METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan selama tiga bulan dimulai dari bulan September 2005 sampai Juni 2006 di Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian, Departemen Pertanian RI dan di Bengkel Teknik Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Kegiatan penelitian meliputi perancangan mesin (desain), perakitan mesin, pengujian mesin dan pembuatan laporan. Alat dan Bahan Dalam penelitian ini alat yang digunakan adalah peralatan bengkel seperti, alat las, bor, grinda, alat bubut, pemotong, mistar ukur dan lain sebagainya. Bahan-bahan yang akan digunakan adalah plat besi, besi berpenampang kubus, plat aluminium, rantai, gir, nylon 50 mm, Pillow block P207 dan P203j, as baja, kuningan dan stainless steel, motor listrik 3 fasa, gigi reducer, sproket 40B60 dan 40B36, rantai RS40, roda statis dan rotasional, mur dan baut, dan lain sebagainya. Analisis Perencanaan Agar mesin dapat melakukan penyortiran buah manggis secara otomatis dan efisien maka perlu dilakukan beberapa pertimbangan dalam merancangnya: Perencanaan kapasitas Dalam mendesain alat sortasi ini direncanakan kapasitas penggiringan buah manggis sebanyak 600 buah per jam. Perencanaan kebutuhan daya Penggerak konveyor mangkuk ini direncanakan menggunakan sumber tenaga gerak motor listrik, agar efisien maka perlu direncanakan daya dan putaran yang dibutuhkan untuk melakukan penggiringan yang efisien. Secara umum motor listrik berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik yang berupa tenaga putar didalam motor AC, kumparan motor tidak menerima
17
energi listrik langsung tetapi secara induksi seperti yang terjadi pada energi kumparan sekunder transformator. Oleh karena itu, motor AC dikenal dengan motor induksi. Sebenarnya motor induksi dapat di identifikasikan dengan transformator yang kumparan primer sebagai kumparan motor. Motor induksi polyphase banyak dipakai dikalangan industri, hal ini berkaitan dengan beberapa keuntungan dan kerugian yang ada, yaitu; Keuntungannya: harga relatif murah dan perawatannya mudah, sangat sederhana dan kuat, efisiensi tinggi pada kondisi putar normal. Sedangkan kerugiannya: kecepatan tidak dapat berubah, kopel awal mutunya rendah dibanding dengan motor DC shunt dan kecepatan tidak dapat diubah. Faktor keamanan Istilah faktor keamanan adalah faktor yang digunakan untuk mengevaluasi keamanan dari satu bagian mesin. Misalnya sebuah mesin diberi efek yang kita sebut sebagai F, kalau F dinaikkan sampai satu besaran tertentu maka akan mengganggu kemampuan bagian mesin. Kalau kita nyatakan batasan ini sebagai batas akhir, harga F sebagai Fu, maka faktor keamanan dapat dinyatakan sebagai berikut: FS =
Fu ........................................................................................................ 1 F
Bila F sama dengan Fu maka FS = 1 dan pada saat ini tidak ada keamanan. Akibatnya sering dipakai istilah batas keamanan (margin of safety). Batas keamanan ini dinyatakan dengan persamaan:
M = FS −1 .................................................................................................... 2 Istilah faktor keamanan dan batas keamanan banyak dipakai, begitu juga istilah Fu . Faktor keamanan untuk memperhitungkan ketidaktentuan yang mungkin terjadi atas beban yang bekerja pada bagian mesin tersebut. Salah satu cara memilih faktor keamanan adalah memperhitungkan faktor keamana total atau faktor keamanan menyeluruh. Faktor keamanan ini dipakai terhadap semua bagian mesin dan faktor yang tersendiri dipakai secara terpisah terhadap kekuatan dan terhadap beban atau terhadap tegangan yang terjadi akibat beban. F j = Fs × Fp ................................................................................................... 3
