesin listrik atau motor listrik kerap kali melibatkan satuan daya listrik (watt) dan satuan


18

mekanis (horsepower). Satu horse power (daya kuda) = 746 watt. Maka untuk mengubah daya dalam watt menjadi daya dalam daya kuda, perlu membagi jumlah watt dengan 746. Yang pengertiannya meliputi: Momen, Kerja listrik atau energi, dan Tahanan jenis (lister, 1993). 2.11 TRANSMISI SABUK-V Sabuk – V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk V dibelitkan dikelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-V dibandingkan sabuk rata. Atas dasar rencana dan putaran poros penggerak, penampang sabuk-V yang sesuai dapat diperoleh pada tabel. Transmisi sabuk V hanya dapat menghubungkan poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama (Graha Mesin, 2016). Dibandingkan dengan transmisi yang lain sabuk ini memiliki beberapa keuntungan antara lain: a. Konstruksi sederhana, sehingga lebih murah. b. Dapat memindahkan tenaga pada poros yang jaraknya relatif jauh. c. Luwes dan getaran rendah. d. Pemindahan tenaga berlangsung elastik. e. Hanya memerlukan sedikit perawatansecara. Kerugian pemindah tenaga dengan sabuk ini antara lain: a. Slip yang terjadi mengakibatkan rasio putaran tidak konstan. b. Dalam kondisi terbuka, keselamatan kerja kurang. c. Kapasitas terbatas. d. Diukur dari besarnya tenaga yang ditransmisikan, sistem transmisi sabuk memerlukan dimesni/ukuran yang lebih besar dari sistem transmisi roda gigi atau rantai.


19

Jenis-jenis pemindahan dengan tenaga sabuk mengalami kemajuan yang cukup pesat yang disebabkan karena kebutuhan dan ditemukannya kelemahan-kelemahan yang telah dipergunakan, misalnya: a. Transmisi sabuk tanpa penegang Sabuk ini tidak perlu diberi gaya tegang lagi, karena gaya beratnya sendiri. Dipakai untuk poros-poros dengan kehidupan horizontal yang memiliki jarak poros lebih dari 5 m. karena itu sisi tegang/tarik dari sabuk diletakkan di bagian bawah. b. Transmisi sabuk mulur Sabuk pada transmisi ini sengaja dibuat lebih pendek dari jarak poros, tetapi material sabuk dipilih material dengan elastisitas yang pas sehingga tercipta gaya tegang yang sesuai. c. Transmisi sabuk dengan puli penegang Transmisi ini dilengkapi dengan puli penengang yang menekan sisi kendor sabuk di dekat puli kecil dari luar sehingga sudut lilit menjadi bertambah besar. Pergantian arah putaran tidak boleh terjadi pada sistem ini. d. Transmisi sabuk dengan elemen penegang lain Elemen penegang pada sistem transmisi ini bukan puli melainkan elemenelemen lain seperti baut, bandul/pemberat, momen puntir balik. e. Tranmsisi sabuk silang Transmisi dengan jenis ini sudah jarang dipakai, karena selain pembebanan puli tidak menguntungkan akibat gaya puntir tambahan, bagian tepi cepat aus, terutama pada sabuk rata yang lebar. Dalam pemasangannya, bagian sisi tarik harus lurus dan sisi kendor miring sehingga lepasnya sabuk dari puli dapat terhindarkan. Perkembangan jenis sabuk meliputi sabuk rata, sabuk bulat, sabuk-V dan sabuk gigi atau sabuk gilir yang harus disesuaikan dengan tuntutan kebutuhan, yaitu:  Faktor gesekan dari tegangan tarik.  Faktor gesekan dari elastisitas.


