BAB II LANDASAN TEORI Baja Struktural. Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa

6

BAB II LANDASAN TEORI

2.1.

Baja Struktural Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa

elemen lainnya, termasuk karbon. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2 % hingga 2.1 % berat sesuai grade-nya. Elemen berikut ini selalu ada dalam baja : karbon, mangan, fosfor, sulfur, silicon dan sebagian kecil oksigen, nitrogen dan alumunium. Selain itu ada elemen lain yang ditambahkan untuk membedakan karakteristik antara beberapa jenis baja diantaranya : mangan, nikel, krom, molybdenum, boron, titanium, vanadium dan niobium. [1] 2.1.1. Macam-Macam Baja Struktural 2.1.1.1

Wide Fange (WF)

Gambar 2.1 Penampang Baja Wide Fange

6

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

7

Baja Wide Flang (WF) atau baja H-Beam ini biasanya digunakan untuk membuat sebuah kolom, balok tiang, tiang pancang, top dan botton choed member pada truss, composite beam atau coloum, kanti liverkanopi, dan masih banyak lagi kegunaannya. Ukuran dari baja WF dapat dilihat dalam tabel 2.1 berikut ini. [2] Tabel 2.1 Ukuran baja WF

2.1.1.2

U Channel (Kanal U, UNP)

Gambar 2.2 Penampang Baja U Channel

7


8

Baja Channel atau UNP ini mempunyai kegunaan yang hamper sama dengan baja WF, kecuali untuk kolom jarang baja UNP ini jarang digunakan karena strukturnya yang mudah mengalami tekukan disetiap sisinya. Bukan hanya baja WF yang mempunyai istilah lain baja UNP : Kanal U, U-Channel, Profil U. Ukuran dari baja UNP dapat dilihat dalam tabel 2.2 berikut ini. [2] Tabel 2.2 Ukuran baja UNP

2.1.1.3

C Channel (Kanal C, CNP)

Gambar 2.3 Penampang Baja CNP


9

Baja Channel C (CNP) biasa digunakan untuk : purlin ( balok dudukan penutup atap), girts ( elemen yang memegang penutup dinding misalnya metal sheet), member pada truss, rangka komponen arsitektural. Istilah lain : balok purlin, kanal C, CChannel, profil C. Ukuran dari baja CNP dapat dilihat dalam tabel 2.3 berikut ini. [2] Tabel 2.3 Ukuran baja CNP

2.1.1.4

Rectangular Hollow Section (RHS)

Gambar 2.4 Penampang Baja RHS Baja jenis ini biasanya digunakan untuk komponen rangka arsitektural (ceiling, partisi gipsum), rangka dan support ornament-ornamen non struktural. Istilah lain dari


10

Baja RHS : besi hollow, profil persegi. Ukuran dari baja CNP dapat dilihat dalam tabel 2.4 berikut ini. [2] Tabel 2.4 Ukuran Baja RHS

2.1.1.5

Steel Pipe

Gambar 2.5 Penampang Steel Pipe Penggunaan : bracing (horisontal dan vertikal), secondary beam (biasanya pada rangka atap), kolom arsitektural, support komponen arsitektural (biasanya eksposed, karena bentuknya yang silinder mempunyai nilai artistik). Istilah lain dari Steel Pipe : steel tube, pipa hitam, pipa galvanis. Ukuran dari steel pipe dapat dilihat dalam tabel 2.5 berikut ini. [2]


11

Tabel 2.5 Ukuran Steel Pipe

2.1.2. Sifat-Sifat Bahan Baja Struktural Sifat mekanis suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut memberikan perlawanan apabila diberikan beban pada bahan tersebut atau dapt dikatakan sifat mekanis adalah kekuatan bahan memikul beban yang berasal dari luar. Sifat penting pada baja adalah kuat tarik.[3] Pada waktu terjadi regangan awal, baja belum sampai berubah bentuknya dan bila beban yang menyebabkan regangan tadi dilepas, maka baja akan kembali ke bentuk sumula. Regangan ini disebut degan regangan elastisitas karena sifat bahan masih elastis. Perbandingan antara tegangan dengan regangan dalam keadaan elastisitas disebut dengan modulus elastisitas. [3] Sifat-sifat mekanis baja structural untuk perencanaan ditetapkan sebagai berikut : 1) Modulus Elastisitas