18
Dengan
Fs
dipakai
untuk
memperhitungkan
semua
variasi
atau
ketidaktetapan yang me nyangkut kekuatan Fp dipakai untuk memperhitungkan semua variasi yang menyangkut beban. Kalau kita menggunakan suatu faktor keamanan seperti Fs terhadap kekuatan, maka kekuatan yang didapat tidak akan pernah lebih kecil. Jadi harga terkecil dari kekuatan adalah: σ min × Fs = σ .................................................................................................. 4 jadi tegangan yang terbesar dapat dihitung : σ p = Fj × σ
atau
Fp = F j × F
Dengan Fj adalah komponen dari faktor keamanan total yang diperhitungkan secara terpisah terhadap ketidaktetapan yang menyangkut tegangan atau beban. Faktor keamanan dapat dengan cepat diperkirakan pada variasi lima ukuran yang akan dibahas berikut ini, faktor yang dipakai mengikuti aturan Thumb: FS = FSmaterial × FStegangan × FS geometri × FSanalisakegagalan × FSkeandalan .................. 5
• Perkiraan kontribusi untuk material, FSmaterial FS = 1.0
Jika properti material diketahui, jika secara experimental
diperoleh dari pengujian spesimen. FS = 1.1
Jika properti material diketahui dari buku panduan atau
nilai fabrikasi. FS = 1.2 – 1.4 Jika properti material tidak diketahui. • Perkiraan kontribusi untuk tegangan akibat beban, FStegangan FS = 1.0 – 1.1 Jika beban dibatasi pada beban statik atau berfluktuasi, jika beban berlebih atau beban kejut dan jika menggunakan metoda analisa yang akurat. FS = 1.2 – 1.3 Jika gaya normal dibatasi pada keadaan tertentu dengan peningkatan 20% – 50% dan metode analisa tegangan mungkin menghasilkan kesalahan dibawah 50%. FS = 1.4 – 1.7 Jika beban tidak diketahui atau metode analisa tegangan memiliki akurasi yang tidak pasti. • Perkiraan kontribusi untuk geometri, FSgeometri FS = 1.0
Jika toleransi hasil produksi tinggi dan terjamin.
FS = 1.0
Jika toleransi hasil produksi rata-rata.
FS = 1.1 – 1.2 Jika dimensi produk kurang diutamakan.
19
• Perkiraan kontribusi untuk analisa kegagalan, FSanalisa kegagalan FS = 1.0 – 1.1 Jika analisa kegagalan yang digunakan berasal dari jenis tegangan seperti tegangan uniaksial atau tegangan statik multiaksial atau tegangan lelah multiaksial penuh. FS = 1.2
Jika analisa kegagalan yang digunakan adalah luasan teori
yang sederhana seperti pada multiaksial, tegangan bolak-balik penuh dan tegangan rata-rata multiaksial. FS = 1.3 – 1.5 Jika analisa kegagalan adalah statis atau tidak mengalami perubahan seperti kerusakan pada umumnya atau tegangan rata-rata multiaksial. • Perkiraan kontribusi untuk keandalan, FSkeandalan FS = 1.2
Jika suatu komponen tidak membutuhkan keandalan yang
tinggi. FS = 1.2 – 1.3 Jika keandalan pada harga rata-rata 92% – 98%. FS = 1.4 – 1.6 Jika keandalan diharuskan lebih tinggi dari 99%. Perencanaan sistem transmisi sabuk gilir (timming-belt) Puli adalah suatu bagian dari mesin yang berguna untuk mendistribusikan daya dari satu poros ke poros lain, sehingga mekanisme mesin dapat berjalan dengan baik. Pada umumnya puli terbuat dari baja, baja tuang, besi tuang dan aluminium. Berdasarkan kedudukan rodanya, puli dapat dibagi menjadi puli tetap dan puli bergerak. Puli tetap adalah puli yang rodanya berputar pada poros yang tidak bergerak, sedangkan pada puli bergerak rodanya berputar pada poros yang kedudukannya dapat bergeser naik turun. Dalam pemakaian, roda puli tetap dan bergerak umumnya di gabung menjadi suatu konstruksi dan biasanya digunakan roda puli dengan jumlah yang banyak untuk memperkecil daya yang dibutuhkan. Puli juga dapat digunakan bersama-sama dengan sabuk (belt) dalam berbagai mesin. Dua puli yang saling dihubungkan oleh sabuk dimana puli yang satu diputar oleh poros pendorong dan puli yang lain memutar poros lainnya. Dalam perancangan ini roda puli diputar oleh poros utama mesin motor, kemudian roda ini selanjutnya menggerakan roda puli lain yang akan memutar poros gigi reducer untuk menurunkan putaran dan reducer tersebut akan memutar