20

 Faktor gesekan dari frekuensi tekuan.  Faktor gesekan dari faktor kepekaan terhadap lingkungan kerja. Jenis-jenis pemindahan dengan tenaga sabuk dilihat dari penampang sabuknya ditunjukan seperti gambar berikut:

Gambar 2.7 Macam-macam sabuk (Sumber: Sularso, 1997) Sabuk rata digunakan pada transmisi sabuk yanhg jarak poros sampai 10 m, perbandingan putarannya 1:1 sampai 6:1. Sabuk V digunakan pada jarak poros sampai 5 m, dengan perbandingan putaran 1:1 sampai 7:1 dan sabuk gigi dengan perbandingan putaran 1:1 sampai 6:1. 2.11.1 Jenis Sabuk Ada banyak jenis sabuk yang sering digunakan pada alat-alat permesinan: 1.

Sabuk Datar Sabuk datar banyak digunakan dipabrik dan bengkel (tempat kerja), dimana tenaga

ditransmisikan dari puli satu ke puli lain. Yang mana kedua puli tidak boleh terpisah lebih dari 10 meter.


21

2.

V-Belt V-Belt banyak digunakan untuk mentransmisikan tenaga dari puli satu ke puli lain.

Yang mana kedua puli sangat dekat atau berdekatan satu sama lain. 3.

Sabuk bundar atau tali Sabuk bundar atau tali digunakan pada ukuran v-belt jika jarak kedua puli tidak

terpisah maksimal 5 meter dan jika jumlah tenaga yang ditransmisikan sangat besar. Kemungkinan sabuk tunggal tidak sanggup maka sabuk dapat tambah sesuai dengan kebutuhan dan puli diganti dengan puli yang lenih besar atau yang memiliki jumlah alur yang lebih layak, sesuai dengan jumlah tenaga yang akan ditransmisikan. 4.

Sabuk lurus Sabuk lurus ini dipakai untuk puli yang berputar dengan arah yang sama dan poros

dimana puli-puli terpasang mempunyai garis sumbu yang sejajar dan horizontal, walaupun bisa juga dipakai untuk poros-poros vertikal. 2.11.2

Bahan Sabuk

Sabuk dibuat dari bahan yang memenuhi syarat kuat, luwes, tahan gesekan dan memiliki koefisien gesek yang tinggi. Sabuk dibuat dari bahan bermacam-macam antara lain: a. Kulit (leather) digunakan untuk sabuk rata, pada bagian luar dibuat dari

bahan

yang halus dan bagian dalam dibuat dari bahan yang lebih kuat. Sabuk kulit dibuat dari 1-2 meter. Sabuk dibuat dari potongan sisi tulang punggung sapi muda. Bagian kulit lebih keras dan lebih lembut dibanding daging. Tetapi sisi daging lebih kuat. Serat pada sisi kulit tegak lurus peralel terhadap permukaan kulit. Oleh karena itu untuk pertimbangan sisi rambut suatu sabuk harus berada dalam hubungan dengan permukaan puli dalam suatu penghubungan antara sabuk dan puli dalam kondisi kekuataan tarik terbesar daripada bagian atas, dan luar puli. Kulit yang baik, didalamnya terdapat oaktanned, mineral garam, dan kromium. Ini berguna untuk meningkatkan ketebalan sabuk. b. Katun (cotton) atau fabric, dibuat dengan pencetakan dan dilapisi dengan kanvas, atau kapas yang terdiri dari 3 bagian atau lebih. Jumlah lapisan tergantung ketebalan sabuk, kemudian dijahit atau sesuai dengan ketebalan dan lebar yang