: E = 200.000 MPa

2) Modulus Geser

: G = 80.000 MPa

3) Nisbah Poisson

: µ = 0,3

4) Koefisien Pemuaian

: á = 12 X 10 – 6 / oC


12

2.2. Patent Review 1.2.1 Sistem Pengupasan dan Pemisahan Kulit Buah Kopi Kering dengan Biji Kopi Prinsip kerja mesin pengupas kulit buah kopi kering adalah memisahkan kulit dengan biji kopi. Agar dapat mencapai tujuan tersebut maka perlu dirancang mata pisau yang sesuai. Sementara untuk memisahkan kulit dengan biji kopi, proses yang digunakan adalah dengan memanfaatkan perbedaan berat jenis antara biji kopi dengan kulitnya yang telah dikupas. 1.2.2 Lingkup Penelitian Pada industri pengolahan pengupasan buah kopi kering terdapat beberapa jenis mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering. Umumnya perbedaanya adalah pada mata pisau dan juga teknologi pemisahan kulit dan biji kopi yang sudah dikupas. Berdasarkan hasil pencarian yang penulis lakukan, maka berikut ini adalah beberapa paten yang terdaftar untuk jenis mata pisau untuk mengupas kulit buah kopi kering dan teknologi pemisahan kulit yang dikupas dari biji kopi kering. a)

Mill Of Grinding Coffee And Other Substances oleh Hiram Twiss Dipatenkan pada 19 Juni 1837, dengan nomor paten 0000243. [4]

Gambar 2.6 Mill Of Grinding Coffee And Other Substances


13

Mesin ini hanya berfungsi untuk mengupas kulit kopi dan digerakkan secara manual dengan kapasitas yang tidak terlalu besar. b)

Hulling Machine oleh Iram D & Andrew Crawford Dipatenkan pada 31 januari 1871, dengan nomor paten 111323. [5]

Gambar 2.7 Hulling Machine Mesin ini menggunakan lebih dari satu mata pisau untuk mengupas kulit kopi menggunakan saringan yang digerakkan maju-mundur (shacking screen) untuk memisahkan antara kulit kopi dengan biji kopi. c)

Coffee Cleaner oleh H.B. Stevens Dipatenkan pada 25 Januari 1876, dengan nomor paten 172671. [6]

Gambar 2.8 Coffee Cleaner


14

Mesin ini menggunakan mata pisau dengan bentuk ulir kiri dan kanan pada satu poros untuk mengupas kulit kopi, serta menggunakan sistem penyaring bertingkat untuk memisahkan kulit dengan biji kopi. d)

Coffee Huller oleh J.H Pendleton Dipatenkan pada tanggal 8 Mei 1877, dengan nomor paten 190614. [7]

Gambar 2.9 Coffee Huller Mesin yang hanya berfungsi mengupas kulit buah kopi kering ini menggunakan bantalan karet yang dipasang di bagian dalam chasing untuk membantu kerja mata pisau utama. e)

Coffee and Rice Huller oleh C.B. Brown Dipatenkan pada tanggal 21 Oktober 1879, dengan nomor paten 220698. [8]

Gambar 2.10 Coffee and Rice Huller


15

Mesin ini menggunakan permukaan elastis untuk membantu kerja mata pisau utama dalam mengupas kulit kopi. Permukaan ini dapat diatur jaraknya terhadap mata pisau utama. f)

Coffee Huller oleh J. Guardiola Dipatenkan pada 6 April 1886, dengan nomor paten 339288. [9]

Gambar 2.11 Coffee Huller Mesin yang menggunakan transmisi gear ini memecahkan buah kopi kering dengan cara menekannya, sehingga biji kopi akan keluar dari kulitnya. g)

Coffee Huller and Polisher oleh R. Okrassa Dipatenkan pada 13 Agustus 1912, dengan nomor paten 1035631. [10]