20
poros yang terdapat di atas untuk menggerakan konveyor. Kelebihan penggunaan puli yang pertama adalah biaya pembuatan dan perawatan relatif lebih murah, yang kedua adalah suaranya lebih halus dibandingkan dengan roda gigi/sproket dan yang ketiga adalah lebih mudah mentransmisikan daya yang letak porosnya berjauhan. Sedangkan kekurangan pengguanaan puli yang pertama adalah efesiensinya lebih kecil dibanding dengan roda gigi/sproket dan yang kedua adalah lebih mudah slip karena puli memakai transmisi sabuk. Dalam perancangan puli ini, penulis menentukan diameter puli untuk mendapatkan perbandingan putaran, sehingga putaran dari motor dapat disalurkan baik dibesarkan atau dikecilkan sesuai dengan perancangan dengan menggunakan persamaan dari Sularso dan Kiyokatsu Suga (1978): Dp 1 n1 1 =1= = ; u = .................................................................................. 6 n2 dp u i
Dimana:
n1
= putaran poros motor penggerak (rpm)
n2
= putaran poros yang digerakkan (rpm)
Dp
= diameter puli yang digerakkan (mm)
dp
= diameter puli penggerak (mm)
Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan mentransmisikan langsung putaran atau daya menggunakan roda gigi, maka penggunaan sabuk luwes dan rantai ya ng dibelitkan di sekeliling puli dan sproket sangatlah berguna. Selain transmisi sabuk dan rantai juga terdapat transmisi kabel atau tali yang biasanya untuk tujuan khusus, kekurangan pada sabuk transmisi biasanya terjadi slip antara sabuk dan puli sehingga kecepatan putar pun tidak dapat disalurkan dengan baik. Sularso dan Kiyokatsu (1978) mengatakan bahwa transmisi dengan elemen mesin yang luwes dapat digolongkan atas transmisi sabuk, transmisi rantai, dan transmisi kabel/tali. Transmisi sabuk dapat dibagi atas tiga kelompok yaitu sabuk rata, sabuk penampang trapesium dan sabuk dengan gigi yang digerakkan dengan sproket. Sabuk rata dipasang pada puli silinder dengan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 10 m dengan perbandingan putaran antara 1 sampai 6 . Sabuk dengan penampang trapesium dipasang pada puli dengan 1 1 alur dan meneruskan momen antara dua poros yang jaraknya dapat sampai 5 m
21
dengan perbandingan putaran 11 sampai 71 . Sedangkan untuk sabuk yang digerakkan dengan sproket dengan jarak pusat sampai sampai mencapai 2 m dan meneruskan putaran secara tepat dengan perbandingan antara 11 sampai 61 . Dalam perencanaan ini jenis sabuk yang akan di gunakan adalah sabuk gilir, sabuk gilir terbuat dari karet neopren atau plastik poliuretan sebagai bahan cetak dengan inti dari serat gelas atau kawat baja, serta gigi- gigi yang dicetak secara teliti dipermukaan sebelah dalam dari sabuk. Karena sabuk gilir dapat melakukan transmisi mengait seperti pada roda gigi atau rantai, maka gerakan dengan perbandingan putaran yang tetap dapat diperoleh. Untuk meneruskan beban berat atau untuk kondisi kerja pada temperatur tinggi, lingkungan asam, basa atau lembab dapat dipakai sabuk dari karet neopren. Sabuk poliuretan digunakan untuk transmisi beban ringan yang pada umumnya inti bagian dalamnya terbuat dari serat gelas atau kawat baja. Batas maksimum kecepatan sabuk gilir kurang lebih 35 m/s yang berarti lebih tinggi dari sabuk-V dan daya yang di transmisikan sampai dengan 60 kW. Sabuk gilir dibuat dalam dua tipe, yaitu jenis jarak bagi lingkaran dan jenis modul. Jarak bagi dinyatakan dalam inchi sedangkan modul dalam milimeter.