22

diinginkan. Sabuk diisi dengan minyak linsed supaya sabuk tahan air dan untuk mencegah kerusakaan pada serat sabuk. Sabuk kapas sangat baik digunakan didaerah yang panas, disamping itu sabuk kapas juga murah, dan perawatannya ringan. Sebuka kapas sering digunakan pada mesin perkebunan dan sabuk angkut. c. Karet, dibuat dari serat pabrik yang dijadikan satu dengan karet. Sabuk ini sangat luwes, tetapi mudah rusak dan tidak tahan panas. Sabuk karet komposisi utamanya adalah karet yang mana didalamnya diisi dengan kerangka benang dan permukaannya dilapisi dengan lapisan karet yang tipis. Sabuk ini sangat fleksibel tetapi mudah rusak karena panas, minyak atau pelumas. Sabuk ini sangat mudah dibuat dan diaplikasikan, dan banyak digunakan pada mesin pembuat kertas, dan pada daerah yang lembab. d. Balata, bahan ini sejenis karet, tetapi memiliki sifat tahan terhadap asam dan air. Sabuk ini tidak tahan terhadap temperatur yang lebih tinggi dari 40ºC, pada temperatur ini balata akan meleleh. Sabuk ini hampir sama dengan sabuk karet, karena komposisinya yaitu berupa karet atau getah. Sabuk ini tahan asam dan tahan air dan tidak rusak oleh minyak hewani dan alkali. Jika suhu sabuk melebihi 40ºC maka sabuk mulai lembek dan menjadi lengket. Kekuatan sabuk balata adalah 25% lebih tinggi disbanding sabuk karet. Massa jenis bahan sabuk ditunjukan pada sebagai berikut: Tabel 2.3 Bahan Sabuk (Sumber: Zaenuri, 2010) Bahan Sabuk

Massa jenis (kg/ dm3)

Leather

1,0

Canvass

1,22

Rubber

1,14

Balata

1,11

Single woven belt

1,17

Double woven belt

1,25


23

2.11.3

Koefisien Sabuk dan Puli

Koefisien gesek antara sabuk dan puli ditentukan oleh tingkat kekeringan, bahan puli dan bahan sabuk. Disamping itu secara praktis dipengerahui oleh kecepatan linier sabuk itu sendiri. Koefisien gesek puli pada sabuk didapat dari kecepatan linier sabuk (v-belt) dengan nilai koefisien gesek 0,3 ( Khrumi & Gupta, 1992). 2.11.4

Perbandingan Putaran Dengan Transmisi Sabuk

Sumber tenaga yang digerakan untuk menggerakan mesin, antara lain motor diesel, motor bensin, motor listrik dan penggerak mula lainnya. Motor-motor tersebut memiliki putaran yang telah ditentukan. Sedang putaran mesin yang digunakan dipengaruhi oleh ukuran atau diameter puli yang digunakan. Misalnya diameter puli penggerak d1 dan yang digerakan d2, jarak pusat poros 1, putaran penggerak n1, maka putaran poros yang digerakan dapat ditentukan (Jumardi, 2009).

Gambar 2.8 Perbandingan putaran sabuk (Sumber: Sularso, 1997) Pada pemindahan tenaga transmisi sabuk, kecepatan linierdisetiap elemen sabuk atau puli akan sama. Kecepatan pada puli penggerak, akan sama dengan kecepatan linier pada puli yang digerakan.


24

2.11.5

Panjang Sabuk

Panjang sabuk yang diperlukan dipengaruhi oleh diameter kedua puli dan jarak kedua poros. Untuk sabuk V panjang sabuk dipakai untuk memilih tipe dan standar sabuk yang dipakai. Selain itu panjang sabuk sebagai dasar untuk menentukan jarak pengaturan, pengendoran dan pengencangan sabuk. Panjang sabuk ditentukan dengan perhitungan geometris.

Gambar 2.9 Kontruksi sabuk (Sumber : Sularso, 1997) Diameter puli penggerak DP (mm), diameter puli yang digerakan dp (mm) dan jarak poros 1 mm, panjang sabuk L (mm) dapat ditentukan dengan rumus pendekatan sebagai berikut: 𝜋

1

L = 2 Cd + 2 (dp+ DP) + 4.𝑐𝑑 (DP-dp)2

(2.3)

Keterangan: L : Panjang sabuk (mm) Cd : Jarak antara puli rencana (mm) dp : Diameter puli penggerak (mm) DP : Diameter puli yang digerakkan (mm) 2.11.6

Tenaga Yang Dipindahkan

Tenaga yang dapat dipindahkan pada sabuk, ditentukan oleh diameter puli, kecepatannya dan gaya tegang pada masing-masing sisi sabuk ini diperoleh dari tenaga yang


25

dipindahkan (watt), gaya tegang sabuk pada sisi kencang (N), gaya tegang sabuk pada sisi kendor (N), dan kecepatan sabuk (m/det). 2.11.7

Pemilihan Jenis Sabuk V

Pemilihan jenis sabuk berdasarkan daya penggerak yang dikalikan dengan faktor koreksi dan putaran puli kecil atau putaran yang tinggi. Besarnya tenaga koreksi atau tenaga perencanaan dilakukan dengan melihat daya perancangan (watt), daya nominal (watt), faktor pemakaian atau service (Silvia, 2014). a.