Gambar 2.12 Coffee Huller


16

Sistem kerja mesin ini menggunakan screw yang berputar dan memaksa buah kopi kering bergesekan dengan dinding screw, sehingga kulit kopi kering akan terkelupas. Pada mesin ini sistem pembuangan kulit kopi menggunakan hembusan udara yang dialirkan melalui katub. h)

Chaff Separator For Coffee Mill oleh Bernhard Nordin Dipatenkan pada tanggal 11 Februari 1913 dengan nomor patent 1052616. [11]

Gambar 2.13 Chaff Separator For Coffee Mill Mesin yang digerakkan secara manual ini sudah memiliki teknologi untuk memisahkan kulit kopi dengan biji kopi, dengan cara menghembuskan angin. 2.3. Kajian Singkat Produk Mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering adalah mesin yang digunakan untuk membantu dalam proses pengolahan kopi kering. Kopi yang akan dibuat bubuk harus melalui pengolahan mesin ini. Mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering ini mempunyai sistem transmisi berupa puli dan sabuk-V. Gerak putar dari motor listrik ditransmisikan ke puli 1, kemudian puli 1 ditransmisikan ke puli 2 dan ke puli 3 dengan menggunakan sabuk-V. Ketika motor dihidupkan, maka motor akan berputar kemudian putaran ditransmisiskan oleh sabuk-V untuk menggerakan poros pengupas dan poros pemisah. Jika poros pengupas telah berputar maka kopi siap untuk untuk dimasukan kedalam hopper dan buka pintu masuk kopi, maka buah kopi kering


17

akan masuk kedalam ruang pengupas dan proses pengupasan kulit buah kopi akan berlangsung. Dengan menggunakan tuas pengatur yang dihubungkan dengan penggilas maka hasil dari pengupasan kulit biji kopi bisa disesuaikan kebutuhan. Pada mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering ini juga terdapat blower dan tabung berlubang yang berfungsi sebagai pemisah antara kulit buah kopi kering dengan biji kopi sehingga petani tidak perlu lagi memisahkan kulit kopi dengan biji kopi. 2.4.Tuntutan Mesin Dari Sisi Calon Pengguna Mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering merupakan sebuah alat yang berfungsi sebagai pengupas kulit buah kopi dalam proses pengolahan kopi. Mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering ini memiliki berbagai tuntutan mesin yang harus dapat dipenuhi sehingga nantinya mesin ini dapat diterima dan memenuhi segala kebutuhan pemakai. Berikut tuntutan-tuntutan dari mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering tersebut : 1. Tidak lagi menggunakan tenaga manusia sebagai tenaga utama penggerak putarannya. 2. Mudah dalam penggunaan dan perawatannya. 3. Dapat memberi kenyamanan lebih dari pada mesin yang sudah ada. 4. Mesin dapat dipindah tempatkan dengan mudah. 2.5. Analisis Morfologi Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah Kopi Kering Analisis morfologi adalah suatu pendekatan yang sistematis dalam mencari sebuah alternatif penyelesaian dengan menggunakan matriks sederhana. Analisis morfologi suatu mesin dapat terselesaiakan dengan memahami karakteristik mesin dan mengerti akan berbagai fungsi komponen yang akan digunakan dalam mesin. Dengan


18

segala

sumber

informasi

tersebut

selanjutnya

dapat

dikembangkan

untuk

memilihkomponen-komponen mesin yang paling ekonomis, segala perhitungan teknis dan penciptaan bentuk dari mesin yang menarik. Analisis morfologi sangat diperlukan dalam perancangan mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering untuk mendapatkan sebuah hasil yang maksimal.Berikut adalah gambaran tentang analisis morfologi mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering Energi

a

Mekanisme

b

Material

Dimensi

Tuntutan Perencanaan

Ergonomi

Keamanan

Produksi

Perawatan

Transportasi

Diagram 2.1 Tuntutan Perancangan Mesin Pengupas dan pemisah Kulit Buah Kopi Kering (1)