Gambar 4 Sabuk gilir (Sularso dan Kiyokatsu Suga, 1978). Dalam desain ini direncanakan menggunakan sabuk bergerigi (gilir/timming belt) untuk mentransmisikan daya dan putaran dari motor listrik ke reducer untuk menurunkan putaran motor dan dari reducer ke poros konveyor sebagai penggerak utama sistem transportasi. Untuk itu diagram alir perencanaan sabuk gilir ditampilkan dalam Gambar 5.
22 S T A R T
a
b
1. Daya ditransmisikan: P (kW) Putaran poros: n1 (rpm) Perbandingan reduksi putaran l Jarak sumbu poros C (mm)
18. Lebar gigi puli Ww (mm) 19. Batas lebar gigi puli Wwlim (mm)
2. Faktor koreksi fc 3. Daya Rencana Pd (kW)
<
20. Ww : Wwlim
= 4. Momen puntir rencana T1, T2 (kg mm) 5. Bahan poros Perlakuan panas 6. Diameter poros ds1, d s2 (mm)
21. Penampang sabuk Panjang keliling (dalam jumlah gigi) Lebar sabuk Jumlah gigi puli penggerak dan yang digerakan Jarak sumbu poros
7. Pemilihan penampang sabuk S T O P 8. Jumlah gigi puli z1 , z2 Perbandingan reduksi i
E N D
9. Diameter puli dp , Dp (mm) Diameter luar puli d k, Dk (mm) Diameter naf puli d B, DB (mm)
10. Panjang keliling Lp (dalam jumlah jarak bagi)
b
11. Nomor nominal dan panjang sabuk dalam perdagangan L 12. Jarak sumbu poros (dalam jarak bagi) Cp, C (mm)
13. Daerah penyetelan S Ci, S Ct (mm) 14. Daya yang ditransmisikan per satuan lebar Po (kW) 15. Sudut kontak ? (o ) Jumlah gigi terkait (JGT) Faktor koreksi JGT ft 16. Faktor lebar gigi fw 17. Lebar gigi sabuk di pasaran Wb (mm)
a
Gambar 5 Diagram alir perencanaan sabuk gilir untuk reducer dan konveyor.
