BAB III PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN
3.1 Diagram Alur Proses Perencanaan Proses perencanaan mesin pemotong kerupuk rambak kulit ditunjukan pada diagram alur pada gambar 3.1 : Mulai
Pengamatan dan pengumpulan data
Perencanaan desain
Menggambar Sketsa
Perhitungan
Menggambar Teknik
Pembuatan dan Perbaikan
Gagal Pengujian
Berhasil Selesai
Gambar 3.1 Diagram alur perencanaa
15
16
3.2 Pengertian Alat Pengertian mesin pemotong kerupuk rambak kulit merupakan mesin yang dirancang untuk mempermudah proses pemotongan produksi kerupuk kulit rambak. Mesin pemotong kerupuk rambak kulit ini merupakan mesin modifikasi dari mesin pemotong kerupuk rambak kulit yang sudah ada. Mesin pemotong kerupuk rambak kulit yang akan dibuat diharapkan dapat membantu dalam proses produksi pembuatan krupuk rambak kulit. Cara kerja mesin pemotong kerupuk rambak ini dengan memotong kulit rambak lembaran besar menjadikan potongan kecil-kecil sesuai ukuran. Mesin ini diharapkan dapat membantu dalam suatu proses pemotongan kerupuk rambak dengan rapi dan baik. 3.3 Prisip Kerja Alat Prinsip kerja mesin pemotong kerupuk rambak kulit ini adalah sumber tenaga motor listrik di transmisikan ke pulley 2 dan memutar pulley 3 dengan poros. Kemudian naik ke pulley 4 melalui v-belt. Sehingga pisau bergerak untuk memotong kulit yang secara otomatis turun langsung ke tempat penadah kerupuk rambak kulit. Sketsa mesin pemotong kerupuk rambak kulit dapat dilihat pada Gambar 3.2. 1 2
16 15
3 4
14
5 6 13 7
12 8 9
11 10 Gambar 3.2 Sketsa mesin12 pemotong kerupuk rambak kulit
17
Keterangan:
3.4
1. Landasan pisau
9. Bearing
2. Tutup pulley
10. V-belt motor listrik ke pulley
3. Saklar On/Off
11. V-belt pulley ke pisau
4. Pulley ke 4
12. Pulley ke 2
5. Motor listrik
13. Penadah adonan
6. Pulley ke 1
14. Gear
7. Pulley ke 3
15. Pisau pemotong
8. Poros antar pulley
16. Tempat masuk adonan
Perhitungan.
3.4.1 Perhitungan Perbandingan Putaran Pada Sistem Transmisi. Sistem transmisi pada mesin pemotong kerupuk rambak kulit dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Sistem Transmisi Pada Mesin Pemotong Kerupuk Rambak
a. Perhitungan perbandingan putaran pulley 3 dan pulley 4 dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 ukuran pulley 3 dan pulley 4
Perbandingan putaran pulley 3 dan pulley 4 dapat diperoleh dari perhitungan :
18
N3 = 286 rpm b. Perbandingan ukuran putaran pulley 1 dan pulley 2 dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5 ukuran pulley 1 dan pulley 2
Perbandingan putaran pulley 1 dan pulley 2 dapat diperoleh dari perhitungan :
N1 = 95,3 rpm
3.4.2 Perhitungan Torsi Pisau Untuk mendapatkan torsi pisau, sebelumnya kita telah melakukan percobaan untuk mendapatkan gaya pemotongan pisau yaitu sebesar 40 N dan diameter dari pisau pemotong adalah 60 mm. Dari data diatas maka dapat diketahui : Fpisau = 40 N r pisau = 30 mm T pisau = F pisau x r pisau = 40 N x 30 mm
19
= 1200 N.mm
3.4.3 Menghitung Gaya Sisi Kencang Sabuk I (T1+T2) 1. Perhitungan Panjang Sabuk 1. Perhitungan panjang sabuk 1 v-belt yang menghubungkan pulley poros penggerak dan pulley pisau penggerak. Besar diameter pulley pada poros penggerak adalah 2 inchi dan diameter pulley untuk pisau penggerak berdiameter 6 inchi. Jarak pulley yang ditransmisikan (x) 400mm, sehingga perhitungan panjang v-belt adalah sebagai berikut: L1 2 = (
(
)
L1 2 = (
)
)
(
)
= 319,1+800+6,45 = 1125 mm = (1 inchi = 25,4 mm) A- 45
Jadi panjang sabuk yang dibutuhkan pada poros penggerak menuju pisau penggerak adalah 1125 mm. V-belt yang dipakai untuk poros penggerak menuju pisau penggerak menggunakan sabuk tipe v-belt A-45 yang mempunyai panjang 45 inchi atau 1125 mm. 2. Menghitung Sudut Kontak Sabuk 1.