18


c

d

e

f

g

h

i

19

a

b

c

Persyaratan

Persyaratan

Persyaratan

Menggunakan tenaga motor

Keharusan

Dapat diganti dengan penggerak lain

Keinginan

Mekanisme mudah beroperasi

Keharusan

Menggunakan sistem transmisi untuk mendapatkan keuntungan mekanis

Keharusan

Mudah didapat dan harganya murah

Keharusan

Sesuai dengan standar umum

Keharusan

Memiliki umur pakai yang panjang

Keharusan

Mempunyai sifat mekanis yang baik

Keharusan

Panjang Mesin

± 1000 mm

d

Keharusan

Lebar mesin ±820 mm

Keharusan

Tinggi mesin ± 900 mm

Keharusan

Dimensi dapat diperbesar atau diperkecil

Keinginan

Persyaratan

Diagram 2.1 Tuntutan Perancangan Mesin Pengupas dan Pemisah Kulit Buah Kopi Kering (2)


20

e

f

g

h

i

Persyaratan

Persyaratan

Persyaratan

Persyaratan

Persyaratan

Sesuai dengan kebutuhan

Keharusan

Mudah dipindahkan

Keharusan

Tidak bising

Keharusan

Mudah dioperasikan

Keharusan

Konstruksi kokoh

Keharusan

Bagian yang berbahaya ditutup

Keharusan

Tidak menimbulkan polusi

Keharusan

Dapat diproduksi bengkel kecil

Keharusan

Biaya produksi relatif murah

keharusan

Dapat dikembangkan lagi

keharusan

Suku cadang murah dan mudah didapat

Keharusan

Biaya perawatan murah

Keharusan

Perawatan mudah dilakukan

Keharusan

Mudah dipindahkan

Keharusan

Perlu alat khusus untuk memindahkan

Keinginan

Diagram 2.1 Tuntutan Perancangan Mesin Pengupas dan pemisah Kulit Buah Kopi Kering (3)


21

2.5.1. Pohon tujuan diagramatik mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering. Pohon tujuan perancangan adalah sebuah urutan yang membentuk diagram yang menunjukan hubungan yang hierarki antara tujuan dengan sub tujuan. Percabangan pada pohon tujuan menunjukan cara untuk mencapai tujuan tertentu. [12] Berdasarkan data tentang tuntutan perancangan dan matrik morfologi, maka dapat disusun suatu skema klasifikasi yang disebut diagram pohon tujuan perancangan mesin pengupas dan pemisah kulit buah kopi kering, dan lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram dibawah ini :

Desain

Penggunaan Profil Rangka

Profil Siku

Bentuk Hopper

Limas Segi Empat

Bentuk Pengupas

Rol Bergerigi

Penggerak

Motor Listrik

Sistem Transmisi

Puli dan sabuk-V Panjang 1000 mm

Dimensi

Lebar 820 mm Tinggi 900 mm

Kaki Mesin

Profil Siku

Warna

Biru

Diagram 2.2 Pohon Tujuan Atribut Desain


22

Bahan

Rangka yang kuat

Carbon Steel

Hopper yang ringan dan kokoh

Carbon Steel

Casing ruang blower yang ringan dan kokoh

Carbon Steel

Outlet kulit kopi dan outlet biji kopi yang ringan dan kokoh

Carbon Steel

Diagram 2.3 Pohon Tujuan Atribut Bahan

Fungsi

Mengupas kulit buah kopi yang sudah kering

Diagram 2.4 Pohon Tujuan Atribut Fungsi

2.6. Identifikasi Analisis Teknik Yang Digunakan Dalam Perancangan 2.6.1. Teori Desain Perancangan Perancangan adalah kegiatan awal dari suatu rangkaian dalam proses pembuatan produk. Tahap perancangan tersebut dibuat keputusan-keputusan penting yang mempengaruhi kegiatan-kegiatan lain yang menyusulnya. Sehingga sebelum produk dibuat terlebih dahulu dilakukan proses perancangan yang nantinya menghasilkan sebuah gambar skets atau gambar sederhana dari produk yang akan dibuat. Gambar skets yang telah dibuat kemudian digambar kembali dengan aturan gambar sehingga dapat dimengerti oleh semua orang yang ikut terlibat dalam proses pembuatan produk tersebut. Gambar hasil perancangan adalah hasil akhir dari proses perancangan.[12]