23
Perencanaan poros dan pasak Poros adalah elemen mesin yang berputar yang digunakan untuk meneruskan daya dari suatu tempat ke tempat lainnya. Daya yang dikirimkan dilakukan oleh gaya tangensial dan torsi gabungan atau momen torsi, agar pengiriman daya dapat dilakukan maka harus terdapat elemen-elemen mesin lainnya yang mendukung seperti sabuk, roda gigi/pasak dan lainnya. Pada umumnya bahan yang digunakan untuk membuat poros adalah baja lunak, disamping kadang-kadang digunakan baja berkekuatan tarik tinggi seperti baja paduan (nikel, krom dan krom vanadium) seperti terlihat dalam Tabel 4 dan baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros dalam Tabel 5. Tabel 4 Baja paduan untuk poros (Sularso dan Kiyokatsu Suga. 1978) Standar da n macam Baja khrom nikel (JIS G 4102)
Baja khrom nikel molibden (JIS G 4103)
Baja khrom (JIS G 4104)
Baja khrom molibden (JIS G 4105)
Lambang
Perlakuan panas
SNC 2 SNC 3 SNC21 SNC22 SNCM 1 SNCM 2 SNCM 7 SNCM 8 SNCM22 SNCM23 SNCM25 SCr 3 SCr 4 SCr 5 SCr21 SCr22 SCM 2 SCM 3 SCM 4 SCM 5 SCM21 SCM22 SCM23
pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit pengerasan kulit
Kekuatan tarik kg 2 mm 85 95 80 100 85 95 100 105 90 100 120 90 95 100 80 85 85 95 100 105 85 95 100
24
Tabel 5 baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk poros (Sularso dan Kiyokatsu Suga. 1978) Standar dan macam
Lambang
Perlakuan panas
Baja karbon konstruksi mesin (JIS G 4501)
S30C S35C S40C S45C S50C S55C S35C-D S45C-D S55C-D
Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan Penormalan -
Batang baja yang difinis dingin (JIS G 3123)
Kekuatan tarik kg 2 mm 48 52 55 58 62 66 63 60 72
Keterangan
ditarik dingin, digerinda, dibubut, atau gabungan antara hal-hal tersebut
Poros dibentuk melalui proses rolling panas dan diselesaikan proses akhir melalui proses grinding untuk mendapatkan kekasaran permukaan yang sekecilkecilnya. Poros mempunyai putaran kritis, putaran tersebut terjadi bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Fungsi poros adalah meneruskan daya bersama-sama dengan putaran, peran utama dalam transmisi ini dipegang oleh poros. Poros diklasifikasikan menjadi 3 bagian menurut pembebanan, yaitu; poros transmisi: poros semacam ini dapat menerima beban puntir murni dan daya yang di transmisikan melalui kopling, puli sabuk atau sproket rantai. Spindel: merupakan poros transmisi yang relatif pendek dan beban utamanya berupa putaran. Gandar: merupakan poros yang tidak terdapat beban puntir bahkan terkadang tidak boleh berputar, poros ini biasanya digunakan pada poros ban depan dan belakang pada sepeda motor. Jika poros hanya menerima beban puntir, maka diameter poros perancangan (ds) dapat diperoleh dari persamaan berikut: T τ = J r J=
π 4 ds 32
25
r=
ds ............................................................................................................ 7 2
dimana:
T
= Torsi (Nmm)
t
= Tegangan geser (N/mm2 )
J
= Momen inersia polar (mm4 )
r
= Jari-jari poros (mm)
Jika poros hanya menerima beban lentur, maka diameter poros perancangan (ds) dapat diperoleh dengan persamaan: M σb = I r I=
π 4 d s .......................................................................................................8 64
dimana:
M
= Momen lentur (Nmm)
sb
= Tegangan lentur (N/mm2 )
I
= Momen inersia terhadap sumbu rotasi (mm4 )
y
= Jarak sumbu netral ke diameter terluar (y) = r =
ds 2
Sedangkan jika poros menerima beban kombinasi, beban torsi dan beban lentur maka diameter poros perancangan (d s) dapat diperoleh dengan persamaan: τ max =
dimana:
1 σ 2 + 4τ 2 .........................................................................................9 2
s : Tegangan lentur atau tarik (N/mm2 ) t : Tegangan geser (N/mm2 )
Untuk itu diagram alir dalam merencanakan poros dengan beban puntir dapat dilihat dalam Gambar 6.
26
S T A R T
a
1. Daya ditransmisikan: P (kW) Putaran poros: n1 (rpm)
13. Diameter poros d s (mm) Bahan poros, Pelakuan panas Jari-jari filet dari poros bertangga Usuran pasak dan alur pasak
2. Faktor koreksi fc S T O P
3. Daya Rencana Pd (kW) 4. Momen puntir rencana T (kg mm)
E N D
5. Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan tarik s B (kg/mm2 ) Apakah poros bertangga atau beralur pasak Faktor keamanan Sf1, Sf2
6. Tegangan geser poros yang diizinkan t a (kg/mm2 ) 7. Faktor koreksi untuk momen puntir Kt Faktor lenturan Cb 8. Diameter poros ds (mm) 9. Jari-jari filet dari poros bertangga r (mm) Ukuran pasak dan alur pasak 10. Faktor konsentrasi tegangan pada poros bertangga ß, pada pasak a 11. Tegangan geser t (kg/mm 2)
<
12.