Faktor pemakaian atau service

berdasarkan penggerak dan jumlah jam kerja. Besarnya faktor pemakaian atau faktor service dapat dilihat pada sebagai berikut: Tabel 2.4 Pemilihan Jenis Sabuk V (Sumber: Harifuddin, 2008) Penggerak

Motor AC/ DC, Motor Bakar

Motor AC/ DC Torsi Tinggi,

atau turbin

Mesin Uap

0-10

10-16

16-24

0-10

10-16

16-24

Ringan

1

1,1

1,2

1,1

1,2

1,3

Normal

1,1

1,2

1,3

1,2

1,3

1,4

Berat

1,2

1,3

1,4

1,4

1,5

1,6

Sangatberat

1,3

1,4

1,5

1,5

1,6

1,8

Jam kerja

b.

Keuntungan Puli V

Dalam dunia industri V-belt sangat banyak pengunaannya karena mempunyai kelebihan dibandingkan transmisi-transmisi yang lain. Beberapa keuntungan pemakaian v-belt yaitu: 1.

V-belt dapat dipasang untuk meneruskan daya yang jaraknya relatif jauh karena yang sifatnya elastis tetapi mempunyai kekuatan yang besar sehingga dapat


26

menopang jarak yang relatif jauh, tapi lama kelamaan kalo v-belt ini beda dengan chain, walaupun menopang jarak yang jauh v-belt ini tidak akan menimbulkan suara brisik. 2.

Pengunaan v-belt sangat aman untuk motor listrik karena mempunyai faktor slip yang dimaksudkan v-belt tidak akan merangsuk kedalam bentuk v yang sehingga poros tidak kuat untuk memutar puli.

3.

V-belt mampu digunakan untuk putaran tinggi tidak beda jauh dengan chain, karena belt kalo dapat tekanan tinggi atau putaran kencang dia akan semakin erat masuk ke puli benda v, sehingga v-belt menekan puli dengan kencang dan tidak terjadi slip denggan puli- v.

4.

V-belt bekerja lebih halus dan tidak bersuara dibandiung dengan chain karena v-belt ini terbuat dari bahan karet tenunan tetoron dan berbentuk trapesium, supaya terjadi cengkraan yang sehingga terjadi gesekan tidak akan menimbulkan suara bising.

5.

Harga V-belt relatif murah karena daripada elemen yang lain karena bahannya terbuat dari karet (Mujiono, 2016).

2.11.8

Perencanaan Sabuk (Belt)

Perncanaan sabuk atau tali digunakan untuk mentransmisikan tenaga dari satu poros ke poros lain melalui puli yang mana berputar dengan kecepatan yang sama atau berbeda (Oktaviantini, 2010). Jumlah tenaga yang ditransmisikan tergantung dari beberapa faktor: 1. Kecepatan pada sabuk. 2. Kekencangan sabuk pada puli. 3. Hubungan antara sabuk dan puli kecil. 4. Kondisi pemakaian sabuk. Catatan: a. Poros harus sejajar untuk menyamakan tegangan tali. b. Puli tidak harus saling berdekatan didalam kontak dengan puli yang lebih kecil atau mungkin yang besarnya sama.