Gambar 3.6 Sudut kontak sabuk
20
Mencari sudut kontak pada pulley ( ). Besar diameter pulley yang ditransmisikan adalah 2 inchi dan diameter pulley untuk penggerak pisau berdiameter 6 inchi. Besar sudut kontak pada pulley yang berjarak 400 mm. Dari data diatas dapat diketahui :
sin
Jadi diperoleh : (
)
= 2,8 rad 3. Menghitung Perbandingan T1 dan T2
Gambar 3.7 Tegangan sisi tarik dan kendor sabuk
Mencari perbandingan tegangan sabuk 1 sisi kencang T1 dan tegangan sabuk sisi kendor T2. Tegangan sabuk berfungsi untuk menghitung gaya yang berkerja
21
pada poros. Sudut kontak pulley ( ) 2,8, koefisien gesek pulley ( ) 0,3 (R.S. Khurmi, 2005) dan sudut alur v-belt tipe A adalah sin 19o (R.S. Khurmi, 2005), sehingga perhitungan besar tegangan pada sabuk adalah sebagai berikut:
T1 = 10,4 T2 Persamaan 1 4. Menghitung torsi pada pulley pisau. Untuk mendapatkan T1 dan T2 menggunakan rumus torsi yang dipengaruhi gaya sisi kencang dan kendor sabuk. Nilai torsi didapatkan dari perhitungan torsi pisau. T = (T1-T2) . r pulley pisau 1200 = (T1-T2) . 76,2 (T1-T2) = (
)
(T1-T2) = 15,7 N Persamaan 2 5. Menghitung T1 Dan T2. Nilai T1 disubtitusikan ke persamaan 1 dan persamaan 2. 10,4 T2-T2 = 15,7 9,4 T2 = 15,7 T2 =
= 1,67 N
T1 = 15,7 + T2 = 15,7 + 1,67 = 17,37 N
22
3.4.4
Menghitung Torsi Pada Poros 2.
Mencari torsi poros 2 dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut : T poros 2 = (T1-T2) . r2 = (18,2-2,51) . 25,4 = 398,5 Nmm
3.4.5
Menghitung Gaya Sisi Kencang Sabuk 2 (T3+T4).
1. Menghitung Torsi Pada Poros Untuk mendapatkan T4 menggunakan rumus torsi yang dipengaruhi gaya sisi kencang dan kendor sabuk. Nilai torsi didapatkan dari perhitungan torsi poros. (T3-T4) r pulley 3 = 398,5 (T3-T4) =
= 3,12 N Persamaan 3
2. Perhitungan Panjang Sabuk 2. Perhitungan panjang sabuk 2 v-belt yang menghubungkan pulley motor penggerak dan pulley poros penggerak. Besar diameter pulley yang ditransmisikan motor penggerak adalah 2 inchi dan diameter pulley untuk poros penggerak berdiameter 10 inchi. Jarak pulley yang ditransmisikan (x) 210mm, sehingga perhitungan panjang v-belt adalah sebagai berikut: L3 4 = ( L3 4 = (
(
)
)
)
(
)
= 478,7+420+49,1 = 947,8 mm = (1 inchi = 25,4 mm) A-37 Jadi panjang sabuk yang dibutuhkan untuk menstransmisikan daya motor penggerak keporos penggerak adalah 947,8 mm. V-belt yang dipakai untuk mentransmisikan daya dari motor penggerak keporos penggerak menggunakan sabuk tipe v-belt A-37 yang mempunyai panjang 37 inchi atau 947,8 mm.
3. Perhitungan Sudut Kontak Sabuk 2. Perhitungan mencari sudut kontak pada pulley ( ). Besar diameter pulley yang mentransmisikan motor adalah 2 inchi dan diameter pulley untuk poros
23
penggerak berdiameter 10 inchi. Besar sudut kontak pada pulley yang berjarak 210 mm. sehingga perhitungan besar sudut kontak pada pulley adalah sebagai berikut:
Jadi diperoleh : (
)
2,14 rad
4. Menghitung Perbandingan T1 Dan T2. Perhitungan tegangan sabuk 2 mencari perbandingan tegangan sabuk 2 sisi kencang T3 dan tegangan sabuk sisi kendor T4. Tegangan sabuk berfungsi untuk menghitung
gaya yang berkerja pada poros. Sudut kontak pulley ( ) 2,14,
koefisien gesek pulley ( ) 0,3 (R.S. Khurmi, 2005), dan sudut alur v-belt tipe A adalah sin 19o (R.S. Khurmi, 2005), sehingga perhitungan besar tegangan pada sabuk adalah sebagai berikut:
24
= 7,24 T3 = 7,24 T4 5. Perhitungan T3 Dan T4. Nilai T3 disubtitusikan ke persamaan diatas. 7,24 T4 – T4 = 3,12 9,4 T4 = 3,12 T4 = = 0,48 N
T3 = 3,12+T4 = 3,12+0,48 = 3,6 N
3.4.7 Perhitungan Torsi Pada Motor. Untuk menghitung daya motor maka kita harus menghitung torsi motor terlebih dahulu. T motor = (T3-T4) . r motor = (3,6-0,48) . 25,4 = 79,2 Nmm = 0,0792 Nm
3.4.7 Perhitungan Daya Motor. Jadi daya dapat dihitung dengan perhitungan sebagai berikut : P= =
= 11,8 Watt
Dari perhitungan daya motor diatas dapat disimpulkan penggunaan sabuk menggunakan sabuk tipe A-45 dan A-37. 3.4.8
Perhitungan Luas Penampang Sabuk. Luas penampang sabuk dapat dihitung sebagai berikut :
25
Gambar 3.8 Luas penampang sabuk. Tan 19º = x = 8 x 0,34 x = 2,75 mm
c = b- 2x = 13 – 2. 2,75 = 7,5 mm
A = luas penampang v-belt A= = = 82 mm2