τ a Sf2 α atau β
: c b K tτ
= a
Gambar 6 Diagram alir perencanaan poros dengan beban puntir. Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagianbagian mesin pada poros seperti roda gigi, sproket, puli, kopling dan lain- lain.
27
Pasak pada umumnya dapat digolongkan atas beberapa macam seperti dalam Gambar 7.
Gambar 7 Macam- macam pasak. Menurut letaknya pada poros, pasak dapat dibedakan antara pasak pelana, pasak rata, pasak benam dan pasak singgung yang umumnya berpenampang segi empat. Dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatis atau berbentuk tirus, pasak benam prismatis ada yang khusus dipakai sebagai pasak luncur. Selain itu ada juga jenis pasak tembereng dan pasak jarum. Pasak luncur memungkinkan pergeseran aksial roda gigi pada porosnya seperti pada seplain. Yang paling umum digunakan adalah pasak benam yang dapat meneruskan momen yang besar, sedangkan untuk momen dengan tumbukkan dapat dipakai pasak singgung. Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat dimana terdapat bentuk prismatis dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan pencabutannya. Kemiringan pada pasak tirus umumnya sebesar 1/100 dan pengerjaan harus hati-hati agar naf tidak menjadi eksentrik. Pada pasak ya ng rata, sisi sampingnya harus pas dengan alur pasak agar pasak tidak menjadi goyah dan rusak. Ukuran dan bentuk standar pasak dapat dilihat dalam lampiran 4, pada umumnya bahan pasak diambil yang mempunyai kekuatan tarik lebih dari 60 kg/mm2 atau lebih kuat dari porosnya. Untuk diagram alir perencanaan pasak dapat ditampilkan dalam Gambar 8.
28
b S T A R T
a
1. Daya ditransmisikan: P (kW) Putaran poros: n1 (rpm)
14. Harga terbesar dari antara l1 dan l2 L (mm)
2. Faktor koreksi fc
15. Panjang pasak Lk (mm)
3. Daya Rencana Pd (kW) 16. b/ds: 0.25 – 0.35 Lk/ds: 0.75 – 1.5
> 4. Momen puntir rencana T (kg mm) 5. Bahan poros, perlakuan panas, kekuatan tarik s B (kg/mm2 ) Apakah poros bertangga atau beralur pasak Faktor keamanan Sf1, Sf2
= 17. Usuran pasak b × h Panjang pasak lk (mm) Bahan pasak, perlakuan panas
6. Tegangan geser poros yang diizinkan t a (kg/mm2 )
7. Faktor koreksi untuk momen puntir Kt Faktor lenturan Cb 8. Diameter poros ds (mm)
9. Gaya tangensial F (kg)
10. Pasak: lebar b × tinggi h Kedalaman alur pasak poros t1 Kedalaman alur pasak naf t2
11. Bahan pasak , perlakuan panas Kekuatan tarik s B (kg/mm2) Faktor keamanan Sf1 , Sf2
12. Tekanan permukaan pasak yang diizinkan p k (kg/mm 2) Tegangan geser pasak yang diizinkan t ka (kg/mm 2) 13. Panjang pasak dari tegangan geser yang diizinkan l1 (mm) Panjang pasak dari tekanan permukaan yang diizinkan L2 (mm)
b
a
Gambar 8 Diagram alir perencanaan pasak dan alur pasak
S T O P
E N D
29
Analisis lenturan (bending analysis) Menurut Nash (1972) bending dapat didefinisikan sebagai sebuah batang yang diberikan sebuah maupun banyak gaya yang diletakkan pada sebuah bidang dan ditahan oleh sumbu longitudinal. Untuk model pembebanan dapat dibagi dalam dua jenis yaitu beban terpusat dan beban terbagi rata, untuk beban terpusat dapat dilihat dalam Gambar 9. P
O Gambar 9 Model bending untuk beban terpusat. Sedangkan untuk model beban terbagi rata dapat dilihat dalam Gambar 10.
w lb
ft
M
O
Gambar 10 Model bending untuk beban terbagi rata. Menurut Canonica (1991) kita dapat memerik sa gaya-gaya dalam N, L dan M yang bekerja pada sebuah batang dari suatu struktur jika: •
Batang mempunyai cukup kekuatan untuk memikul gaya yang bekerja tanpa hancur/patah.
•
Batang mempunyai cukup kekakuan, sehingga deformasi/perubahan bentuk tidak membuat struktur sia-sia.
•
Batang cukup mempunyai stabilitas, ini berarti bahwa batang tidak runtuh tiba-tiba akibat gaya yang bekerja pada batang tersebut.
Jika ingin memeriksa bahwa batang mempunyai cukup kekuatan, kita harus membandingkan gaya-gaya yang ada dalam batang dengan ketahanan/kekuatan bahan dari batang. Menurut Canonica (1991) dalam merencanakan sebuah rangka kita perlu mengetahui syarat-syarat perencanaannya, yaitu; Kita harus tahu dari perhitungan statika distribusi gaya-gaya dalam M, L dan N. Kita tahu dari peraturan-peraturan
30
tegangan izin σ , τ dan modulus elastisitas (E) dari bahan yang telah kita pilih untuk rangka. Kita harus menentukan/menghitung ukuran rangka. Kemudian syarat-syarat yang harus kita penuhi adalah: • Rangka harus cukup kuat σ =
M ≤ σ ...................................................................................................10 W
τ ≤ τ .............................................................................................................11 Dimana:
s
= lenturan (kg/cm2 )
t
= tegangan geser (kg/cm2 )
W
= modulus ketahanan (N)
M
= momen (N)
• Lendutan pada rangka harus kecil Ymax ≤
l ....................................................................................................12 400
Dimana:
Ymax
= lendutan (cm)
l
= panjang rangka (m)
• Rangka harus cukup stabil ω Fflens ≤ σ ...................................................................................................13 Dimana:
?
= koefisien tekuk
Fflens
= gaya pada flens (kg/cm2 )
• Perhitungan biasanya menentukan ukuran rangka W perlu ≥
M ....................................................................................................14 σ
Jika satu dari syarat-syarat lainnya tidak terpenuhi, maka ukuran rangka harus dirubah. Sistem transpo rtasi buah Konveyor dipergunakan sebagai tempat transportasi bahan dari satu tempat ketempat lain. Dalam perkembangannya, konveyor dapat dimodifikasi bentuknya bermacam- macam sesuai dengan kebutuhan dan keperluan desain. Dalam perencanaan ini konveyor yang digunakan adalah konveyor termodifikasi dari rantai rol dan wadah dudukan manggis merupakan hasil modifikasi yang
31
berbentuk mangkuk sehingga lebih stabil dipergunakan dalam menggiring objek berbentuk bulat karena mempunyai luasan permukaan yang cukup. Uji Teknis Uji teknis di maksudkan untuk melihat kemampuan dari mesin hasil rancangan yang meliputi kapasitas mesin. Analisa kapasitas mesin Parameter jumlah buah manggis diperlukan untuk menghitung kapasitas penyortiran dan waktu yang dibutuhkan untuk satu jam siklus proses transportasi dengan persamaan: q=
n ............................................................................................................15 t
dimana: q : kapasitas kerja (buah/jam) n : jumlah buah hasil sortasi t : waktu yang diperlukan untuk satu proses sirkulasi transportasi (jam)