23

2.6.2. Poros Poros adalah komponen alat mekanis yang mentransmisikan gerak berputar dan daya. Poros ini merupakan satu kesatuan dari sembarang sistem mekanis di mana daya yang ditransmisikan dari penggerak utama.[13] Poros dibedakan menjadi tiga macam berdasarkan penerus dayanya yaitu : a. Poros Transmisi Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt, puli, sprocket, rantai, dll.[13]

Gambar 2.14 Poros Transmisi b. Poros Gandar Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana poros gandar ini tidak mendapat beban puntir dan hanya memperoleh beban lentur. [13]

Gambar 2.15 Poros Gandar


24

c. Poros Spindle Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek, misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil. [13] Rumus yang digunakan dalam perhitungan untuk merancang poros yang mengalami beban puntir dan beban lentur antara lain : a. Besar tegangan bahan yang diijinkan 𝜎

𝜎𝑡 = 𝑆 𝑥 𝐶 ( Sularso, Kiyokatsu Suga: 68)………………………………………...(1) 𝑏 Keterangan : 𝜎𝑡

= tegangan yang diijinkan

σ

= kekuatan tarik

S

= faktor keamanan

Cb

= faktor pemakaian

b. Menghitung daya rencana Pd = fc .P(Sularso, Kiyokatsu Suga: 7)………………………………..………...…(2) Keterangan : Pd

= daya rencana

fc

=faktor koreksi

P

=daya nominal

c. Menghitung Torsi yang terjadi pada poros 𝑃

T =9,74 𝑥105 𝑛𝑑 (Sularso, Kiyokatsu Suga: 7)…………………………………(3)


25

Keterangan : T

= Torsi

n

= Putaran pada poros

d. Menentukan diameter poros 5,1

D = [ 𝜏𝑎

1

(𝐾𝑚 𝑀)2 + (𝐾𝑡 𝑇)2 ]3 (Sularso, Kiyokatsu Suga: 18)…………………...(4)

Keterangan : D

= diameter poros (mm)

Km

= faktor koreksi momen lentur

Kt

= faktor koreksi momen puntir

M

= momen lentur

T

= torsi

2.6.3. Pasak Pasak adalah sebuah komponen pemesinan yang ditempatkan di antara poros dan naf elemen pemindah daya untuk maksud pemindahan torsi. Pasak dapat dilepas untuk pemasangan dan pelepasan sistem poros. Pasak dipasang pada alur aksial yang dibuat pada poros, disebut keyset. [13] Macam-macam pasak berdasarkan bentuknya terdiri dari : a) Pasak paralel empat persegi panjang dan bujur sangkar Jenis pasak yang paling umum untuk poros yang berdiameter sampai dengan 6,5 in atau 16,51 cm adalah pasak bujur sangkar. Untuk pasak tipe empat persegi panjang disarankan untuk poros yang lebihi besar dan digunakan untuk poros yang lebih kecil apabila ketinggian yang lebih rendah dan dapat diterima.[13]


26

Gambar 2.16 Pasak paralel empat persegi panjang dan bujur sangkar b) Pasak tirus dan pasak berkepala Pasak tirus dirancang untuk diselipkan dari ujung poros setelah naf tepat pada posisinya bukan dengan dipasang lebih dahulu lantas memasukan naf di atas pasak sepertinya halnya pasak pararel. Ketirusan memanjang sekurang-kurangnya sama dengan panjang naf, dan ketinggian H, diukur pada ujung naf sama seperti pasak paralel. Ketirusan pasak biasanya 1/8 in atau 0,3175 cm. [13]

Gambar 2.17 Pasak tirus dan pasak berkepala c) Pasak jarum Pasak jarum adalah pena silindris yang diletakan dalam alur silindris pada poros dan naf, jika dibandingkan dengan pasak pararel dan pasak tirus, pasak jarum menghasilkkan faktor konsentrasi tegangan yang lebih rendah. Diperlukan suaian rapat antara jarum dan alur untuk menjamin jarum tidak akan lepas dan tekanan merata sepanjang jarum. [13] d) Pasak tembereng Bila beban ringan dan diinginkan relatif mudah memasang dan melepasnya, pasak tembereng baik untuk dipertimbangkan. Alur melingkar pada poros menahan pasak dalam posisinya, sementara bagian pesangannya meluncur diatas pasak. [13]


27

Gambar 2.18 Pasak tembereng Rumus yang digunakan dalam perhitungan perencanaan pasak antara lain : a. Tegangan geser maksimum yang ada pada pasak τd =

0.5 𝑆𝑦 𝑁

(Robert L.Mott:469)…………………………………………….…….(5)

Keterangan : 𝜏𝑑

= Tegangan geser maksimum

Sy

= Tegangan luluh

N

= Faktor rancangan

b. Menentukan panjang pasak yang dibutuhkan L =𝜏

2𝑇 𝑑

𝐷𝑊

(Robert L.Mott:469)………………………………………………..….(6)

Keterangan : L

= Panjang pasak

T

= Torsi

𝜏𝑑

= Tegangan geser maksimum

𝐷

=Diameter nominal poros

𝑊

= Lebar nominal pasak

c. Tegangan tekan yang terjadi pada pasak 4𝑇

σ =𝐷 𝐿 𝐻 (Robert L.Mott:470)………………………………………………..……(7) Keterangan : σ

= Tegangan tekan,

H

= Tinggi nominal pasak


28

T

= Torsi

D

= Diameter nominal poros

L

= Panjang pasak

2.6.4. Metode untuk mengikat elemen-elemen pada poros 2.6.4.1. Pena Dengan elemen terpasang pada poros, sebuah lubang dapat dibor menembus naf dan poros, dan sebuah pena dapat dimasukan dalam lubang itu. Kadang-kadang pena dibuat kecil untuk memastikan bahwa pena akan patah jika mengalami beban lebih, tujuannya untuk melindungi bagian-bagian mekanis yang kritis. [13]

Gambar 2.19 Sambungan Pena silindris, Pena tirus dan Pena pegas 2.6.4.2. Naf tanpa pasak untuk sambungan poros Penggunaan ring baja yang terpasang ketat disekeliling poros yang halus memungkinkan torsi dipindahkan antara naf elemen pemindah daya dan poros tanpa pasak. Sambungan ini dapat memindahkan gaya aksial dan torsi dengan roda gigi miring. [13] Keuntungan sambungan tanpa pasak adalah tidak adanya pasak, alur pasak, atau seplain, dan biaya pemesinan; suaian sesak dari elemen penggerak sekeliling poros; kemampuan memindahkan beban yang berubah-ubah atau secara dinamis; dan kemudahan memasang, melepas dan mengatur elemen. [13]


29

Gambar 2.20 Sambungan Naf tanpa pasak untuk sambungan poros 2.6.4.3. Naf polygon untuk sambungan poros Gambar 2.21 Menunjukan sambungan poros dengan naf yang menggunakan pasangan khusus bentuk polygon untuk memindahkan torsi tanpa pasak atau seplain. Sambungan ini dapat dibuat pada poros dengan ukuran 0,1884 in (76 mm) sampai 8,00 in (203 mm). Torsi dipindahkan dengan distribusi beban pada setiap sisi polygon, yang dapat menghapus aksi geseran yang ada pada pasak atau seplain. [13]

Gambar 2.21 Macam-macam sambungan naf polygon untuk sambungan poros 2.6.4.4. Bus tirus belah Bus tirus belah menggunakan pasak untuk memindahkan torsi lokasi aksial pada poros diberikan oleh aksi penjepitan bus belah yang mempunyai ketirusan kecil pada permukaan luarnya. Bila bus ditarik ke dalam naf pasangannya dengan sejumlah sekrup, bus terbawa ke dalam kontak dengan poros untuk mencekam rakitan dalam posisi aksial yang sempurna. [13]


30

Gambar 2.22 sambungan bus tirus belah 2.6.4.5. Sekrup penetap Sekrup penetap adalah pengikat berulir yang digerakan secara radial menembus naf sampai menunjang permukaan luar poros. Ujung sekrup penetap dapat rasat, oval, berbentuk kerucut, melengkung atau bentuk lainnya. [13]

Gambar 2.23 Sekrup penetap 2.6.4.6. Tirus dan sekrup Elemen pemindah daya yang dipasang pada ujung poros dapat dikunci dengan sekrup da cincin penahan. Tirus memberikan konsentrisitas yang baik dan kapasitas pemindahan torsi sedang. [13]

Gambar 2.24 Tirus dan Sekrup


31

2.6.4.7. Suaian sesak Membuat diameter poros lebih besar daripada diameter lubang elemen pasangannya menghasilkan suaian sesak. Tekanan yang dihasilkan anatara poros dan naf memungkinkan pemindahan torsi besar, bergantung pada tingkat kesesakannya. Kadang-kadang suaian sesak dikombinasikan dengan pasak, dimana pasak memberikan penggerak positif (tanpa selip) dan suaian sesak menjamin konsentrisits. [13] 2.6.4.8. Pencetakan Roda gigi plastik dan roda gigi coran dapat dicetak secara langsung pada porosnya. Roda gigi sering digunakan pada lokasi yang dikartel, tujuannya untuk meningkatkan kemampuan memindahkan torsi. Modifikasi prosedur ini adalah dengan mengambil roda gigi yang terpisah dengan naf yang telah disiapkan, kemudian menempatkannya pada posisi yang tepat di poros, lantas menuang seng ke dalam ruang antara poros dan naf untuk menguncinya. [13] 2.6.5. Bantalan Bantalan merupakan elemen mesin yang mampu menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, da panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. [13] Adapun jenis-jenis dari bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1) Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros. a. Bantalan luncur (Sliding Contact Bearing) b. Bantalan gelinding (Rolling Contact Bearing)


32

2) Atas dasar arah beban terhadap poros. a. Bantalan radial b. Bantalan aksial c. Bantalan khusus Pemasangan bantalan poros diantara poros dan dudukan bertujuan untuk memperlancar putaran poros, mengurangi gesekan dan mengurangi panas serta menambah ketahanan poros. Syarat bantalan poros harus presisi ukuran yang tinggi sehingga tidak kocak dalam bekerja. [13] Rumus yang digunakan dalam Perhitungan perancangan bearing antara lain : 1. Beban eqivalen P = (X.V.R) . (Y.T) (Robert L.Mott:576)………………………………….…….(8) Keterangan : P = beban eqivalen X = faktor radial Y = faktor aksial R = beban radial T = beban aksial V = faktor putaran (seperti ditetapkan) 2. Umur nominal, Ld 𝐶

Ld = 106.(𝑃𝑑 )k(Robert L.Mott:573) ……………………………………………….(9) Ld = (h)(rpm)(60min/h) (Robert L.Mott:573) ………………………..……….....(10) Keterangan : Ld = umur nominal


33

C = beban nominal dinamis P = beban eqivalen 2.6.6. Sabuk-V Jarak yang cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan tidak memungkinkan menggunakan transmisi langsung dengan roda gigi. Sabuk-V merupakan sebuah solusi yang dapat digunakan. Sabuk-V adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampangh trapesium. Dalam penggunaannya sabuk-V dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. [14] Sabuk-V

banyak

digunakan

karena

sabuk-V

sangat

mudah

dalam

penanganannya dan murah harganya. Selain itu sabuk-V juga memiliki keunggulan lain dimana sabuk-V akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tidak bersuara. [14]

Gambar 2.25 Penampang sabuk-V Penampang sabuk-V dapat diperoleh atasa dasar daya rencana dan putaran poros penggerak. Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya yang diteruskan dengan faktor koreksi. Transmisi sabuk-V hanya dapat menghubungkan poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. [14]


34

Sabuk-V juga memiliki keunggulan dibandingkan dengan transmisi-transmisi yang lain, sabuk-V dapat memungkinkan untuk terjadinya slip. Oleh karena itu, maka perencanaan sabuk-V perlu dilakukan untuk memperhitungkan jenis sabuk yang digunakan dan panjang sabuk yang akan digunakan. [14] Rumus yang digunakan dalam perancangan pemilihan sabuk-V antara lain : a. Daya rencana (Pd) Pd = fc . P (Sularso, Kiyokatsu Suga:7)……………………………..…………....(11) Keterangan : P = daya (kW) Pd = daya rencana (kW) b. Momen rencana (T1, T2) 𝑃

T1 = 9,74 . 105. (𝑛 𝑑 ) (kg.mm) (Sularso, Kiyokatsu Suga:7)…………………...…(12) 1

Keterangan : Pd = daya rencana (kW) n1 = putaran poros penggerak (rpm) c. Kecepatan sabuk (v) 𝑑𝑝 𝑛 1

v = 60 .1000 (Sularso, Kiyokatsu Suga:166) ………………………..………...….(13) Keterangan : v = kecepatan puli (m/s) dp =diameter puli (mm) n1 = putaran puli (rpm)


35

d. Panjang keliling (L) 𝜋

L = 2C+ 2 𝐷𝑝 + 𝑑𝑝 +

1 4𝐶

(𝐷𝑝 − 𝑑𝑝 )2 (Sularso, Kiyokatsu Suga:170.…….…..(14)

e. Sudut kontak (θ) θ = 180 -

57(𝐷𝑝 −𝑑 𝑝 )

(Sularso, Kiyokatsu Suga:173)……………………………...(15)

𝐶

Keterangan : L = panjang keliling θ = sudut kontak C = jarak sumbu poros (mm) Dp = diameter puli besar (mm) dp = diameter puli kecil (mm) 2.6.7. Blower 2.6.7.1 Definisi Blower Pengertian blower adalah mesin atau alat yang digunakan untuk menaikan atau memperbesar tekanan udara atau gas yang akan dialirkan dalam suatu ruangan tertentu juga sebagai pengisapan atau pemvakuman udara atau gas tertentu. Untuk keperluan gas, blower dipakai untuk mengeluarkan gas dari oven kokas, ini disesnut dengan exhauster. Bila tekanan pada sisi hisap adalah diatas tekanan atmosfer (seperti yang kadang-kadang dipakai industry kimia dimana tinggi tekan yang cukup besar harus tersedia untuk dapat mensikurlasikan gas-gas melalui berbagai proses) blower ini dikenal dengan nama booster atau circulator. [15] 2.6.7.2 Jenis-jenis Blower Sisi inlet kipas sentrifugal dapat didesain dengan dua inlet atau satu inlet saja. Hal ini tentu disesuaikan dengan kebutuhan debit aliran fluida yang ingin dihasilkan.


36

Dengan menggunakan sistem double inlet akan didapatkan debit aliran yang lebih besar dibandingkan dengan single inlet. [15]

Gambar 2.26 Kipas Sentrifugal dengan Double Inlet Karakteristik performansi dari kipas sentrifugal tergantung pada jenis dari bentuk kipas yang digunakan. Secara umum bentuk kipas sentrifugal ada tiga tipe yakni : 1. Backward Curved Blades Dengn bentuk sudu ini, kipas sentrifugal akan memiliki beberapa keuntungan sebagai berikut 

Efisiensi yang tinggi di atas 90%



Beroperasi dengan sangat stabil



Tidak berisik



Ideal untuk digunakan pada kecepatan tinggi



Tidak memiliki karakter daya overload

2. Straight Blade Tipe sudu ini memiliki kelebihan sebagai berikut 

Tahan terhadap abrasi



Perawatan yang simpel



Kapasitas yang luas

3. Radial Tip Blades


37

Tipe ini sangat dianjurkan digunakan pada fluida-fluida gas yang sifatnya abrasive. Selain itu kipas sentrifugal tipe ini memiliki keuntungan lain seperti berikut: 

Tidak memiliki karakter daya overload



Menghasilkan kapasitas besar



Beroperasi dengan sangat stabil



Kemampuan untuk membersihkan permukaan sudu dengan sendirinya.


BAB II LANDASAN TEORI Baja Struktural. Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa

Recommend Documents