27

c. Puli tidak harus terpisah jauh karena sabuk akan menjadi beban pada poros. Ini mengakibatkan pergesekan pada bearing. d. Panjangnya sabuk cenderung untuk mengayun dari sisi ke sisi menyebabkan sabuk bergerak keluar jalur dari puli yang mana membentuk lengkungan pada sabuk. e. Kekencangan sabuk harus sesuai, kelonggaran sabuk akan meningkatkan saat terjadi kinerja puli. f. Untuk memperoleh hasil yang baik dengan sabuk datar, jarak maksimum anatara poros tidak boleh melebihi dari 10 meter dan minimum tidak boleh kurang dari 3-5 kali diameter puli terbesar.

2.12 TACHOMETER

Tachometer sebuah alat pengujian yang dirancang untuk mengukur kecepatan rotasi dari sebuah objek dan merupakan alat yang memberikan output yang proposional terhadap kecepatan putar (kecepatan sudut). Tachometer digunakan untuk petunjuk kecepatan sebuah putran mesin yang akurat, prinsip kerjanya menghitung rotasi dari sebuah penggerak (puli) yang berhubungan dengan mesin. Dan berikut adalah beberapa jenis dari tachometer: a.

DC Tachometer DC merupakan singkatan dari direct current atau arus searah. Perangkat ini tidak lain merupakan semacam generator yang mampu menghasilkan listrik dari perubahan medan magnet. Output dari perangkat ini berkisar antara 2 sampai 10 volt per 1.000 putaran/menit. Untuk menunjukan banyaknya putaran, nilai voltmeter kemudian dikalibrasi dalam putaran per menit.


28

b.

AC Tachometer AC merupakan singkatan dari alternating current atau arus bolak-balik. Sebuah magnet permanen yang berputar dan kumparan stasioner adalah elemen utama pada tachometer AC.

c.

Eddy- Current Tachometer Pada tachometer jenis ini, arus listrik dihasilkan oleh sebuah konduktor yang diletakan berdekatan dengan medan magnet yang bervariasi, yang dikenal sebagai eddy-current (arus eddy). Tachometer jenis ini banyak digunakan untuk mengukur kecepatan pesawat terbang.

d.

Electric Tachometer Generator Instrument ini menggunakan kombinasi generator listrik dan indikator. Generator dan indikator bisa berjenis DC ataupun AC. Dalam fakta lainnya tachometer bisa digunakan dalam berbagai cara. Pada salah satu metode, poros mesin dihubungkan ke generator kecil. Arus yang dihasilkan generator lantas dikonversikan menjadi RPM. Tachometer konvensional umumnya harus kontak dengan peralatan yang sedang diukur. Namun dalam beberapa kasus, kontak langsung bisa saja tidak dimungkinkan untuk mengatasi masalah ini maka dikembangkan apa yang disebut tachometer laser. Dengan bantuan laser, pengukuran bisa dilakukan dari kejauhan dan operator hanya perlu menyorotkan laser pada perkakas yang hendak diukur. Tetapi dalam penggunaan tachometer ternyata tidak terbatas dalam bidang permesinan, dalam bidang kedokteran juga menggunakan instrument yang mirip tachometer yang digunakan untuk mengukur tingkat aliran darah.

1.

Cara kerja Tachometer Metode untuk mengukur data kecepatan putar pada tachometer: a. Diukur langsung pada potensioner b. Menggunakan penurunan waktu yang diambil untuk setiap pilihan celah yang dilewati cahaya laser.


29

c. Menghitung banyaknya rotation per menit (Rpm) atau putaran per menit. d. Untuk menentukan keceptan dari poros berputar yang digerakan oleh mesin. 2.

Cara menggunakan/mengukur: a.

Tekan tombol “mode” pada jam tangan hingga berada dalam mode chronograph. Setelah itu, jarum detik pada jam akan berhenti bergerak ketika mencapai jam 12.

b.

Pilih titik penentu dimana ingin memulai pengukuran kecepatan. Untuk percobaan pertama, gunakan penanda mil atau kecepatan mesin atau benda yang berjala. Ketika melewati tanda ini, tekan tombol set untuk memulai fungsi chronograph tersebut.

c.

Lihat jarum detik jam tangan, tentukan dimana posisinya menunjuk pada dial tachometer.

Gambar 2.10 Tachometer alat ukur Rpm


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents