TUGAS AKHIR PERANCANGAN ALAT UJI KEMULURAN RANTAI TYPE SILENT CHAIN

TUGAS AKHIR PERANCANGAN ALAT UJI KEMULURAN RANTAI TYPE SILENT CHAIN Sebagai Syarat Dalam Meraih Gelar Strata Satu (S1 ) Jurusan Teknik Mesin

Oleh : Nama :

RUDI PRASETIYO

Nim

01300 – 111

:

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

LEMBAR PENGESAHAAN

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN ALAT UJI KEMULURAN RANTAI TYPE “ CAM “ Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Teknik ( S-1 ) Pada Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

Disetujui Dan Diterima Oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Ir. Fatah Nurdin, M.M

Universitas Mercu Buana

Ir. R . Ariosuko. DH

ii

LEMBAR PENGESAHAAN

LEMBAR PENGESAHAN



Pembimbing II

Ir. R . Ariosuko. DH


iii

ABSTRAK

ABSTRAK Seperti yang kita ketahui pada masa sekarang ini telah banyak teknologi – teknologi yang berkembang dengan pesat, yang bertujuan agar masyarakat pengguna teknologi dapat melakukan atau menghasilkan sesuatu dengan mudah dan cepat. Berdasarkan pengamata dilapangan bahwa mesin yang saat ini digunakan cenderung dianggap kurang praktis, oleh karena itu penulis mencoba merancang kembali alat uji kemuluran rantai cam chain 25 H agar lebih sederhana dan efisien. Tujuan merancang alat uji kemuluran rantai cam chain 25H ini adalah membuat lebih efisien didalam penggunaan waktu dan biaya produksi rantai sehingga dapat meningkatkan lagi kualitasnya dikemudian hari. Jadi bisa menghemat waktu dan biaya dari yang semestinya diperlukan. Alat uji cam chain 25H ini didesain dengan menggunakan komponen local yang banyak dipasarkan sehingga tidak kesulitan dalam melakukan perawatan. Alat ini bekerja mendekati keadaan nyata penggunaan sehari - hari yaitu menggunakan dua buah poros dan sprocket yang salah satunya digerakan oleh motor listrik dengan kecepata 2850 rpm dan diteruskan oleh transmisi puli sabuk – V dengan kecepatan akhir sebesar 6000 rpm. Sedangkan poros yang lainya memberi tegangan sebesar 18 Kgf. Berdasarkan data – data dan pembahasan yang diperoleh alat ini lebih efisien dikarenakan dalam melakukan pengambilan data tidak perlu mematikan mesin dan melepaskan rantainya pada sprocketnya sehingga tehindar dari kesalahan pemasangan kembali pada posisi semula. Diharapkan dengan adanya alat uji rantai cam chain 25H ini dapat membantu mengoptimalkan kinerja suatu produksi khususnya industri rantai.


vii

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI

LEMBAR PERNYATAAN …………………………………………..

i

LEMBAR PENGESAHAN …………………………………………..

ii

LEMBAR PERSETUJUAN …………………………………………..

iii

KATA PENGANTAR …………………………………………………

iv

ABSTRAK ……………………………………………………………..

vi

DAFTAR ISI …………………………………………………………..

vii

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………….

xi

DAFTAR TABEL …………………………………………………….

xiii

NOMEN KLATUR ……………………………………………………

xiv

BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah ………………………………………

1

1.2. Identifikasi Masalah …………………………………………..

3

1.3. Pembatasan Masalah ………………………………………….

3

1.4. Perumusan Masalah …………………………………………..

3

1.5. Tujuan Penulisan ………………………………………………

4

1.6. Metode Pengumpulan Data …………………………………..

4

1.7. Sistematika Penulisan …………………………………………

5

BAB II. LANDASAN TEORI 2.1. Alat Pengujian Kemuluran Rantai Cam Chain 25H …………..

7

2.2. Elemen Mesin Alat Uji Rantai Cam Chain 25H………………

8

2.2.1. Motor Listrik ……………………………………………

8

2.2.2. Poros ……………………………………………………

10


vii

DAFTAR ISI

2.2.3. Pasak …………………………………………………….

17

2.2.4. Sabuk dan Puli …………………………………………..

19

2.2.5. Bantalan (Bearing) ………………………………………

25

2.2.6. Tali Baja …………………………………………………

31

2.2.7. Baut dan Mur ……………………………………………

36

2.2.8. Rangka ………………………………………………….

39

2.2.9. Tutup Boks dan Penampung Oli ……………………….

39

2.2.10. Sproket atau Roda Gigi …………………………………

40

2.2.11. Tecklock meter …………………………………………

40

2.2.12. Bandul Pemberat ……………………………………….

41

2.3. Perinsip Kerja Alat Uji Kemuluran Rantai Cam Chain 25H….

41

2.4. Rantai Cam Chain …………………………………………….

42

BAB III. METODELOGI DESAIN DAN PERHITUNGAN ELEMEN-ELEMEN MESIN 3.1. Prosedur Umum dalam Desain …………………………………. 44 3.1.1. Pengenalan Kebutuhan …………………………………

45

3.1.2. Beberapa Komponen-komponen Utama yang Dibutuhkan 48 3.1.3. Perumusan Masalah …………………………………….

48

3.1.4. Sintesa …………………………………………………..

49

3.1.5. Analisa ………………………………………………….

49

3.1.6. Evaluasi …………………………………………………

50

3.1.7. Penyajian ………………………………………………..

50

3.2 Perencanaan Komponen-komponen Utama Alat Uji ………….

50

3.2.1. Analisa Kebutuhan Daya Motor ………………………..

50


viii

DAFTAR ISI

3.2.2. Perencanaan Poros Penggerak ………………………….

52

3.2.2.1. Perhitungan Poros Penggerak …………………

52

3.2.2.2. Hasil Perhitungan Poros Penggerak …………..

62

3.2.3. Perencanaan Poros Bebas ………………………………

62

3.2.3.1. Perhitungan Poros Bebas ……………………..

62

3.2.3.2. Hasil Perhitungan Poros Bebas ………………

67

3.2.4. Perencanaan Pasak ……………………………………..

68

3.2.6.1. Perhitungan Perencanaan Pasak ………………

68

3.2.6.2. Hasil Perhitungan Perencanaan Pasak ………..

70

3.2.5. Jenis Transmisi yang Digunakan dan Analisa Kebutuhan

70

3.2.5.1. Perhitungan Sabuk dan Puli Untuk Alat Uji ….

70

3.2.5.2. Hasil Perhitungan Sabuk dan Puli Untuk Alat Uji 74 3.2.6. Pemilihan Bantalan untuk Poros Penggerak ……………

75

3.2.6.1. Perhitungan Bantalan Poros Penggerak ……….

75

3.2.6.2. Hasil Perhitungan Bantalan Poros Penggerak …

80

3.2.7. Pemilihan Umur Bantalan Untuk Poros Bebas …………

80

3.2.7.1. Perhitungan Bantalan Untuk Alat Uji …………

80

3.2.7.2. Hasil Perhitungan Bantalan Untuk Alat Uji …..

84

3.2.8. Menentukan Berat Bandul ………………………………

85

3.2.9. Pemilihan Tali Baja untuk Alat Uji …………………….

85

3.2.9.1. Perhitungan Tali Baja untuk Alat Uji ………….

85

3.2.9.2. Hasil Perhitungan Tali Baja untuk Alat Uji ……

87

BAB IV. PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN HASIL DESAIN 4.1.

Hasil Rancangan ………………………………………..


ix

88

DAFTAR ISI

4.2.

Pengujian Alat ………………………………………….

89

4.3.

Cara Melakukan Operasional Mesin Pengujian Rantai …

92

4.4.

Hasil Pengujian Rantai Cam Chain 25H………………...

94

4.5.

Perbandingan Sebelum dan Sesudah Perencanaan ……..

95

4.6.

Perhitungan Biaya ……………………………………...

95

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan ……………………………………………..

97

5.2.

Saran ……………………………………………………

98

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


x

DAFTAR ISI

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA BARAT

LEMBAR PERNYATAAN Saya yang bertandatangan dibawah ini : Nama

: Rudi Prasetyo

Nim

: 01300 – 111

Jurusan

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknologi Industri Menytakan dengan ini sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan susun ini

merupakan pemikiran serta karya saya seseorang. Tugas Akhir ini tidak dibuat oleh pihak lain, kecuali kutipan – kutipan referensi yang telah disebutkan sumbernya.

Jakarta, Mei 2007

Rudi Prasetyo


xi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN



Pembimbing Tugas Akhir

Ir. Fatah Nurdin, M.M


xii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN



Ketua Jurusan

Koordinator Tugas Akhir

Ir. Rully Nutranta, M. Eng


Ir. R. Ariosuko DH

xiii

DAFTAR ISI

KATA PENGHANTAR Assalamualaikum Wr.Wb

Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan taufik dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir. Penyusunan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi kurikulum jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana Yang diwajibkan kepada setiap mahasiswa Teknik Mesin. Perancangan,penulisan dan penyusunan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Strata Satu ( S-1 ) Penulis membuat Tugas Akhir Ini dengan judul PERANCANGAN ALAT UJI KEMULURAN RANTAI TYPE “ CAM “. Bahasan yang diambil secara umum adalah tentang merancang alat untuk menguji kemuluran rantai CAM. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan khusus kepada : 1. Allah SWT yang telah memberikan kesehatan jasmani maupun rohani dan ang telah memberikan moril maupun materil. 2. Orang Tua saya yang telah memberikan dukungan dan doa yang tidak akan putus terucap. 3. Bapak Ir. Fatah Nurdin, M.M selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir. 4. Bapak Ir. Yuriadi Kusuma, M. Eng selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercu Buana. 5. Bapak Ir. Torik Husein, MT selaku Wakil Dekan Fakultas Teknologi Industr, Universitas Mercu Buana. 6. Bapak Ir. Rully Nutranta, M. Eng selaku Ketua Jurasan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana. 7. Bapak Ir. Ariosuko DH. Selaku Koordinator Tugas Akhir 8. Bapak Firman dan Bapak Mantri pengurus Lab Proses Produksi yang telah membantu dalam mengerjakan alat


xiv

DAFTAR ISI

9. Sepno, Intel, Nando, Arief sebagai asisten lab Proses Produksi. 10. Rekan – rekan mahasiswa jurusan teknik mesin yang secara langsung maupun tidak langsung yang telah memberikan panduan dalam penyusunan laporan kerja ini. 11. Kakak – kakak ku tercinta yang telah memberikan dorongan dan dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir. 12. Eko teman SMA. Terima kasih atas bantuanya dalam mencari alat 13. Kepada Karang Taruna KRAKATAU. Terima kasih yang telah mengingatkan ketuanya untuk buru – buru lulus. 14. Hadi, dwi, wawan, mas nina ,mas bowo, even, farhan, santri, eko, anak – anak TEMA yang telah memotivasi. Semoga amal ibadah serta segala bantuan tangan diberikan tersebut mendapatkan pahala yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari bahwa tiada satu kesempurnaan tanpa mengalami suatu perjuangan. Untuk itu saran dari pembaca sangat diharapkanuntuk meningkatkan kesempurnaan tugas ini. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca khususnya rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana.

Wassalamualaikum Wr.Wb

Jakarta, Mei 2007

Penulis


xv

DAFTAR ISI

ABSTRAK Tujuan merancang alat uji kemuluran rantai cam chain 25H ini adalah agar lebih efisien didalam penggunaan waktu dan biaya produksi rantai sehingga dapat meningkatkan lagi kualitasnya dikemudian hari. Berdasarkan penghematan dilapangan bahwa mesin yang saat ini digunakan cenderung dianggap kurang praktis.oleh karena itu penulis mencoba untuk merancang kembali alat uji kemuluran rantai cam chain 25H agar lebih sederhana dan efisien. Jadi bisa menghemat waktu dan biaya dari yang semestinya diperlukan. Alat uji cam chain 25H ini didesain dengan menggunakan komponen local yang banyak dipasarkan sehingga tidak kesulitan dalam melakukan perawatan. Alat ini bekerja mendekati keadaan nyata penggunaan sehari - hari yaitu menggunakan dua buah poros dan sprocket yang salah satunya digerakan oleh motor listrik dengan kecepata 2850 rpm dan diteruskan oleh transmisi puli sabuk – V dengan kecepatan akhir sebesar 6000 rpm. Sedangkan poros yang lainya memberi tegangan sebesar 18 Kgf. Perbedaan yang mendasar alat uji rantai cam chain 25H ini ialah pada system pemberi tegangan yang menggunakan bandul, sedangkan pada alat uji yang saat ini digunakan menggunakan system hidrolik. Diharapkan dengan adanya alat uji rantai cam chain 25H ini dapat membantu mengoptimalkan kinerja suatu produksi khususnya industri rantai.


xvi

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Faktor – factor koreksi daya yang akan ditransmisikan, f c

13

Tabel 2.3. Faktor harga m

35

Tabel 2.4. Faktor harga a, z2 dan β

36

Tabel 2.5. Faktor harga rata – rata kekuatan tarik rantai cam chain Tabel 3.1. Demand ( Tuntunan ) dan Wishes ( Keinginan )

46

Tabel 3.2. Faktor koreksi f c

54

Tabel 3.3. Ukuran – ukuran utama pasak

68

Tabel 3.4. Panjang sabuk – V standar dipasaran

72

Tabel 3.5. Faktor koreksi (Kθ)

73

Tabel 3.6. Bantalan bola

75

Tabel 3.7. Faktor –faktor V, X, Y. dan Xo, Yo untuk poros pengerak

77

Tabel 3.8. Untuk menetukan nilai Z

86

Tabel 3.9. Untuk menentukan nilai a, z2 dan β

86

Tabel 4.1. Hasil pengujian

94

Tabel 4.2. Perbandingan alat uji rantai cam chain 25H

95

Tabel 4.3. Rincian biaya alat uji rantai cam chain 25H

96


xvii

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Motor listrik

9

Gambar 2.2. Poros

11

Gambar 2.3. Macam – macam pasak

18

Gambar 2.4. Gaya geser pada pasak

19

Gambar 2.5. Diagram pemilihaan sabuk

21

Gambar 2.6. Sabuk dan puli

22

Gambar 2.7. Sudut kontak

23

Gambar 2.8. Macam – macam bantalan luncur

26

Gambar 2.9. Macam – macam bantalan gelinding

29

Gambar 2.10. Tali baja anti puntir dan tali baja biasa

32

Gambar 2.11. Tali baja dengan untaian yang dipipihkan

33

Gambar 2.12. Tali baja yang lilitannya terkunci

34

Gambar 2.13. Beberapa penampang melintang tali baja

34

Gambar 2.14. Ukuran mur dan baut

37

Gambar 2.15. Baut penjepit

38

Gambar 2.16. Macam – macam mur

38

Gambar 2.17. Roda gigi rantai cam chain

40

Gambar 2.18. Tecklock meter

40

Gambar 2.19. Posisi rantai cam chain pada mesin motor

42

Gambar 2.20. Rantai cam chain

43

Gambar 3.1. Tahapan perencanaan

44

Gambar 3.2. Poros penggerak yang dirancang

55

Gambar 3.3. Defleksi lenturan pada sprocet

57

Gambar 3.4. Defleksi lenturan pada puli

58

Gambar 3.5. Defleksi lenturan pada tengah poros

58

Gambar 3.6. Putaran kritis pada sprocet

59

Gambar 3.7. Putaran kritis pada puli

60

Gambar 3.8. Putaran kritis pada tengah poros

60


xviii

DAFTAR ISI

Gambar 3.9. poros penggerak

62

Gambar 3.16. Poros bebas yang dirancang

62


64


65


65


66

Gambar 3.21. Poros bebas

67

Gambar 3.11. Belt – V

74

Gambar 3.13. Puli poros penggerak

74

Gambar 3.12. Puli pada motor

74

Gambar 3.14. Diagram momen pada poros penggerak

75

Gambar 3.15. Bantalan poros penggerak

80

Gambar 3.22. Diagram momen pada poros bebas

81

Gambar 3.23. Bantalan untuk poros bebas

84

Gambar 3.24. Tali baja anti puntir

87

Gambar 4.1. Alat uji rantai cam chain hasil rancangan

88

Gambar 4.2. Struktur alat uji rantai cam chain

89

Gambar 4.3. Grafik kemuluran rantai cam chain 25H

95


xix

DAFTAR ISI

DAFTAR PUSTAKA

1. Awludin Thayab. Elemen Mesin 1. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Sumatra Utara ( UNSU ). 1992. 2. Sumarsono. Motor Listrik. Titian Ilmu, Bandung. 1999. 3. Sularso dan Kiyokatsu Suga. 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita, Jakarta. 4. Kurmi, RS. Dan Gupta, J.K. 1978. A Teks Book Of Machine Design. Eurasia Publishing House, New Delhi. 5. Shigley, J.E. dan Larry.D.Mitchel. Perencanaan Teknik Mesin II. Erlangga, Jakarta. 1994. 6. Rudenko.N.Mesin Pemindah Bahan. Erlangga, Jakarta. 1992.


xx

DAFTAR ISI

NOMEN KLATUR Symbol

Besaran

Satuan

b

Lebar pasak

mm

C

Jarak sumbu poros

CB

Faktor lenturan

ds

Diameter poros

E

Modulus elastilitas

F

Gaya Tangensial

mm

Kgf

fc

Faktor Koreksi

G

Modulus geser

I

Momen Inersia

Ip

Momen inersia polar

mm4

Ix

Momen inersia sumbu x

mm4

Kt

Faktor koreksi tumbukan

L

Panjang poros

mm

M

Gaya momen

Kgf.mm

Nc

Putaran Kritis

rpm

n1

Putaran Motor

rpm

θ

Defleksi puntir

σB

Kekuatan tarik

Kgf/mm2

P

Tekanan bantal

Kgf/mm2

P

Daya Motor

kW

Pd

Daya rencana

kW

Sƒ

Faktor Koreksi

δ

Defleksi lenturan

T

Momen Puntir

Kgf.mm

T

Torsi puntir

Kgf.mm

τa

Tegangan geser diizinkan

Kgf/mm2

τp

Tegangan Puntir

Kgf/mm2

τk

Tegangan geser pasak

Kgf/mm2

μ

Koefisien gesek


xxi

Kgf/mm2

DAFTAR ISI

ω

Kecepatan sudut

rad/s

W

Berat benda

Kg

Yt

Jarak titik luar kepusat lingkaran


xxii

mm

DAFTAR TABEL

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Faktor – factor koreksi daya yang akan ditransmisikan, f c

13

Tabel 2.3. Faktor harga m

35

Tabel 2.4. Faktor harga a, z2 dan β

36

Tabel 2.5. Faktor harga rata – rata kekuatan tarik rantai cam chain

43

Tabel 3.1. Demand ( Tuntunan ) dan Wishes ( Keinginan )

46

Tabel 3.2. Faktor koreksi f c

54

Tabel 3.3. Ukuran – ukuran utama pasak

68

Tabel 3.4. Panjang sabuk – V standar dipasaran

72

Tabel 3.5. Faktor koreksi (Kθ)

73

Tabel 3.6. Bantalan bola

75

Tabel 3.7. Faktor –faktor V, X, Y. dan Xo, Yo untuk poros pengerak

77

Tabel 3.8. Untuk menetukan nilai Z

86

Tabel 3.9. Untuk menentukan nilai a, z2 dan β

86

Tabel 4.1. Hasil pengujian

94

Tabel 4.2. Perbandingan alat uji rantai cam chain 25H

95

Tabel 4.3. Rincian biaya alat uji rantai cam chain 25H

96


xiii

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Motor listrik

9

Gambar 2.2. Poros

11

Gambar 2.3. Macam – macam pasak

18

Gambar 2.4. Gaya geser pada pasak

19

Gambar 2.5. Diagram pemilihaan sabuk

21

Gambar 2.6. Sabuk dan puli

22

Gambar 2.7. Sudut kontak

23

Gambar 2.8. Macam – macam bantalan luncur

26

Gambar 2.9. Macam – macam bantalan gelinding

29

Gambar 2.10. Tali baja anti puntir dan tali baja biasa

32

Gambar 2.11. Tali baja dengan untaian yang dipipihkan

33

Gambar 2.12. Tali baja yang lilitannya terkunci

34

Gambar 2.13. Beberapa penampang melintang tali baja

34

Gambar 2.14. Ukuran mur dan baut

37

Gambar 2.15. Baut penjepit

38

Gambar 2.16. Macam – macam mur

38

Gambar 2.17. Roda gigi rantai cam chain

40

Gambar 2.18. Tecklock meter

40

Gambar 2.19. Posisi rantai cam chain pada mesin motor

42

Gambar 2.20. Rantai cam chain

43

Gambar 3.1. Tahapan perencanaan

44

Gambar 3.2. Poros penggerak yang dirancang

55


57

Gambar 3.4. Defleksi lenturan pada puli

58


58


59

Gambar 3.7. Putaran kritis pada puli

60


60


xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.9. poros penggerak

62


62


64


65


65


66

Gambar 3.21. Poros bebas

67

Gambar 3.11. Belt – V

74

Gambar 3.13. Puli poros penggerak

74

Gambar 3.12. Puli pada motor

74

Gambar 3.14. Diagram momen pada poros penggerak

75

Gambar 3.15. Bantalan poros penggerak

80

Gambar 3.22. Diagram momen pada poros bebas

81

Gambar 3.23. Bantalan untuk poros bebas

84

Gambar 3.24. Tali baja anti puntir

87

Gambar 4.1. Alat uji rantai cam chain hasil rancangan

88

Gambar 4.2. Struktur alat uji rantai cam chain

89

Gambar 4.3. Grafik kemuluran rantai cam chain 25H

95


xii

NOMEN KLATUR

NOMEN KLATUR Symbol

Besaran

Satuan

b

Lebar pasak

mm

C

Jarak sumbu poros

CB

Faktor lenturan

ds

Diameter poros

E

Modulus elastilitas

F

Gaya Tangensial

mm

Kgf

fc

Faktor Koreksi

G

Modulus geser

I

Momen Inersia

Ip

Momen inersia polar

mm4

Ix

Momen inersia sumbu x

mm4

Kt

Faktor koreksi tumbukan

L

Panjang poros

mm

M

Gaya momen

Kgf.mm

Nc

Putaran Kritis

rpm

n1

Putaran Motor

rpm

θ

Defleksi puntir

σB

Kekuatan tarik

Kgf/mm2

P

Tekanan bantal

Kgf/mm2

P

Daya Motor

kW

Pd

Daya rencana

kW

Sƒ

Faktor Koreksi

δ

Defleksi lenturan

T

Momen Puntir

Kgf.mm

T

Torsi puntir

Kgf.mm

τa

Tegangan geser diizinkan

Kgf/mm2

τp

Tegangan Puntir

Kgf/mm2

τk

Tegangan geser pasak

Kgf/mm2

μ

Koefisien gesek


xiv

Kgf/mm2

NOMEN KLATUR

Symbol

Besaran

Satuan

ω

Kecepatan sudut

rad/s

W

Berat benda

Kg

Yt

Jarak titik luar kepusat lingkaran

mm


xv

Bab I Pendahuluan

BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Masalah Seperti yang kita ketahui bahwa pada masa sekarang ini telah banyak

teknologi – teknologi yang berkembang dengan pesat, yang bertujuan agar masyarakat pengguna teknologi dapat melakukan atau menghasilkan sesuatu dengan mudah dan cepat. Perkembangan teknologi di Indonesia memang dirasakan masih kurang, karena masyarakat Indonesia cenderung menjadi pengguna teknologi saja.Hingga sedikit orang yang dapat menghasilkan teknologi tepat guna atau teknologi yang dapat menunjang industri – industri sekala besar. Pengoperasian mesin pada perusahan-perusahan yang bergerak dibagian produksi, mempunyai peranan yang sangat penting dan tidak bisa dipungkiri bahwa kelangsungan perusahaan ditunjang oleh kelancaran dari proses pengerjaan yang dilakukan oleh mesin. Pengoperasian dari mesin-mesin tersebut dijalankan dengan pengawasan dari seorang operator yang mengendalikan mesin tersebut, keterampilan yang dimiliki oleh operator dapat berpengaruh terhadap hasil produksi, baik dilihat dari ketelitian, kecepatan maupun kapasitas yang dihasilkan. Disamping itu pula sebelum produk tersebut dipasarkan secara massal harus dilakukan pengujian terlebih dahaulu untuk mengetahui kwalitas dari produk dan dapat menjaga mutu dari produk tersebut.


1

Bab I Pendahuluan Ditinjau dari segi ekonomis, pemilihan material yang sesuai dan tepat dalam proses produksi sangat berpengaruh sekali. Hal ini tidak saja berpengaruh kepada biaya yang harus dikeluarkan pada proses tersebut, tapi berpengaruh terhadap waktu yang dibutuhkan dalam pembentukan benda kerja tersebut. Alat uji ini yang membantu manusia dalam melakukan pengujian dan pengukuran. Alat uji ini berfungsi untuk mengetahui sebuah rantai pengerak yang digunakan oleh sepada motor dimana dengan hasil dari pengujian kemuluran rantai ini dapat memperoleh sifat-sifat rantai yang terjamin kwalitasnya. Dengan perkembangan jaman yang begitu pesat dan kebutuhan pasar yang mendesak dalam proses pengendalian mutu tidak mungkin dilakukan pengujian atau pengukuran secara manual oleh manusia, maka timbulah pemikiran untuk menciptakan alat uji untuk kemuluran rantai dengan tingkat keakuratan yang sangat baik . Sekarang ini sudah ada alat pengujian kemuluran rantai dengan mengunakan mesin yang masih melakukan pengukuran secara terpisah sehingga cukup banyak memakan waktu untuk mengetahui hasil dari produk tersebut dan juga tidak ekonomis karena diperlukan alat ukur tertentu. Oleh sebab itu maka alat uji tersebut akan di desain ulang agar dapat memngetahui secara akurat dan cepat dalam proses pengujian dengan mengunakan alat uji yang baru, sehingga hasil yang diperoleh lebih baik. Dalam hal ini akan dirancang sebuah alat uji untuk melakukan pengujian kemuluran rantai cam chain. Rantai cam chain adalah rantai yang digunakan atau berfungsi untuk penghubung rotor dan camsaft serta mengatur pergerakan buka


2

Bab I Pendahuluan dan tutupnya katub pada mesin sepeda motor 4 stroke. Sehingga bisa menghemat waktu yang tadinya terpakai untuk melakukan pengujian secara terpisah. Hal ini lah yang menjadi faktor dari rancangan alat uji rantai cam chain yang akan dibuat.

1.2.

Identifikasi Masalah Berdasarkan pengamatan secara langsung dimana hasilnya pada proses

pengujian rantai cam chain ada kekurangan dari alat uji yang sudah ada, maka timbul beberapa masalah anatara lain : “Bagaimanakah cara pembuatan alat uji kemuluran rantai cam chain 25H yang lebih sederhana dan lebih akurat” dan “Bagaimana cara kerja alat uji ini” dan “Bahan apa sajakah yang dibutuhkan dalam pembuatan alat uji kemuluran rantai cam chain” .

1.3.

Pembatasan Masalah Mengingat terbatasnya waktu dan biaya serta tenaga, maka peneliti

membatasi hanya pada pembahasan mengenai desain dan rancang bangun alat uji kemuluran rantai cam chain.

1.4.

Perumusan Masalah Bertolak dari latar belakang masalah, identifikasi masalah dan pembatasan

masalah ? maka dirumuskan suatu masalah : “Bagaimana mendesain dan merancang ulang alat uji kemuluran rantai cam chain type 25 H”.


3

Bab I Pendahuluan 1.5.

Tujuan Penulisan Penulisan skripsi ini secara umum mempunyai tujuan untuk turut serta

dalam upaya mencapai tujuan yang diharapkan dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dibidang keteknikan. Adapun tujuan utama adalah : a) Bagaimana mengetahui/memperoleh data yang cepat dan akurat didalam pengujian kemuluran rantai cam chain 25H. b) Memberi informasi kepada pembaca tentang proses desain. c) Untuk memenuhi salah satu syarat Tugas Akhir Sarjana Strata Satu (S1).

1.6.

Metode Pengumpulan Data Penulisan skripsi ini berdasarkan pada buku pedoman penulisan ilmiah

dan sumber-sumber buku lain yang dianggap perlu, dikumpulkan dengan caracara pengumpulan data antara lain : a) Metode Pustaka Dengan bersumber pada buku-buku pelajaran, perpustakaan, maupun buku-buku lain tentang proses desain, maka diperoleh teori-teori dan keterangan-keterangan yang lebih jelas serta lengkap. Dalam hal ini diperoleh juga rumus-rumus yang terkait dalam proses desain. b) Metode Tanya Jawab Metode Tanya jawab digunakan untuk memperoleh data secara langsung dari sumber informasi, sehingga bisa diketahui secara benar apa yang dibutuhkan.


4

Bab I Pendahuluan c) Metode Pengujian Metode pengujian merupakan sebuah observasi alat uji apakah sudah sesuai dengan apa telah ditentukan didalam perencanaan sebelumnya sehingga alat tersebut dapat bekerja atau berjalan dengan semestinya dalam keadaan yang optimal dan metode ini juga dapat memeriksa apakah masih ada kesalahan yang terjadi saat melakukan perakitan.

1.7.

Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam penyusunan tugas akhir ini dibagi dalam

beberapa bab. Adapun bab-bab tersebut adalah : Bab I

Pendahuluan Pada bab ini topik yang dibahas adalah latar belakang masalah, maksud dan tujuan, perancangan, pembatasan masalah, metode pembahasan dan sistematika penulisan.

Bab II

Landasan Teori Pada bab ini dikumpulkan bahan-bahan referensi dari ilmu-ilmu terapan

yang

dapat

digunakan

untuk

menunjang

dalam

perancangan alat uji ini.

Bab III

Metodologi Desain dan Perhitungan Elemen Mesin Pada bab ini dimulai dengan prosedur umum dalam disain dan membuat perhitungan-perhitungan elemen mesin sampai pada akhirnya didapatkan suatu alat uji yang diinginkan.


5

Bab I Pendahuluan Bab IV

Pengujian Dan Pembahasan Hasil Desain Pada bab ini akan dibahas dan diuraikan tentang hasil pengujian desain mesin tersebut dan hasil pengujian rantai cam chain dengan alat penguji yang telah direncanakan untuk mengetahui efektif dan efisiens mesin tersebut.

Bab V

Kesimpulan dan Saran Pada bab ini akan disimpulkan hasil dari kerja dan rancangan yang telah dibuat sebelumnya, maupun saran-saran hasil rancangan.


6

Bab II Landasan Teori

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Alat Uji Kemuluran Rantai Cam Chain Type 25H Alat uji kemuluran rantai type cam chain digunakan sebagai alat untuk mengetahui tingkat kemuluran rantai, yang biasanya digunakan untuk pengerak antara rotor dan cam saft. Adapun alat uji yang saat ini digunakan yaitu dengan mengunakan media hidrolik sebagai pembebanannya dan di saat melakukan pengukuran pada waktu proses pengujian masih mengunakan alat ukur yang terpisah, oleh karena itu saya anggap kurang efisien sebab dengan mengunakan media hidolik sangatlah mahal dan dibutuhkan waktu yang lama dalam memperoleh hasil pengujian oleh sebab itulah maka dijadikan sebagai identifikasi masalah didalam perancangan mesin pengujian rantai cam chain ini. Tujuan dari hasil pembuatan alat tersebut hendaknya tanpa mengurangi kelayakan dan kwalitas dari sebuah produk rantai tersebut, sehingga dicapai alat uji yang sesuai dengan kebutuhan dan mempersingkat waktu pengujian dengan hasil yang sama akuratnya. Dengan demikian proses pengujian yang biasanya sebelum dan sesudah pengujian harus diukur dahulu mengunakan alat ukur yang terpisah, sekarang sudah dapat dilakukan dengan satu alat uji saja, sehingga diharapkan waktu yang dibutuhkan jauh lebih cepat. Dengan demikian industri akan merasakan keuntungan dari hasil yang lebih efektif serta efisien untuk digunakan di industri-industri.


7

Bab II Landasan Teori Dalam perancangan diperlukan metode perancangan untuk memecahkan masalah yang dilakukan tahap demi tahap secara analisis dan sintesis. Analisis adalah penguraian suatu sistem yang rumit atau komplek, menjadi elemen-elemen (bagian-bagian) dan kemudian dipelajari karakteristiknya masing-masing elemen tersebut. Sedangkan sintesis adalah menggabungkan kembali elemen-elemen yang telah diketahui karakteristiknya untuk kemudian diciptakan suatu sistem yang baru.

2.2. Elemen Mesin Alat Uji Rantai Cam Chain Elemen mesin berasal dari kata ELEMEN yaitu bagian dan MESIN yang merupakan satu kesatuan yang terdiri dari bagian-bagiannya yang dihubungkan dengan serasi sehingga menghasilkan sesuatu yang bergerak yang akan menghasilkan tenaga[1][4]. Adapun elemen-elemen alat uji kemuluran rantai cam chain yang direncanakan yaitu antara lain :

2.2.1. Motor Listrik Motor listrik[2][4] (Gambar 2.1) adalah suatu alat yang dalam operasionalnya mengkonsumsi arus listrik untuk menghasilkan gerak mekanik, dengan kata lain motor listrik adalah merubah energi listrik menjadi energi mekanik. Secara umum motor listrik AC dan DC adalah sama, baik ukuran, daya maupun konstruksinya. Perbedaan yang paling mendasar pada kedua jenis ini adalah sumber arusnya dan konstruksi dalam penempatan sikatnya. Pada motor


8

Bab II Landasan Teori listrik AC, sumber energi yang digunakan adalah arus listrik bolak-balik, berarti akan selalu terjadi perubahan polaritas medan magnet, pada kumparan medan maupun lilitan armaturenya. Perubahan polaritas ini akan mengikuti frekuensi sumber AC yang digunakan. Momen puntir maksimum dapat diperoleh dengan menempatkan posisi sikat pada sudut antara 0-450 terhadap medan magnet stator. Hal ini bisa juga dilakukan dengan menggeser posisi sikat yang digunakan untuk mengatur putaran dan momen puntir motor listrik AC. Secara umum konstruksi dari motor listrik sebagai berikut : a) Sikat b) Komutator c) Kumparan Medan d) Rumah e) Poros motor

Gambar 2.1. Motor Listrik


9

Bab II Landasan Teori 2.2.2. Poros Poros[3][4] adalah bagian stasioner yang berputar untuk memindahkan tenaga mekanik dari salah satu elemen mesin yang berputar, yang berpenampang bulat yang ditopang oleh bantalan (bearing), biasanya terpasang elemen-elemen seperti puli, roda gigi, dan engkol dan pemindah daya lainnya. Poros biasa menerima beban-beban puntir, lenturan, tarikan dan lain-lain. Bila beban tersebut tergabung, bisa untuk mencari kekuatan statis dan kekuatan lelah yang perlu untuk pertimbangan perencanaan, karena suatu poros tunggal bisa diberi tegangan statis, tegangan bolak-balik, tegangan berulang, yang semuanya bekerja pada waktu yang sama. Apabila titik berat dari massa terpusat ada disumbu putar, maka tidak akan ada ketakseimbangan apapun yang menyebabkan poros berputar disuatu sumbu lain diluar sumbu poros. Tapi pada prakteknya kondisi semacam itu tidak selalu bisa dicapai. Karena pada ujung poros yang mempunyai beban yang kurang seimbang. Dengan titik berat yang diluar sumbu putar atau sumbu bantalan, terdapat suatu gaya inersia yang menyebabkan poros melentur. Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya antara lain sebagai berikut : a) Poros Transmisi Poros semacam ini mendapat beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli sabuk atau sprocket rantai.


10

Bab II Landasan Teori b) Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasi harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. c) Gandar Poros ini seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakan oleh penggerak mula dimana akan mengalami beban puntir juga. Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros engkol, sebagai poros utama dari mesin, poros luwes untuk transmisi daya kecil agar terdapat kebebasan bagi perubahan arah.

Gambar 2.2. Poros Untuk merecanakan sebuah poros, hal-hal berikut ini perlu diperhatikan[3][4] : a) Kekuatan Poros Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin, kelelahan, tumbukan, atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau poros mempunyai alur pasak harus diperhatikan.


11

Bab II Landasan Teori b) Kekakuan Poros meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian atau getaran dan suara. Karena itu disamping kekuatan poros, kekakuannya atau defleksi kelenturannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan dilayani poros tersebut. c) Putaran Kritis Bila putaran suatu mesin dinaikan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Oleh karena itu poros harus direncanakan sedemikian rupa sehingga putaran kerja poros harus lebih rendah dari pada putaran kritisnya. d) Korosi Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif dan untuk mesin-mesin yang berhenti lama. e) Bahan Poros Poros untuk mesin umum biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, baja karbon konstruksi mesin (disebut bahan S-C). Poros-poros yang dipakai meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molibden, baja khrom dan baja khrom molibden.


12

Bab II Landasan Teori Jika diketahui bahwa poros yang akan direncanakan tidak mendapat beban lain kecuali torsi, maka diameter poros tersebut dapat lebih kecil dari pada yang dibayangkan. Jika P adalah daya nominal out put dari motor penggerak maka berbagai macam faktor keamanan biasanya dapat diambil dalam perencanaan, sehingga koreksi pertama dapat diambil kecil, jika faktor koreksi adalah fc (Tabel 2.1) maka daya rencana Pd (KW) adalah : Pd = f c × P(KW ) Keterangan ;

(2.1).[3][4]

Pd = Daya rencana (KW) f c = Faktor koreksi

P = Daya motor (KW) Tabel 2.1. Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, f c

Jika daya diberikan dalam Horse Power ( HP ), maka harus dikalikan dengan 0,746 untuk mendapatkan daya dalam KW.


13

Bab II Landasan Teori Jika momen puntir (disebut sebagai momen rencana) adalah T (Kgf.mm) maka : Pd =

(T / 1000)(2π .n1 / 60) 102

(2.2)[3][4]

sehingga T = 9,74 × 10 5

Keterangan ;

Pd (kgf / mm) n1

T = momen puntir (Kgf.mm)

Pd = Daya rencana (KW) n1 = Putaran motor (rpm) Bila momen rencana T (kgf.mm) dibebankan pada suatu diameter poros ds (mm), maka tegangan geser yang terjadi τ ( Kgf / mm 2 ) adalah

τ=

T (π .d / 16) 3 s

=

5,1T d s3

(2.3) [3][4].

Untuk memasukan pengaruh-pengaruh lain dalam perhitungan perlu diambil faktor yang dinyatakan sebagai Sf 2 dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0 untuk Sf 1 dengan harga sebesar 6,0.

τ a = σ B /( Sf1 × Sf 2 ) Keterangan ;

(2.4) [3][4]

τ a = Tegangan geser yang diijinkan (Kgf/mm2) σ B = Kekuatan tarik (Kgf/mm2) Sf = Faktor koreksi

Dari persamaan (2,4) diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros ds (mm) sebagai berikut :


14


⎡ 5.1 ⎤ d s = ⎢ K t .C b .T ⎥ ⎣τ a ⎦ Keterangan ;

1

3

(2.5) [3][4]

d s = Diameter poros (mm) K t = Faktor koreksi tumbukan C b = Faktor lenturan

Ö Dari bahan yang dipilih dapat ditentukan tegangan puntir dan bengkok :

τp = Keterangan ;

T . yt ; Ip

dimana untuk I p =

π 32

d4

τ p = Tegangan puntir (Kgf/mm2) T = Torsi puntir (Kgf.mm) Yt = Jarak titik luar kepusat lingkaran (mm)

I p = Momen inersia polar (mm4) Ö Tegangan Bengkok pada poros :

σb = Keterangan ;

M . yt ; Ix

dimana untuk I x =

π 64

d4

σ b = Tegangan bengkok (Kgf/mm2) M = Momen gaya (Kgf.mm) Yt = Jarak titik luar kepusat lingkaran (mm) I x = Momen inersia sumbu x (mm4)


15


Besarnya deformasi yang disebabkan oleh momen puntir pada poros harus dibatasi juga. Untuk poros yang dipasang pada mesin umum dalam kondisi kerja normal, besarnya defleksi puntiran dibatasi sampai 0,25 atau 0,3 derajat.

θ = 584 Keterangan ;

T .l G.d s3

(2.6) [3][4]

θ = Defleksi puntiran d s = Diameter poros (mm) l = Panjang poros (mm)

T = Momen puntir (kgf.mm) G = Modulus geser (Kgf/mm2) ;

Untuk baja G = 8.3 × 10 3 Kgf / mm 2 Besarnya defleksi lenturan poros bisa ditentukan oleh :

δ= Keterangan ;

Ml 2 l1 WL13 + 2 EI 3EI

δ = Defleksi lenturan M = Momen Gaya L1 = Panjang poros yang dihitung L2 = Panjang poros tengah

E = Modulus Elastisitas I = Momen Inersia W = Berat benda

Untuk poros putaran tinggi, putaran kritis sangat penting untuk diperhitungkan. Pada mesin-mesin yang dibuat secara baik, putaran kerja didekat


16


atau diatas putaran kritis tidak terlalu bahaya. Tetapi, demi keamanan, dapat diambil pedoman secara umum bahwa putaran kerja poros maksimum tidak boleh melebihi 80 % putaran kritisnya. N c = 52700 Keterangan :

d s2 l1l 2

l W

(2.7) [3][4]

N c = Putaran kritis ( rpm) d s = Diameter poros ( mm ) l = Panjang poros (mm )

W = Berat total poros ( kgf )

2.2.3. Pasak

Pasak merupakan suatu komponen yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian seperti roda gigi, sproket, puli, kopling pada poros. Momen diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros. Fungsi pasak sebenarnya bisa digantikan dengan spline, baut, dan grigi yang mempunyai gigi luar pada poros dan gigi dalam dengan jumlah gigi yang sama pada naf dan saling terkait yang satu dengan yang lain. Menurut letaknya pada poros, pasak dapat dibedakan menjadi beberapa macam yaitu : pasak pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung, pada umumnya mempunyai penampang segi empat. Tapi ada juga pasak yang berbentuk jarum. Pasak benam mempunyai bentuk segi empat dimana terdapat bentuk prismatis dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan


17


pencabutannya, kemiringan pasak tirus umumnya sebesar 1/100 dan pengerjaan harus hati-hati agar naf tidak menjadi eksentrik, pada pasak yang rata sisi sampingnya harus pas dengan alur pasak agar pasak tidak menjadi goyah dan rusak.

Gambar 2.3. Macam-macam Pasak.

Untuk pasak umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan tarik lebih dari 60 kg/mm2, lebih kuat dari porosnya, F=

Keterangan ;

T ds

(2.8) [3][4] 2

F = Gaya tangensial (Kgf) ds= Diameter poros (mm)

Gaya geser bekerja pada penampang mendatar b x l oleh gaya F, dengan demikian tegangan geser τ k (Kgf/mm2) yang ditimbulkan adalah :

τk = Keterangan ;

F …………….. [3][4] b.l

τ k = Tegangan geser pasak (Kgf/mm2) b = Lebar pasak (mm) l = Panjang pasak (mm)


18


Gambar 2.4. Gaya geser pada Pasak.

Dari tegangan geser yang diijinkan τ ka (Kgf/mm2), panjang pasak yang diperlukan diperoleh :

τ ka ≥

F b.l

(2.9) [3][4]

Harga τ ka adalah harga yang diperoleh dengan membagi kekuatan tarik

σ B dengan faktor keamanan Sf k1 × Sf k 2 . Harga Sf k1 umumnya diambil 6, dan Sf k 2 dipilih antara 1 – 1,5 jika beban dikenakan secara perlahan-lahan, antara 1,5 – 3. Jika dikenakan dengan tumbukan ringan dan antara 2 -5 jika dikenakan secara tiba-tiba dan tumbukan berat. Selanjutnya prhitungan untuk menghindari kerusakan permukaan samping pasak karena tekanan bidang juga diperlukan. Gaya keliling F (Kgf) yang sama seperti tersebut diatas dikenakan pada luas permukaan samping pasak. Kedalaman alur pada naf dengan ( t2 ) diabaikan pengurangan luas permukaan oleh pembulatan sudut pasak, dalam hal ini tekanan permukaan P (Kgf/mm2) adalah : P=

F ………………. [3][4] L × (t1 ataut 2 )

2.2.4. Sabuk dan Puli

Sabuk adalah suatu alat untuk meneruskan atau memindahkan putaran dari puli penggerak ke puli yang digerakan dengan perbandingan yang tepat. Sebagian Universitas Mercu Buana

19


besar transmisi menggunakan sabuk-V karena mudah pemasangannya dan murah dibandingkan dengan roda gigi. Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapezium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk-V dibelitkan dikeliling 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 dengan sabuk rata. Prilaku dari mesin penggerak dan yang digerakan harus diperhitungkan didalam pemilihan sabuk. Kalau beban sering diberikan suatu sumber daya yang menghasilkan daya putar awal sampai 200 persen dari beban penuh, maka daya yang diperlukan oleh gerakan sabuk harus dikalikan dengan suatu faktor pemakaian lebih. Atas dasar daya rencana dan putaran poros penggerak penampang sabuk-V yang sesuai dapat diperoleh pada (Gambar 2.5). Diameter nominal puli dinyatakan dengan diameter dp (mm) dari suatu lingkaran dimana lebar alurnya menjadi lo. Transmisi sabuk-V hanya dapat menghubungkan poros-poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dengan Transmisi roda gigi atau rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tidak bersuara. Untuk mempertinggi


20


daya yang ditransmisikan dapat dipakai beberapa sabuk-V yang dipasang sebelahmenyebelah.

Gambar 2.5. Diagram Pemilihan Sabuk-V.

Jarak sumbu poros harus sebesar 1,5 sampai 2 kali diameter puli besar didalam perdagangan terdapat berbagai panjang sabuk-V, nomor sabuk-V dinyatakan dalam panjang keliling dalam inchi. Putaran puli penggerak dan yang digerakan berturut-turut adalah n1(rpm) dan n2(rpm) dan diameter nominal masing-masing dp(mm) dan Dp(mm) serta perbandingan putaran u dinyatakan dengan n1/n2 atau dp/Dp. karena sabuk-V dipakai untuk menurunkan putaran, maka perbandingan umum dipakai adalah : Dp 1 n1 1 −i − − ;u − n2 dp u i

(2.10) [3][4].

Ö Kecepatan linier sabuk-V (m/s) adalah ;

v=

d p n1 60 x1000


(2.11) [3][4].

21


Jarak sumbu poros dan panjang keliling sabuk berturut-turut adalah C (mm) dan L (mm), dalam perdagangan terdapat bermacam-macam ukuran sabuk. Tapi mendapatkan sabuk yang panjangnya sama dengan hasil perhitungan umumnya sukar. Ö Jarak sumbu poros C (mm) dapat dinyatakan dengan : C=

b + b 2 − 8( D p − d p ) 2

L = 2C +

(2.12)[3][4].

8

π 2

(d p + D p ) +

1 (D p − d p ) 2 4C

(2.13)[3][4].

C

Gambar 2.6. Sabuk dan Puli

Bila sabuk-V dalam keadaan diam atau tidak meneruskan momen, maka tegangan diseluruh panjang sabuk adalah sama. Tegangan ini disebut tegangan awal, bila sabuk mulai bekerja meneruskan momen, tegangan akan bertambah pada sisi tarik (bagian panjang sabuk yang menarik) dan berkurang pada sisi kendor.


22


Gambar 2.7. Sudut Kontak

Jika besarnya sudut kontak antara puli dengan sabuk dinyatakan dengan dθ , tarikan pada sisi tarik dan sisi kendor adalah F + dF dan F, dan gaya reaksi

yang diberikan antara sabuk dan puli adalah R, maka : ( F + dF ) sin

dθ dθ + F sin = R …………….. [5][4] 2 2

Karena sudut θ sangat kecil maka sin dθ / 2 ≈ dθ / 2 maka ; ( F + dF ) F

dθ dθ +F =R 2 2

dθ dFdθ dθ + +F =R 2 2 2

Fdθ = R dengan mengabaikan

dFdθ 2

Didapatkan gaya tangensial : ( F + dF ) cos

dθ dθ − F cos = μR 2 2

Karena sudut θ sangat kecil maka cos

dθ = 1 maka ; 2

dF = μR = μFdθ dari persamaan diatas dF = μdθ F


23

Bab II Landasan Teori θ

T1

dF ∫T F = θ∫ μdθ 2 log

F1 = μdθ F2

F1 = e μθ F2

Ö Besarnya sudut kontak ditentukan oleh :

θ = 180 0 − Keterangan ;

57( D p − d p ) C

(2.14)[3][4].

θ = Sudut Kontak sabuk

μ = Koefisien Gesek d p = Diameter Puli ke – 2 D p = Diameter Puli ke – 1 C = Jarak sumbu antara poros ke – 1 dan poros ke – 2

Ö Jumlah sabuk yang diperlukan dapat diperoleh dengan membagi Pd dengan Po.

Kθ ; N=

Pd Po K θ

(2.15) [3][4].

Untuk puli kecil mengunakan konstruksi plat karena lebih murah Pada umumnya puli dibuat dari besi cor kelabu FC20 atau FC30. Pembatasan ukuran puli sering dikenakan pada panjang susunan puli atau lebar puli.


24

Bab II Landasan Teori 2.2.5. Bantalan (Bearing)

Bantalan[6][4] adalah suatu alat untuk menopang poros transmisi yang menerima beban radial murni dan beban aksial murni atau gabungan keduaduanya. Bantalan harus cukup kuat dan kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen-elemen mesin lainnya bekerja dengan baik, jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi atau performance seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya. Ö Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut[3][4]: a) Bantalan Luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi, bantalan ini sederhana konstruksinya dan dapat dibuat serta dipasang dengan mudah, karena gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan. Bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu sederhana, panas yang timbul dari gesekan yang besar, terutama pada beban yang besar memerlukan pendinginan khusus, sekalipun demikian karena adanya lapisan pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga dapat lebih murah. Menurut bentuk dan letaknya bagian poros yang ditumpu bantalan luncur dapat diklasifikasikan sebagai berikut : ; Bantalan radial, berbentuk silinder, belahan silinder, elips.


25

Bab II Landasan Teori ; Bantalan aksial, dapat berbentuk engsel, kerah, michel. ; Bantalan khusus yang berbentuk bola.

Menurut pemakaiannya terdapat bantalan untuk penggunaan umum, bantalan poros engkol, bantalan utama mesin perkakas, bantalan roda kereta api. Bahan untuk bantalan luncur harus memiliki persyaratan sebagai berikut: ; Mempunyai kekuatan cukup (tahan beban dan kelelahan) ; Dapat menyesuaikan diri terhadap lenturan poros yang tidak terlalu

besar atau terhadap perubahan bentuk yang kecil. ; Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel) trhadap poros jika

terjadi kontak dan gesekan antara logam dan logam. ; Sangat tahan terhadap korosi (tahan karat) ; Cukup tahan aus ; Dapat membenamkan kotoran atau debu kecil yang terkurung didalam

bantalan.

Gambar 2.8. Macam-macam Bantalan Luncur. Tekanan bantalan adalah beban radial dibagi luas proyeksi bantalan yang

besarnya sama dengan beban rata-rata yang diterima oleh permukaan bantalan. Ö Jika dinyatakan dengan P (Kgf/mm2) beban rata-rata ini adalah :

P= Keterangan ;

W …………[3][4] l.d l = Panjang bantalan (mm)


26


d = Diameter poros (mm) W = Beban bantalan (Kgf) P = Tekanan bantalan (Kgf/mm2)

b) Bantalan Gelinding

Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil dari pada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya centrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut, karena konstruksinya yang susah dan ketelitian yang tinggi, maka bantalan gelinding hanya dibuat oleh pabrik-pabrik tertentu saja. Adapun harga pada umumnya lebih mahal dari bantalan luncur. Keunggulan bantalan ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah, meskipun ketelitiannya sangat tinggi tapi karena adanya gerakan elemen gelinding dan sangkar, pada putaran tinggi bantalan ini agak gaduh dibandingkan bantalan luncur. Serta bantalan gelinding ini kurang tahan terhadap gaya tumbukan dan putaran tinggi. Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang sangat kecil dibandingkan dengan bantalan luncur. Seperti diperlihatkan dalam (Gambar 2.9), elemen gelinding seperti bola atau rol, dipasang diantara cincin luar dan cincin dalam.

Bantalan gelinding seperti bantalan luncur dapat

diklasifikasikan atas : bantalan radial yang terutama beban radial dan sedikit beban aksial dan bantalan aksial yang membawa beban yang sejajar sumbu poros. Menurut bentuk elemen gelindingnya dapat pula dibagi atas bantalan bola dan


27


bantalan rol. Demikian juga dapat dibedakan menurut banyaknya baris dan konstruksi dalamnya. Menurut pemakaiannya dapat digolongkan atas bantalan otomobil, bantalan mesin dan bantalan instrument. Bantalan gelinding biasa terdapat dalam ukuran metric dan inchi, distandarkan menurut ISO dengan nomor kode internasional menurut ukurannya. Tapi bantalan otomobil dapat mempunyai ukuran khusus sesuai dengan pemakaiannya. Dalam praktek bantalan gelinding standar dipilih dari katalog bantalan. Ukuran utama bantalan gelinding adalah diameter lubang, diameter luar, dan lengkungan sudut, pada umumnya diameter lubang diambil sebagai patokan, dimana luar dan lebar digabungkan. Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran yang sebenarnya disebut beban ekivalen dinamis. Jika sebuah bantalan membawa beban radial Fr (Kg) dan beban aksial Fa (Kg), maka beban ekivalen dinamis P (Kg) adalah sebagai berikut : Ö Untuk bantalan radial ;

Pr = XVFr + YFa


(2.16) [3][4]

28


Gambar 2.9. Macam-macam Bantalan Gelinding.

Faktor V sama dengan 1 untuk pembebanan pada cincin dalam yang berputar harga X dan Y terdapat dalam table. Jika C (Kg) menyatakan beban nominal dinamis spesifik dan P (Kg) dan beban ekivalen dinamis. Ö Maka faktor kecepatan Fn adalah : 1

Untuk bantalan bola ;

⎡ 33.3 ⎤ fn = ⎢ ⎣ n ⎥⎦

3 10

Untuk bantalan rol ;

⎡ 33.3 ⎤ fn = ⎢ ⎣ n ⎥⎦


3

(2.17) [3][4]

29

Bab II Landasan Teori Ö Faktor umur untuk kedua bantalan tersebut ;

fh = fn Keterangan ;

C P

(2.18) [3][4]

f n = Faktor kecepatan f h = Faktor umur C = Beban nominal dinamis spesifik (Kgf)

P = Beban ekivalen dinamis (Kgf)

Ö Umur nominal Lh adalah :

Untuk bantalan bola ; Lh = 500 f h3

Untuk bantalan rol ;

10

Lh = 500 f h

(2.19) [3][4] 3

Ö Keadaan umur (100-n) (%),

Ln = a1 .a 2 .a3 .Lh ………………[3][4] Keterangan ;

a1 = adalah faktor keandalan a1=1 bila keandalan 90% dipakai a2 = adalah faktor bahan a2=1 untuk baja a3 = adalah faktor kerja a3=1 untuk kondisi kerja normal

dengan demikian pertimbangan dalam perencanaan bantalan yang akan dipilih harus memperhatikan ketentuan-ketentuan yang sudah standar yang biasa dipakai.


30

Bab II Landasan Teori 2.2.6. Tali Baja

Tali baja[7] berfungsi untuk meneruskan beban yang ditarik olah bendul sehingga pada waktu pengujian rantai akan mendapatkan gaya tarik yang disebabkan oleh beban atau bendul tersebut. Prinsip kerjanya tali baja pada salah satu ujungnya menarik suatu poros yang terdapat roda gigi, sedangkan ujung tali baja lainya terikat dengan beban atau bandul sebagai bebanya. Tali baja digunakan secara luas pada mesin-mesin pengangkut sebagai perabor pengangkat. Dibandingkan dengan rantai, tali baja mempunyai keungulan sebagai berikut : 1. Lebih ringan. 2. Lebih tahan terhadap sentakan. 3. Operasi yang tenang walaupun pada kecepatan operasi tinggi. 4. Keandalan operasi yang lebih tinggi. Tali baja terbuat dari kawat baja dengan kekuatan σb = 130 sampai 200 kg/mm2. Tali baja dapat digolongkan berdasarkan kegunaannya diantaranya:

; Tali Baja Serba Guna.

Tali ini adalah tali baja konstruksi biasa (kawat seragam) yang berupa anyaman kawat yang sama diameternya[7]. Di sini kawat bagian luar (pembungkus akan, menyilang diatas kawat bagian dalam secara berulang sehingga akan menghasilkan daerah dengan tekanan besar yang akan memperpendek umur tali. Tali kompon Warrington, terdiri atas anyaman untaian yang mempunyai diameter kawat berbeda. Tali kompon jenis Seale mempunyai


31


kawat yang berbeda diameternya pada setiap lapisan dalam satu untaian. Jumlah dan ukuran kawat pada setiap lapisan dipilih sedemikian rupa sehingga tidak saling bersilangan.

; Tali Baja Anti-Puntir.

Perkembangan terakhir pada pembuatan tali menghasilkan jenis tali yang anti-puntir[7] (Gambar 2.10). Tali yang demikian diproduksi oleh The Odessa Rope Works. Pada tali ini sebelum dipintal setiap kawat dan untaian dibentuk sesuai dengan kedudukannya didalam tali. Akibatnya tali yang tidak dibebani tidak mengalami tegangan internal. Tali jenis ini mempunyai keungulan sebagai berikut : 1. Distribusi beban yang merata pada setiap kawat sehingga tegangan internal yang terjadi minimal. 2. Lebih fleksibel. 3. Keausan tali lebih kecil bila melewati puli dan digulung pada drum, karena tidak ada untaian atau kawat yang menonjol pada kontur tali, dan keausan kawat terluar seragam; juga kawat yang putus tidak akan mencuat keluar dari tali. 4. Keselamatan operasi yang lebih baik.

Gambar 2.10. Tali Baja anti-puntir dan Tali Baja biasa.


32

Bab II Landasan Teori ; Tali Baja dengan Untaian yang Dipipihkan.

Tali jenis ini dipakai pada crane yang bekerja pada tempat yang mengalami banyak gesekan dan abrasi[7] (Gambar 2.11). Biasanya tali ini terbuat dari lima buah untaian yang dipipihkan dengan ini kawat yang juga dipipihkan; untaian ini dipintal pada inti yang terbuat dari rami. Tali dengan untaian yang dipipihkan mempunyai permukaan kontak dengan alur puli dan drum yang lebih luas dibandingkan dengan tali untaian bulat. Dengan demikian tali ini mengalami tekanan yang lebih merata dan keausan yang lebih kecil.

Gambar 2.11. Tali Baja dengan untaian yang dipipihkan.

; Tali Baja dengan Anyaman Terkunci.

Tali ini banyak digunakan pada crane kabel dan kereta gantung dan tidak pernah digunakan pada mesin pengangkat biasa[7]. Tali ini mempunyai keunggulan dalam hal: permukaannya yang halus, susunan kawat yang padat dan tahan terhadap keausan, kelemahannya adalah tidak fleksibel (Gambar 2.12). Tali anyaman terkunci terdiri atas lapisan luar yang terbuat dari kawat yang dibentuk khusus dan lapisan dalamnya adalah tali spiral satu lapisan. Pada tali anyaman semi terkunci, lapisan luarnya terdiri atas gabungan kawat bulat dan bentuk khusus.


33


Gambar 2.12. Tali Baja yang lilitannya terkunci

Gambar 2.13. Beberapa penampang melintang tali baja.

Umur tali dapat di tentukan dengan mengunakan persamaan sebagai berikut : Menurut metode Prof. Zhitkov, umur kawat pengangkat dapat dicari dengan menggunakan rumus 21 : N=

Z (bulan) [7] a • z2 • β • ϕ

Dimana : N

= Umur tali

a

= Jumlah siklus kerja rata-rata perbulan menurut table a = 1000 Z

= Jumlah bengkokkan yang menyebabkan tali rusak, besarnya


34


diambil dari table dengan harga m = 0,56, jadi Z = 70000 Z2

= Jumlah perulangan benkokkan persiklus (waktu angkat dan turun) pada tinggi penuh dari satu sisi benkokkan menurut table

β ϕ

= factor kelelahan menurut table, didapat β = 0,4 = factor kerusakan tali yang merupakan hubungan antara jumlah bengkokkan maksimum dengan jumlah bengkokkan yang diizinkan, ϕ =2,5. Tabel 2.3. Harga faktor m


35

Bab II Landasan Teori Tabel 2.4. Faktor harga a, z2 dan β

2.2.7.Baut dan Mur

Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting untuk mencegah kecelakaan atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur harus sesuai dengan gaya yang terjadi pada mesin untuk mendapatkan ukuran dan kekuatan yang sesuai. Spesifikasi dari baut dan mur berdasarkan ukuran umum :


36


Gambar 2.14. Ukuran mur dan baut.

Keterangan : a) Diameter b) Panjang baut c) Daerah dekat efektif d) Lebar yang sejajar menunjukan dari kunci yang digunakan e) Diameter mur f) Tingkatan dekat pengikat jarak dari satu titik pengikat. Baut mempunyai nama yang berbeda-beda sesuai bentuk kepala dan kegunaannya. Berikut ini adalah baut yang biasa digunakan : Baut dengan kepala heksagonal ini adalah tipe baut yang sangat umum, baut ini banyak digunakan pada mesin-mesin. Ada beberapa baut yang dilengkapi dengan flange (plat) atau washer dibagian bawah kepala baut.


37


Gambar 2.15. Baut Penjepit.

Mur

mempunyai

nama

berbeda-beda

sesuai

dengan

bentuk

dan

penggunaannya. Berikut ini adalah mur yang banyak digunakan. Mur segi enam. Tetapi untuk pemakaian khusus dapat dipakai mur dengan bentuk yang bermacam-macam, seperti mur bulat, mur flens, mur tutup, mur mahkota, dan mur kuping.

Gambar 2.16. Macam - macam Mur.


38

Bab II Landasan Teori 2.2.8. Rangka

Rangka berfungsi untuk mampu menopang elemen-elemen mesin seluruhnya seperti motor, poros, bearing dan lain-lainya. Oleh karena itu rangka harus kuat dan kokoh karena rangka banyak menerima gaya getar mesin. Pemilihan besi rangka dan merancang bentuk rangka sangat penting untuk mencegah kecelakaan. Bahan rangka pada alat ini menggunakan besi siku ukuran 60 x 60 yamg mempunyai tebal 3 mm, dirancang menjadi empat kaki yang nantinya mampu menopang mesin pemarut kelapa ini.

2.2.9. Tutup Boks Dan Penampung Oli

Tutup boks maupun penampung oli ini sangat penting untuk mnghindarkan oli keluar dari tempatnya dan serpihan-serpihan rantai yang kelur pada putaran tinggi yang dapat mengakibatkan kecelakaan. Bahan tutup Boks ini menggunakan bahan dari akrilik dimana pada waktu pengujian dapat dilakukan pengamatan langsung semantara untuk boks penampung olinya terbuat dari besi plat karena besi plat lebih kuat apabila terjadi benturan apabila rantai itu terputus.


39

Bab II Landasan Teori 2.2.10. Sproket atau Roda Gigi

Roda gigi (Gambar 2.17) ini berfungsi untuk memutar rantai yang akan dilakukan pengujian, jadi rantai cam chain langsung dipasangkan kepada masingmasing roda gigi tersebut. Roda gigi ini diantaranya memiliki ukuran dan bentuk simetris /standart yang digunakan untuk rantai cam chain 25H.

Gambar 2.17. Roda Gigi Rantai Cam Chain.

2.2.11. Tacklockmeter

Tacklockmeter (Gambar 2.18) berfungsi untuk mengetahui atau mengukur kemuluran rantai dimulai dari 0,01 mm di saat melakukan pengujian. Alat ukur diletakan pada rangka diatas tali baja yang terbuka dimana terdapat baut nipel untuk menekan tacklockmeter, berdasarkan pergerakan tali baja tersebut maka dapat diketahui ukuran kemuluran rantai tersebut. Maka dapat diketahui berapa panjang rantai sebelum dan sesudah pengujian dilakukan.

Gambar 2.18. Tacklockmeter


40

Bab II Landasan Teori 2.2.12. Bandul Pemberat

Bandul pemberat berfungsi untuk memberikan beban kepada rantai sehingga rantai akan tertarik atau mendapatkan gaya tarik yang disebabkan oleh bandul pemberat dengan diteruskan melalui lengan-lengan tadi. Bandul pemberat itu memiliki bobot sebesar beban diinginkan.

2.3. Prinsip Kerja Alat Uji Kemuluran Rantai

Pada dasarnya alat uji kemuluran rantai ini untuk mengetahui seberapa besar kemuluran rantai tersebut. Hal ini dimaksudkan untuk mempermudah pengambilan data hasil pengujian kwalitas dari suatu produksi rantai cam chain. Prinsip kerja dasar dari alat uji kemuluran rantai cam chain yang direncanakan kali ini, yaitu di desain seperti keadaan yang menyerupai letak rantai pada kondisi mesin sungguhnya. Jadi diusahakan mendekati keadaan yang sebenarnya. Hal ini bisa dilakukan dengan membuat posisi roda gigi berdiri tegak berdampingan dan simetris, juga dibuatkan tempat menampung oli dimana digunakan sebagai pelumasan rantai agar tidak terjadi keausan yang berlebihan pada saat dilakukan pengujiaan. Pada salah satu roda gigi yang berposisi diatas akan bergeser naik dikarenakan pada salah ujungnya diberikan beban, sehingga dapat menarik rantai sedangkan pada roda gigi dibawahnya hanya melakukan putaran yang konstan. Untuk pengerak roda gigi yang dibawah digerakan oleh motor listrik yang terlebih dahulu melewati transmisi yang dibutuhkan yaitu puli, sabuk – V, poros yang ditopang oleh bantalan serta rangka yang menjadi tempat mesin menyatu.


41

Bab II Landasan Teori 2.4. Rantai Cam Chain

Rantai cam chain merupakan rantai penggerak yang digunakan untuk mentransmisikan gerakan rotasi dari rotor/ crank shaft ke cam shaft ketika mesin dinyalakan Gambar 2.19. Cam chain memiliki dimensi yang lebih kecil Gambar 2.20, tidak memiliki roller, dan terletak pada mesin bagian dalam.

Penjelasan dari masing-masing komponen adalah sebagai berikut: 1. PIN Sebagai penahan beban yang bekerja pada rantai 2. BUSH Sebagai bearing bagi pin sehingga terlindung dari beban kejut 3. PLATE (ILP, OLP) Sebagai pemegang pin dan bush yang akan menahan beban keseluruhan yang diterima rantai

Gambar 2.19. Posisi rantai Cam Chain pada mesin motor


42


Gambar 2.20. Rantai Cam Chain

Tabel 2.5. Faktor harga rata – rata kekuatan tarik rantai cam chain 25[8]

Pitch CHAIN TYPE Cam Chain 25 Cam Chain 25H Cam Chain 25SH

mm 6.35 6.35 6.35


inch 0.25 0.25 0.25

Bush Link Width W 3.1 min 3.18 min 3.18 min

Bush Dia. D 3.3 max 3.3 max 3.3 max

Average Tensile Strength (kgf) 360 490 400

Fatigue Strength (kgf) 110 -

Approx. Weight 0.07 0.16

43

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin

BAB III METODELOGI DESAIN DAN PERHITUNGAN ELEMEN-ELEMEN MESIN

3.1.

Prosedur Umum Dalam Disain Dalam proses mendisain mesin harus mengikuti beberapa tahapan

perencanaan[5] sebagai berikut : Pengenalan Kebutuhan

Perumusan Masalah

Sintesa

Analisa

Evaluasi iterarsi

Penyajian

Gambar 3.1. Tahapan Perencanaan


44

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin 3.1.1. Pengenalan Kebutuhan Perencanaan bermula pada saat menemukan adanya suatu masalah dan kebutuhan didalam suatu proses produksi, ketidak puasan yang samar, suatu rasa kegelisahan atau suatu perasaan bahwa ada sesuatu yang kurang beres, kebutuhan tersebut sering tidak jelas dan memutuskan untuk berbuat sesuatu akan hal tersebut. Pengenalan tersebut sering tercetus secara tiba-tiba, karena kebutuhan industri. Misalnya, kebutuhan untuk berbuat sesuatu pada sebuah pengujian kemuluran rantai cam chain, mungkin ditunjukan oleh tingkat efisiensi, kebisingan, atau karena variasi berat dan waktu. Memulai sesuatu konsep perancangan harus diawali dengan membuat daftar kehendak yang intinya berisikan spesifikasi – spesifikasi rancangan yang akan diwujudkan, semua spesifikasi tersebut digolongkan dalam 2 kategori yaitu : Demand (tuntutan) dan Wishes ( keinginan ).


45

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin Tabel. 3.1. Demand (tuntutan) dan Wishes ( keinginan ). Teknik Mesin UMB Demand Or Wishes

Daftar Kehendak Alat Uji Kemuluran Rantai Cam Chain

Halaman 1

Persyaratan

Geometri D

Dimensi mesin : Panjang ( P )

: 600 mm

Lebar ( L )

: 600 mm

Tinggi ( T )

:1200 mm

W

Tidak terlalu tinggi

W

Tidak membutuhkan tempat yang luas Kinematika

D

Mekanismenya mudah dioperasikan Energi

D

Menggunakan motor listrik/ motor bensin

W

Hemat energi Material

D

Konstruksi rangka harus kuat

W

Semua komponen mudah didapat

W

Semua komponen mudah diganti, ringan, ringkas dan murah Ergonomis

D

Kenyamanan dalam pengoperasian

W

Pengoperasian mudah dilakukan

Pengoperasian W

Tidak memerlukan tenaga ahli

W

Dapat dioperasikan oleh satu orang Fungsi

D

Dapat mengetahui kemuluran rantai secara tepat dan akurat


46

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin Teknik Mesin UMB Demand Or Wishes

Daftar Kehendak Alat Uji Kemuluran Rantai Cam Chain

Halaman 3

Persyaratan

Produksi D

Dapat dibuat atau diproduksi oleh bengkel lokal

D

Menggunakan komponen standar

W

Suku cadang mudah didapat

W

Pembuatan massal Biaya

D

Biaya produksi serendah mungkin

W

Biaya operasi serendah mungkin Tenaga Penggerak

D

Dengan motor listrik Perakitan

D

Mudah dirakit dan dibongkar

W

Dapat dirakit menggunakan peralatan sederhana Keselamatan

D

Cukup aman dalam pengoperasian

D

Tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan Perawatan

D

Tidak memerlukan perawatan khusus


47

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin 3.1.2. Beberapa Komponen-komponen Utama Yang Dibutuhkan Alat uji rantai cam chain ini mengunakan beberapa komponen sebagai pengeraknya diantaranya motor listrik, transmisinya digunakan dua buah puli tipe V-belt. Sedangkan untuk komponen pendukung lainnya yaitu dua buah poros yang sejajar yang setiap ujungnya diberikan sprocet sebagai tempat dudukan rantai yang akan di uji, selain itu ada komponen lain yang dibutuhkan antara lain bering, kawat baja/ slink, bandul dan alat ukur kemuluran.

3.1.3. Perumusan Masalah Setelah daftar kehendak diatas dibuat maka tahapan selanjutnya adalah menyeleksi dan menganalisa ulang tahapan pertama perancangan. Menganalisa dapat dilakukan dengan langkah – langkah sebagai berikut : a) Langkah 1 Data – data yang telah diseleksi diatas direduksi menjadi pernyataan penting sehingga data yang sebelumnya bersifat kuantitatif menjadi kualitatif. Hasil yang diperoleh yaitu : 9 Alat uji kemuluran rantai cam chain ini harus mudah dioperasikan 9 Menggunakan motor listrik 9 Konstruksi rangka yang kuat dan ada bagian yang transparant 9 Kenyamanan dalam pengoperasian 9 Dapat dibuat dengan bengkel lokal dengan biaya serendah mungkin 9 Tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan


48

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin b) Langkah 2 Langkah selanjutnya yaitu memformulasikan langkah 1 menjadi bentuk umum, yakni menjadikan langkah 1 menjadi beban solusi, hasil yang diperoleh yaitu : “Alat uji kemuluran rantai cam chain sederhana dengan hasil yang sangat memusakan”.

3.1.4. Sintesa Setelah masalah dirumuskan dan serangkaian spesifikasi yang tertulis, maupun yang tidak dinyatakan secara langsung sudah didapat adalah sintesa dari jawaban yang optimum. Sekarang, sintesa tak mungkin dilakukan tanpa disertai dengan analisa.

3.1.5. Analisa Karena sistem yang direncanakan harus dianalisa untuk mengetahui apakah performa yang diperoleh berdaya guna sesuai dengan spesifikasi. Analisa itu mungkin akan menunjukan bahwa sistem tersebut bukanlah yang paling optimal. Kalau rencana tersebut gagal melampaui kedua pemeriksaan tersebut, prosedur sintesa harus diulangi lagi. Dan akan kita lakukan berulang-ulang, bahwa perencanaan adalah suatu proses iteratif, dimana beberapa langkah harus kita lalui, kemudian menguji hasil akhir. Jadi kita perlu melakukan sintesa atas beberapa bagian dari system dan manganalisanya.


49

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin 3.1.6. Evaluasi Seperti yang ditunjukan dalam (gambar 3.1), evaluasi adalah suatu tahap yang penting dari suatu proses perencanaan yang menyeluruh. Evaluasi adalah pemeriksaan akhir dari suatu perencanaan yang sukses, dan biasanya melibatkan pengujian dari mesin yang kita rancang. Pada tahap ini, kita mengharapkan menemukan apakah rencana tersebut memenuhi kebutuhan. Apakah ia dapat diandalkan ? Apakah ia mudah dirawat dan disetel ? Dapatkah ia memberi hasil yang memuaskan pada saat pengujian ?.

3.1.7. Penyajian (presentation) Penyajian adalah sebagai suatu langkah terakhir dari suatu proses perencanaan. Yang akan kita presentasikan setelah langkah-langkah diatas dilakukan untuk mendapatan hasil yang sesuai dengan perhitungan dan analisa yang ada dilapangan. Berdasarkan data dilapangan, untuk mengetahui standart angka kemuluran rantai cam chain yang diinginkan maka dibutuhkan putaran mesin tersebut sekitar 6000 rpm dengan pembebanan pada rantai sebesar 18 kg.

3.2.

Perencanaan Komponen-komponen Utama Alat Uji

3.2.1. Analisa Kebutuhan Daya Motor Pada alat uji kemuluran rantai cam chain untuk type 25H. Karena perancang menginginkan daya motor yang besar, untuk menyesuaikan dengan


50

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin daya motor bensin. Maka berdasarkan motor yang ada dipasaran didapat motor listrik dengan 5.5 Hp – 2850rpm Diketahui : m = 18 Kg

n = 2850 rpm

r

g = 9,8 m/s2

= 7,5 cm

F = Gaya (N)

T = Torsi (Nm)

P = Daya motor (kW)

ω = Kecepatan sudut (rad/s)

Jadi untuk mencari daya yaitu: F =mxg = 18 x 9,8 = 176,4 N

T =Fxr

2π × n1 60 2π × 2850 = 60 = 298,3 rad / s

ω=

P =Txω

= 176,4 x 7,5

= 13,23 x 298,3

= 1323 Ncm

= 3946,5 Nm

= 13,26 Nm

= 3,9 Kw 3,9kW = 5,2 Hp ⎛ 0,746kW ⎞ ⎜ ⎟ 1 ⎝ ⎠

maka berdasarkan tabel motor yang ada dipasaran digunakan motor sebagai pengerak mesin ini sebesar 5,5 HP atau sama dengan 4,1 kW. Setelah dilakukan perhitungan dalam menentukan motor pengerak maka didapat : ; Kapasitas 5,5HP ; Putaran mesin sebesar 2850 rpm


51

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Adapun Data-data Mesin yang Dikehendaki : 1. Daya motor (P) = 5,2 HP 2. Beban 18 Kg 3. Jumlah motor

1 buah

4. Putaran poros motor (n1)

2850 rpm

5. Putaran poros sprocet. A(n2) & B(n3) 6000 rpm 6. Menggunakan sabuk – V 7. Menggunakan dua poros 8. Menggunakan 2 buah puli 9. Menggunakan 4 buah bantalan 10. Rasio kecepatan i =

n1 2850 = = 0,4 n 2 6000

3.2.2. Perencanaan Poros Penggerak 3.2.2.1. Perhitungan Poros Penggerak 1. Faktor Koreksi Untuk daya rencana dihitung dengan mengalikan antara horse power pada motor dengan faktor koreksi yang diijinkan. Untuk fakor koreksi didapat dari tabel 2.1 adalah 1,4.

2. Daya Rencana Rumus :

Pd = f c × P

Dimana ;

Pd = Daya Desain (kW)

(3.1).(3)

f c = Faktor koreksi yang diambil tabel 2.1 (1,4) Universitas Mercu Buana

52

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin P = Daya motor (kW) Sehingga :

Pd = 1,4 x 3,9(kW) = 5,46(kW)

3. Momen Puntir Rumus :

Pd =

(T / 1000)2π .n / 60 102

Maka momen puntir : T = 9,74 × 10 5

Dimana ;

(3.2).(3)

Pd n

T = Momen puntir (Kgf.mm) n1 = Putaran poros motor (rpm) n 2 = Putaran poros pengerak (rpm)

; Untuk momen puntir motor : T1 = 9,74 × 10 5

Pd n1

T1 = 9,74 × 10 5

5,46( KW ) = 1865,99 Kgf .mm 2850(rpm)

; Untuk momen puntir spocet : T2 = 9,74 × 10 5

Pd n2

T2 = 9,74 × 10 5

5,46( KW ) = 886,34kgf .mm 6000(rpm)


53


4. Bahan Poros Penggerak Pada perencanaan poros penggerak ini digunakan sebagai penyalur putaran motor ke sproket yang dihubungkan oleh transmisi. ; Poros yang akan direncanakan menggunakan bahan S45C sehingga dari

ketentuan standarnisasi didapat kekuatan tarik dan faktor keamanan. ; Untuk kekuatan tarik : σt = 58(kgf/mm2) …………(Standar ASME).[3] ; Untuk faktor keamanan : Sf1 = 6,0 dan Sf2 = 1,3 ……(Standar ASME). ; poros yang digunakan adalah poros lurus.

5. Tegangan Geser yang Diijinkan Rumus :

τa =

Sehingga

τa =

σt Sf 1 × Sf 2

σt Sf 1 × Sf 2

=

58 = 4,833kgf / mm 2 6× 2

6. Faktor Koreksi dan Faktor Lenturan Keadaan momen puntir itu sendiri juga harus ditinjau karena adanya beban lentur pada poros, maka dapat dipertimbangkan pemakaian faktor yang dianjurkan oleh ASME.[3] ; Besarnya ( Kt ) untuk beban dengan sedikit kejutan yaitu sebesar = 2. ; Sedangkan nilai ( Cb ) untuk beban lentur yaitu sebesar = 2.


54


7. Diameter Poros Penggerak Dengan demikian dapat dihitung diameter poros yang diijinkan : ⎡ 5,1 ⎤ d s = ⎢ K t .C b .T2 ⎥ ⎣τ a ⎦

Dimana ;

1

3

d s = Diameter Poros (mm)

τ a = Tegangan geser yang diijinkan (Kgf/mm2) K t = Faktor koreksi untuk beban kejut C b = Faktor koreksi untuk beban lentur T2 = Momen puntir (Kgf.mm)

⎡ 5,1 ⎤ ds = ⎢ 2 × 2 × 1538,92⎥ ⎣ 4,833 ⎦

1

3

= 11,8mm

Diameter poros penggerak ds = 11,8 (mm) ini adalah diameter poros minimum yang dapat bekerja atau akan lebih baik apabila digunakan diameter yang lebih besar. Disini Penulis menggunakan poros seperti gambar dibawah ini. Dengan diameter poros yang menjadi tempat bantalan dan diameter poros yang menjadi tempat sprocet adalah d = 35 (mm).

Gambar 3.2. Poros Pengerak Yang Dirancang.


55


8. Defleksi Puntiran Poros Penggerak T2 .l G.d s4

Rumus :

θ = 584

Dimana :

θ = Defleksi puntiran (o)

(3.5).(3)

T2 = Torsi poros (kgf.mm) l = Panjang poros (mm) 500mm

d s = Diameter poros (mm) G = Modulus geser (kgf/mm2),

Untuk baja G = 8,3 × 10 3 (kgf / mm 2 ) Sehingga :

θ = 584

T2 .l G.d s4

θ = 584

886,34 × 500 8,3 × 10 3 × 35 4

θ = 0.021o

9. Pemeriksaan Defleksi Puntir Poros Penggerak Defleksi puntir poros θ = 0,015° << lebih kecil dari batas ketentuan

defleksi yang diizinkan yaitu (0,25o – 0,3o). maka defleksi puntir poros baik dan perencanaan dapat dilanjutkan. 10. Defleksi Lenturan Poros Penggerak ; Massa masing-masing benda yang berputar

Untuk ; massa sprocet adalah

W1 = 0,2 (kg),

massa puli adalah

W2 = 0,4 (kg),

massa poros adalah

W3 = 2 (kg),


56

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Defleksi Lenturan pada Sprocet

A

Lab

B

Lbd

C

D

Gambar 3.3. Defleksi Lenturan Pada Sprocet

W1 .F .l 2 ab E.I

⎡ l bd l ab ⎤ ⎢2 + 3⎥ ⎣ ⎦

Rumus :

δ=

Dimana :

δ = Defleksi lenturan W1 = Massa sprocet (kg) W2 = Massa puli (kg) W3 = Massa poros (kg) l = Panjang poros (mm)

E = Modulus Elastisitas (kgf/mm2) I = Momen Inersia (mm4) Sehingga :

δ=

0,73 × 100 2

⎡ 400 100 ⎤ + ⎢ π 3 ⎥⎦ 4 4 ⎣ 2 2,1 × 10 × .35 64

δ = (1,293 x 10-6) x (233,3) δ = 3,018 x 10-4 mm


57

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Defleksi Lenturan pada Puli

A

Lab

B

C

Lbc

Lcd

D

Gambar 3.4. Defleksi Lenturan Pada Puli

δ=

Rumus :

δ=

W2 l 2 bc E .I

⎡ l cd l bc ⎤ ⎢2 + 3⎥ ⎦ ⎣

0,4 × 100 2

⎡ 300 100 ⎤ + ⎢ π 3 ⎥⎦ 4 4 ⎣ 2 2,1 × 10 × .35 64

δ = (2,587 x 10-6) x (233,3) δ = 6,036 x 10-4 mm

; Defleksi Lenturan pada Tengah Poros

A

Lab

B

Lbc

C

Lcd

D

Gambar 3.5. Defleksi Lenturan Pada Tengah Poros

Rumus :

δ= δ=

W3 .l 3 8.E.I

2 × 500 3 8 × 2,1 × 10 4 ×

π

64 δ = 2,021 x 10 mm

.35 4

-2


58

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Putaran Kritis pada Poros Penggerak

Untuk poros putaran tinggi, putaran kritis sangat penting untuk diperhitungkan. Demi keamanan, dapat diambil pedoman secara umum bahwa putaran kerja poros maksimum tidak boleh melebihi 80% putaran kritisnya.(3) Kecepatan kritis dari masing-masing benda yang berputar adalah : Rumus :

d s2 N c = 52700 l1 .l 2

Dimana :

N c = Kecepatan kritis (rpm)

l total W

(3.6).(3)

W1 = Massa benda sprocet yang berputar (kg) W2 = Massa benda puli yang berputar (kg)

W3 = Massa benda poros yang berputar (kg) l

= Jarak antara bantalan (mm)

; Putaran Kritis pada Sprocet :

L1

B

L2

C

A

D

Gambar 3.6. Putaran kritis Pada Sprocet

Sehingga :

N c1 = 52700


d s21 l1 .l 2

l tot W1

59


N c1 = 52700

35 2 500 100 × 400 0,2

Nc1 = 80696,875 (rpm)

; Putaran Kritis pada Puli :

L3

L4

C

B

A

D

Gambar 3.7. Putaran kritis Pada Puli

Untuk :

N c2

d s22 = 52700 l 3 .l 4

N c2

35 2 500 = 52700 200 × 300 0,4

ltot W2

Nc2 = 38040,872 (rpm) ; Putaran Kritis pada Tengah Poros

B L5 A

L6

C

D

Gambar 3.8. Putaran kritis Pada tengah poros

Untuk :

N c 3 = 52700


d s22 l5 .l 6

ltot W3

60


N c 3 = 52700

35 2 500 250 × 250 2

Nc3 = 16331,9 (rpm)

; Maka Putaran Kritis Keseluruhan dari Sistem Nco adalah

Rumus ;

1 1 1 1 = 2 + 2 + 2 2 N co N c1 N c 2 N c 3 1 1 1 1 = + + 2 2 2 N co (80696,875 ) (38040,872 ) (16331,9 ) 2 1 = (1,53563 × 10 −10 ) + (6,91 × 10 −10 ) + (3,7491 × 10 −9 ) 2 N co 1 = (4.594 × 10 −9 ) 2 N co

N co2 = (2,177 × 10 8 )

N co = (2,177 × 10 8 ) = 14754,314 (rpm)

; Putaran Maksimum yang Diizinkan

Harga Nco Harus dibandingkan dengan Putaran Maksimum Sesungguhnya n2 yang dialami oleh Poros Dimana :

n2 6000 = N co 14754,314

= 0,4 << (0,6 − 0,7) ;

baik,

Maka diameter poros aman untuk perencanaan alat uji rantai ini.


61


3.2.2.2. Hasil Perhitungan Perencanaan Poros Pengerak Setelah dilakukan perhitungan dan pemerikasaan pada poros maka didapat : ; Bahan poros S45C ; Diameter poros tempat bantalan ds = 25,5 (mm)

Gambar. 3.9. Poros Pengerak

3.2.3. Perencanaan Poros Bebas

3.2.3.1. Perhitungan Poros Bebas Diameter poros kedua ds = 25,5 (mm) ini adalah diameter poros minimum yang dapat bekerja atau akan lebih baik apabila digunakan diameter yang lebih besar. Disini penulis menggunakan poros seperti gambar dibawah ini. Dengan diameter poros yang menjadi tempat bantalan dan diameter poros yang menjadi tempat sprocet adalah d = 25,5 (mm).



62

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Defleksi Puntiran Poros Bebas T2 .l G.d s4

Sehingga :

θ = 584

Dimana :

θ = Defleksi puntiran (o) T2 = Torsi poros (kgf.mm) l = Panjang poros (mm) 70 mm

d s = Diameter poros (mm) 25,5 mm G = Modulus geser (kgf/mm2),

Untuk baja G = 8,3 × 10 3 (kgf / mm 2 )

θ = 584

886,34 × 70 8,3 × 10 3 × 25,5 4

θ = 0.099o ; Pemeriksaan Defleksi Puntir Poros Bebas

Defleksi puntir poros θ = 0,099° << lebih kecil dari batas ketentuan defleksi yang diizinkan yaitu (0,25o – 0,3o). maka defleksi

puntir poros baik dan

perencanaan dapat dilanjutkan.

; Defleksi Lenturan yang Terjadi pada Poros Bebas Massa masing-masing benda yang berputar

Untuk ; massa sprocet adalah massa poros adalah


W1 = 0,2 (kg), W3 = 0,9 (kg),

63

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Defleksi Lenturan pada sprocet

A

Lab B

Lbd

D

Gambar 3.17. Defleksi Lenturan Pada Sprocet

Rumus :

W1 .F .l 2 ab ⎡ l bd l ab ⎤ + ⎥ δ= 3⎦ E.I ⎢⎣ 2

Dimana :

δ = Defleksi lenturan W1 = Massa sprocet (kg) W3 = Massa poros (kg) l = Panjang poros (mm)

E = Modulus Elastisitas (kgf/mm2) I = Momen Inersia (mm4) Sehingga :

δ=

0,2 × 10 2

⎡ 60 10 ⎤ ⎢ + 3 ⎥⎦ π 4 4 ⎣ 2 2,1 × 10 × .25 64

δ = (4,969 x 10-08) x (33,3) δ = 1,656 x 10-6 mm


64

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Defleksi Lenturan pada Tengah Poros

A Lab B

Lbd

D

Gambar 3.18. Defleksi Lenturan Pada Tengah Poros

δ=

Rumus :

W3 .l 3 8.E.I 0,9 × 70 3

δ=

8 × 2,1 × 10 4 ×

π 64

.25 4

δ = 9,587x 10-5 mm

; Putaran Kritis yang Terjadi pada Poros Bebas

Untuk poros putaran tinggi, putaran kritis sangat penting untuk diperhitungkan. Demi keamanan, dapat diambil pedoman secara umum bahwa putaran kerja poros maksimum tidak boleh melebihi 80% putaran kritisnya.(3) Kecepatan kritis dari masing-masing benda yang berputar adalah : ; Putaran Kritis pada Sprocet :

A

L1

B

L2

D

Gambar 3.19. Putaran kritis pada sprocet Universitas Mercu Buana

65


Sehingga :

N c1 = 52700

d s21 l1 .l 2

N c1 = 52700

25 2 70 10 × 60 0,2

l tot W1

Nc1 = 1027007,001 (rpm) ; Putaran Kritis pada Tengah Poros

A

L3

B

L4

D


Untuk :

N c 2 = 52700

d s22 l 3 .l 4

N c 2 = 52700

25 2 70 35 × 35 0,9

ltot W2

Nc2 = 2371277,711 (rpm)

; Maka Putaran Kritis Keseluruhan dari Sistem Nco adalah

Rumus ;

1 1 1 = 2 + 2 2 N co N c1 N c 2 1 1 1 = + 2 2 N co (1027007,001 ) (237127,711 ) 2 1 = (9,480 × 10 −13 ) + (1,77842 × 10 −11 ) 2 N co


66


1 = (1.87323 × 10 −11 ) 2 N co

N co2 = (5,338 × 1010 ) N co = (5,338 × 1010 ) Nco = 231048,937 (rpm)

; Putaran Maksimum yang diizinkan

Harga Nco harus dibandingkan dengan putaran maksimum sesungguhnya n2 yang dialami oleh poros bebas n2 6000 = = 0,026 << (0,6 − 0,7) ; baik, N co 231048,937 Maka diameter poros aman untuk perencanaan alat uji rantai ini.

Dimana :

3.2.3.2. Hasil Perhitungan Perencanaan Poros Bebas Setelah dilakukan perhitungan dan pemerikasaan pada poros maka didapat : ; Bahan poros S45C ; Diameter poros tempat bantalan ds = 25,5 (mm) ; Panjang poros L = 70 (mm)

Gambar. 3.21 Poros bebas Universitas Mercu Buana

67

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin 3.2.4. Perencanaan Pasak

3.2.4.1. Perhitungan Perencanaan Pasak Alat uji kemuluran rantai cam chain ini menggunakan jenis pasak benam yang mempunyai penampang segi empat, dengan bentuk prismatis. Perlu diketahui bahwa lebar pasak sebaiknya antara 25-35(%) dari diameter poros, dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan dengan diameter poros (antara 0,75 sampai 1,5ds), karena lebar dan tinggi pasak sudah distandarkan.(3) Jika momen rencana dari poros adalah T (kgf.mm), dan diameter poros adalah ds (mm), maka gaya tangensial F (kgf) pada permukaan poros adalah Rumus ;

F=

T2 ( d s / 2)

F=

(3.7).(3)

886,34 = 50,648( Kgf ) (35 / 2)

; Ukuran – Ukuran Pasak Tabel 3.3. Ukuran – ukuran Utama Pasak


68


Berdasarkan tabel diatas, untuk Diameter poros ( ds ) = 25,5 (mm), ukuran nominal pasak yang dianjurkan (b × h) = 10 × 8(mm) , Dan panjang pasak (l) = 40 (mm), kedalaman alur pasak pada poros ( t1 ) = 5,0 (mm), dan kedalaman alur pasak pada naf (t2) = 3,3 (mm), ; Bahan Pasak, Kekuatan Tarik dan Faktor Keamanan Pasak

1. Peneliti menggunakan bahan pasak S45C maka menurut standar 2. Didapat ; σ B = 70(kgf / mm 2 ), Sf k1 = 6, Sf k 2 = 3, Sf k 1 × Sf k 2 = 6 × 3 = 18 .

; Tegangan Geser Pasak

Karena gaya geser bekerja pada penampang mendatar b × l (mm 2 ) oleh gaya F (kgf). Dengan demikian tegangan geser τ k (kgf/mm2) yang ditimbulkan adalah ;

τ ka =

σB Sf k1 .Sf k 2

=

70 = 3,9(kgf / mm 2 ) 18

(3.8).(3)

; Tegangan Geser Pasak yang Diizinkan

Maka dari tegangan geser yang diizinkan τ ka (kgf/mm2), panjang pasak l1 (mm) yang diperlukan dapat diperoleh sebagai berikut :

τ ka ≥

F dimana l1 ≥ 18(mm) b.l1

3,9 ≥

50,648 = 0,28 ; dimana 3,9 ≥ 0,28 Baik, (10 × 18)

(3.9).(3)

Panjang pasak dengan l = 18 (mm) baik, perencanaan pasak dapat diterima.


69


3.2.4.2. Hasil Perhitungan Perencanaan Pasak Setelah dilakukan perhitungan maka didapat ; Panjang pasak : 40 mm ; Kedalaman alur pasak pada poros penggerak : 5 mm ; Kedalaman alur pasak pada naf : 3,3 mm

3.2.5. Jenis Transmisi yang Digunakan dan Analisa Kebutuhan

Berdasarkan jenis dan typenya dipasaran maka sabuk yang digunakan untuk Daya rencana (Pd) = 2,238 (KW), dan kecepatan putaran poros (n2) = 6000 (rpm) pada tabel 2.5, didapat jenis sabuk-V dengan tipe A.

3.2.5.1. Perhitungan Sabuk dan Puli Untuk Alat Uji ; Diameter Puli

Menentukan diameter puli penggerak dan puli yang digerakan dengan perbandingan rasio putaran ; Dari penggunaan motor diketahui daya motor ( Po ) = 3,9 (Kw) dan putaran motor ( n1 ) = 2850 (rpm), diinginkan untuk memutar poros pengerak sebesar ( n2 ) = 6000 (rpm), yang tersambung dengan puli motor. Disini penulis menggunakan puli motor sebesar (Dp) = 150 (mm), sedangkan untuk mencari diameter puli sprocet (dp), yaitu : Rumus :

Dp n1 =i= n2 dp

Dimana :

i = Rasio kecepatan


(3.10).(3)

70


D p = Diameter puli motor (mm) d p = Diameter puli sprocet (mm) n1 = Putaran motor (rpm) n 2 = Putaran poros sprocet (rpm)

n1 D p = n2 d p dp =

n1 × D p n2

=

2850(rpm) × 150(mm) = 71,25(mm) 6000(rpm)

Sehingga didapat ukuran puli : Dp = 150 (mm); dengan diameter puli lubang poros (DB) = 25,5 (mm) dp = 71 (mm); dengan diameter puli lubang poros (dB) = 25,5 (mm)

; Kecepatan Linier Sabuk

Rumus :

v=

v=

π × d p × n1 60 × 1000

(3.11).(3)

3,14 × 71 × 6000 = 22,37(m / s) 60 × 1000

; Periksa Kecepatan Linier Sabuk-V Tidak boleh lebih dari v ≥ 30 (m/s)

Dimana harga : 22,37 m/s < 30 m/s, baik, kecepatan sabuk dibawah kecepatan yang diizinkan, dan perancangan dapat dilanjutkan.(3) ; Jarak Sumbu Poros Motor dengan Poros Sproket

Untuk meghitung panjang sabuk harus lebih dahulu menghitung jarak sumbu poros yang direncanakan dengan asumsi.


71


Penulis mengambil jarak sumbu poros rancangan dengan asumsi Ca = 410 (mm). b + b 2 − 8( D p − d p ) 2

Rumus :

C=

Untuk :

b = 2L − π ( D p + d p )

Untuk :

L = 2 × Ca +

Dimana :

C = Jarak sumbu poros (mm)

(3.12)(3)

8

π 2

(D p + d p ) +

1 (D p − d p ) 2 4C a

Ca = Jarak sumbu poros asumsi (mm) L = Panjang sabuk (mm)

; Perhitungan Panjang Keliling Sabuk-V (mm) L = 2 × 410 +

3,14 1 (150 + 71) + (150 − 71) 2 = 1171,144 ( mm ) 2 4 × 250

; Nomor Nominal dan Panjang Sabuk dalam Perdagangan

Maka didapat Nomor nominal dan panjang sabuk standar dalam perdagangan pada tabel dibawah ini, yaitu : Nomor nominal sabuk-V : No.46, L = 1168 (mm) Tabel 3.4. Panjang Sabuk – V standar dipasaran.(3)

; Jarak Sumbu Poros yang Diijinkan Universitas Mercu Buana

72


b = 2 × 1171,144 − 3,14(150 + 71) = 1647,563(mm) C=

1647,563 + (1647,563) 2 − 8(150 − 71) 2 = 410(mm) 8

Maka jarak sumbu poros yang diijinkan adalah sebesar C = 410 (mm) ; Sudut Kontak Puli (θ ) dan Faktor Koreksi (Ko)

Rumus :

θ = 180 0 −

θ = 180 o −

57( D p − d p ) C

(3.13).(3)

57(150 − 71) = 169,052 o 410

Maka Faktor Koreksi didapat (Kθ) = 0,96 dari tabel dibawah ini. Tabel 3.5. Faktor Koreksi (Kθ)

; Jumlah Sabuk-V

Jumlah sabuk yang diperlukan untuk desain mesin ini, dapat diperoleh dengan membagi Pd dengan Po. Kθ ;


73


Rumus :

N=

Pd Po × K θ

N=

5,46 = 1,458 atau 1 buah 3,9 × 0,96

(3.14)(3)

3.2.5.2. Hasil Perhitungan Sabuk dan Puli untuk Alat Uji ; Penampang sabuk – V tipe A ; Panjang keliling sabuk L = 1168(mm) ; Jumlah sabuk N = 1 buah ; Jarak sumbu poros C = 410 (mm) ; Diameter luar puli motor Dp = 150 (mm) ; Diameter luar puli poros pengerak dp = 71 (mm)

Gambar. 3.11. Belt – V

Gambar. 3.12. Puli pada motor


Gambar. 3.13. Puli poros penggerak

74

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin 3.2.6. Pemilihan Bantalan Untuk Poros Penggerak

3.2.6.1. Perhitungan Umur Bantalan Poros Penggerak Tabel 3.6. Bantalan Bola.(3)

; Gaya yang Dikenakan di Dua Buah Bantalan adalah :

FD = 0,4 N

FC = 180N 23 21 19 17 15 13 11 9 8 6 4 2 0 0,4

RA

RB

180

(+)

Gaya Geser

(+) 0,4

Gambar 3.14. Diagram Momen Universitas Mercu Buana

75


∑ Ma = Fc × 100 + Fd × 100 − 400 × RB = 0 ∑ Ma = 180( N ) × 100(mm) + 40( N ) × 100(mm) − RB × 400(mm) = 18000( N .mm) + 4000(mm) × (− RB) − 400( N .mm) 400( N .mm) × RB = 22000( N .mm) RB =

22000( N .mm) − 400(mm)

RB = - 55 (N) ∑ Mb =Fc × 100 − Fd × 100 + RA × 400 = 0

∑ Mb = 180( N ) × 100(mm) − 40( N ) × 100(mm) + RA × 400(mm) = 18000( N .mm) − 4000(mm) × RA + 400( N .mm) 400( N .mm) × RA = −14000( N .mm) RA =

− 14000( N .mm) − 400( N .mm)

RA = 35 (N) Bantalan pada alat uji kemuluran rantai cam chain berfungsi sebagai penahan poros. Dalam proses pemilihan bantalan disesuaikan dengan diameter poros yang digunakan yaitu diameter yang dipakai sebesar25,5 (mm), maka dari tabel, penulis mendapat bantalan tertutup UC 6207 dengan diameter luar 72 (mm), lebar 17 (mm), kapasitas nominal dinamis spesifik C = 2010 (kg), dan kapasitas nominal statis spesifik Co = 1430 (kg).


76

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin ; Untuk Bantalan Bola Alur dalam dari Tabel diambil nilai : Fa = 0,084 …………….(3) Co

Sehingga ;

Fa = 0,084 x 1430 Fa = 120,12 N

Maka dari tabel didapat nilai untuk X = 0,56, dan Y = 1,55 dan V = 1 ( beban berputar pada cincin dalam ) untuk baris tunggal. Tabel 3.7. Faktor –faktor V, X, Y. dan Xo, Yo

; Untuk Bantalan di A :

1. Beban Ekivalen Dinamis adalah : Rumus :

Pr = X .V .Fra + Y .Fa

(3.15)(3)

Pr = (0,56 × 1 × 35) + (1,55 × 120,12)

Pr = 205,786 N

2. Maka faktor kecepatan Bantalan : Universitas Mercu Buana

77


Rumus :

⎛ 33,3 ⎞ ⎟⎟ f n = ⎜⎜ ⎝ n2 ⎠

1

3

(3.16)

1

⎛ 33,3 ⎞ fn = ⎜ ⎟ = 0,18 ⎝ 6000 ⎠ 3

3. Faktor Umur Bantalan : Rumus :

fh = fn

C Pr

f h = 0,18

(3.17)

2010 205,786

fh = 1,758

4. Maka Umur Nominal Bantalan A Lh adalah : Rumus :

Lh = 500 f h3

(3.18)(3)

Lh = 500(1,758) 3 Lh = 2716 jam

; Untuk Bantalan di B :

1. Beban Ekivalen Dinamis adalah : Rumus :

Pr = X .V .Frb + Y .Fa Pr = (0,56 × 1 × 55) + (1,55 × 120,12)

Pr = 216,986 N


78


2. Maka Faktor Kecepatan Bantalan : Rumus :

⎛ 33,3 ⎞ ⎟⎟ f n = ⎜⎜ ⎝ n2 ⎠

1

3

⎛ 33,3 ⎞ fn = ⎜ ⎟ ⎝ 6000 ⎠

1

3

fn = 0,18

3. Faktor umur Bantalan : Rumus :

fh = fn

C Pr

f h = 0,18

2010 216,986

fh = 1,668

4. Maka umur nominal Bantalan Lh adalah : Rumus :

Lh = 500 f h3 Lh = 500(1,668)3 Lh = 2320 jam

Maka dapat diambil kesimpulan bahwa bantalan di bagian A = 2713 jam, umur nominal bantalan lebih awet, dibandingkan dengan umur nominal bantalan di bagian B = 2314 jam. Disebabkan karena umur suatu bantalan dipengaruhi oleh beban yang dialami bantalan dan pelumasannya.


79


3.2.6.2. Hasil Perhitungan Bantalan Poros Pengerak Setelah dilakukan perhitungan maka didapat jenis bantalan gelinding yang akan dipilih dengan data-data sebagai berikut : ; Nomor nominal bantalan A dan B adalah UC 6207 ; Diameter dalam bantalan 25,5 (mm) ; Diameter luar bantalan 52 (mm) ; Lebar bantalan 15 (mm) ; Umur nominal bantalan A 2767 Jam ; Umur nominal bantalan B 2767 jam

Gambar. 3.15. Bantalan poros penggerak

3.2.7. Pemilihan Umur Bantalan Poros Bebas

3.2.7.1. Perhitungan Bantalan Poros Bebas ; Untuk Gaya yang Dikenakan di Dua Buah Bantalan adalah :


80


FC = 180N

RA 5 0 2 4 6 8 10 11 13 15 17 19 21 23

RB Gaya Geser

(-)

180

Gambar 3.22. Diagram Momen

∑ Ma = − Fc × 10 − RB × 60 = 0

∑ Ma = −180( N ) × 10(mm) − RB × 60(mm) = −1800( N .mm) − RB × 60( N .mm) 60( N .mm) × RB = −1800( N .mm) RB =

− 1800( N .mm) − 60(mm)

RB = 30 (N)

∑ Mb = − Fc × 10 + RA × 60 = 0 ∑ Mb = −180( N ) × 10(mm) + RA × 60(mm) = −1800( N .mm) + RA × 60( N .mm) Universitas Mercu Buana

81


60( N .mm) × RA = 1800( N .mm) RA =

1800( N .mm) − 60( N .mm)

RA = - 30 (N) Bantalan poros bebas pada alat uji kemuluran rantai cam chain berfungsi sebagai penahan poros. Dalam proses pemilihan bantalan disesuaikan dengan diameter poros yang digunakan yaitu diameter yang dipakai sebesar 25,5 (mm), maka dari tabel, penulis mendapat bantalan tertutup UC 6205 dengan diameter luar 52 (mm), lebar 15 (mm), kapasitas nominal dinamis spesifik C = 1100 (kg), dan kapasitas nominal statis spesifik Co = 730 (kg). ; Untuk bantalan bola alur dalam dari tabel diambil nilai : Fa = 0,084 …………….(3) Co

Sehingga ;

Fa = 0,084 x 730 Fa = 61,32 N

Maka dari tabel didapat nilai untuk X = 0,56, dan Y = 1,55 dan V = 1(beban berputar pada cincin dalam ) untuk baris tunggal. ; Untuk Bantalan di A

1. Beban ekivalen dinamis adalah : Rumus :

Pr = X .V .Fra + Y .Fa

(3.15)(3)

Pr = (0,56 × 1 × 30) + (1,55 × 61,32)

Pr = 111,846 N


82


2. Maka faktor kecepatan Bantalan : Rumus :

⎛ 33,3 ⎞ ⎟⎟ f n = ⎜⎜ ⎝ n2 ⎠

1

3

(3.16)

1

⎛ 33,3 ⎞ fn = ⎜ ⎟ = 0,18 ⎝ 6000 ⎠ 3

3. Faktor umur Bantalan : Rumus :

fh = fn

C Pr

f h = 0,18

(3.17)

1100 112,031

fh = 1,771

4. Maka umur nominal Bantalan A Lh adalah : Rumus :

Lh = 500 f h3

(3.18)(3)

Lh = 500(1,771 ) 3 Lh = 2777 jam Maka dapat diambil kesimpulan bahwa bantalan di bagian A = 2777 jam. Disebabkan karena umur suatu bantalan dipengaruhi oleh beban yang dialami bantalan dan pelumasannya.

; Untuk Bantalan di B

Karena Frb = Fra maka umur nominal pada bantalan B sama dengan umur nominal pada bantalan A atau A = B


83


Maka dapat diambil kesimpulan bahwa bantalan di bagian A & B = 2767 jam. Disebabkan karena umur suatu bantalan dipengaruhi oleh beban yang dialami bantalan dan pelumasannya.

3.2.7.2. Hasil Perhitungan Bantalan Untuk Poros Bebas Setelah dilakukan perhitungan maka didapat jenis bantalan gelinding yang akan dipilih dengan data-data sebagai berikut : ; Nomor nominal bantalan A dan B adalah UC 6205 ; Diameter dalam bantalan 25.5 (mm) ; Diameter luar bantalan 52 (mm) ; Lebar bantalan 15 (mm) ; Umur nominal bantalan A 2767 Jam ; Umur nominal bantalan B 2767 jam

Gambar.3.23. Bantalan untuk poros bebas


84

Bab III Metodelogi Desain dan Perhitungan Elemen-Elemen Mesin 3.2.8. Menentukan Berat Bandul

Dimana : W1 = Beban yang akan diterima rantai (18 Kg) W2 = Beban poros bebas (2 Kg) μ = Koefisien gesek bahan baja (0) karena permukaan dilakukan pelumasan dan jarak pergerakan hanya sedikit. Wbandul = W1 + W2 + μ = 18 + 2 + 0 = 20 kg Jadi berat bandul yang digunakan sebesar 20 kg.

3.2.9. Pemilihan Tali Baja

3.2.9.1. Perhitungan Tali Baja untuk Alat Uji Tali baja yang digunakan berjenis tali baja anti-puntir dengan diameter tali baja yang digunakan untuk menarik beban sebesar 20 kg adalah d = 0,084(mm) ini adalah diameter tali baja minimum yang dapat bekerja atau akan lebih baik lagi apabila digunakan diameter yang lebih besar. Disini penulis menggunakan tali baja seperti gambar dibawah ini. Maka diameter tali baja yang digunakan untuk menarik poros kedua adalah d = 2 (mm). Umur tali dapat di tentukan dengan mengunakan persamaan sebagai berikut : Menurut metode Prof. Zhitkov, umur kawat pengangkat dapat dicari dengan menggunakan rumus 21 : N=

Z (bulan) [7] a • z2 • β • ϕ

Dimana :


85


N

= Umur tali

a

= Jumlah siklus kerja rata-rata perbulan menurut table a = 1000

Z

= Jumlah bengkokkan yang menyebabkan tali rusak, besarnya diambil dari table dengan harga m = 0,56, jadi Z = 70000

Z2

= Jumlah perulangan benkokkan persiklus (waktu angkat dan turun) pada tinggi penuh dari satu sisi benkokkan menurut table

β

= factor kelelahan menurut table, didapat β = 0,4

ϕ

= factor kerusakan tali yang merupakan hubungan antara jumlah bengkokkan maksimum dengan jumlah bengkokkan yang diizinkan, ϕ =2,5.

Tabel 3.10. Untuk menentukan nilai Z

Tabel 3.11. Untuk menentukan nilai a, z2, β


86


N=

70000 3400 • 4 • 0,4 • 2,5

= 5,147 bulan Jadi,

jumlah kerja tiap hari = 14jam jumlah kerja tiap bulan = 25 hari

Maka umur kabel adalah : N = 5,147 x 25 x 14 = 1801,45 jam.

3.2.9.2. Hasil Perhitungan Tali Baja untuk Alat Uji Setelah dilakukan perhitungan maka didapat jenis tali baja yang akan dipilih dengan data-data sebagai berikut : ; Diameter tali baja 2 (mm) ; Diameter selubung tali baja 7 (mm) ; Umur nominal tali baja 1801,45 Jam

Gambar. 3.24. Tali baja anti puntir


87

Bab IV Pengujian dan Pembahasan BAB IV PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN HASIL DESAIN

4.1.

Hasil Rancangan

Setelah melakukan perakitan yang disesuaikan dengan hasil perhitungan dan desain maka diperolah hasi/ alat uji rantai cam chain seperti:

Gambar 4.1. Alat Uji Rantai Cam Chain Hasil Rancangan


IV-1

Bab IV Pengujian dan Pembahasan 4.2.

Pengujian Alat Setelah alat yang direncanakan dibuat, maka dilakukan proses pengujian

untuk mengetahui, bentuk fisik, dan uji performasi dari alat uji rantai cam chain. Sehingga didapat :

No

Nama Bagian Mesin

1

Kerangka

Bahan

Jml.

Besi Siku

1

2

Motor Listrik

3

Pulley Motor

FC 30

1

FC 30

1

1

4

Pulley Sprocet

5

Bearing

6

Poros

S45C

2

7

Sprocet

S45C

2

8

Rumah Bering

FC31

4

9

Rel

Besi Putih

4

10

Baut dan Mur

Baja Liat

4

11

Bandul

Baja Liat

1

12

Tali Baja / Slingk

13

Baut Set

4

1 Baja Liat

4

Skala

:1:5

Digambar

: Eko Susanto

Satuan

: mm

NIM

: 200023006

: 26-07-2005

Diperiksa

: Ir. Suryadi M.T

Tanggal

FTI - ISTA

Catatan

Alat Uji Rantai Cam Chain

Keterangan :

Tugas Akhir

A4

Gambar 4.2. Struktur Alat Uji Rantai Cam Chain


IV-2

Bab IV Pengujian dan Pembahasan 1) Uji Fisik Alat Fisik alat adalah bentuk mesin secara keseluruhan dari elemen-elemen yang terkecil seperti pasak, baut, mur dan ring. sedangkan elemen-elemen yang terbesar seperti kerangka, motor listrik, puli, bearing, dan Sprocet. Cara pengujian fisik alat : Pengujian fisik alat ini dilakukan dengan cara menghidupkan dan mematikan mesin, kemudian dilakukan pengamatan secara terperinci dari elemen yang terkecil sampai dengan elemen yang terbesar. Apakah terjadi ketidak telitian, kerusakan, atau getaran dan suara pada mesin. Data-data hasil pengujian fisik alat : •

Bentuk wadah oli/ box baik tidak terjadi kebocoran.

•

Panjang (P) = 600 mm, Lebar (L) = 600 mm, Tinggi (T) = 1200 mm

•

Elemen-elemen mesin baik, tidak terjadi kerusakan maupun kendor

•

Stabilitas rangka stabil pada saat mesin dihidupkan maupun dimatikan

•

Stabilitas rangka stabil pada saat rantai diputar.

2) Uji Performasi Tanpa Beban Performasi tanpa beban adalah bila suatu mesin dihidupkan maka akan terjadi putaran mesin yang sangat besar pada saat itu, karena tidak adanya beban tarik. Cara pengujian performasi tanpa beban : Pengujian ini dilakukan dengan mengamati putaran kerja mesin pada poros maupun puli, sabuk dan sprocet, tanpa adanya pembebanan bandul.


IV-3

Bab IV Pengujian dan Pembahasan Data-data hasil pengujian performasi tanpa beban : •

Putaran yang dihasilkan stabil dimana putarannya tidak membesar atau berkurang.

•

Terjadi getaran pada saat mesin berputar

•

Sangat berisik pada saat mesin berputar

3) Uji Performasi Dengan Beban Performasi dengan beban adalah bila suatu mesin dihidupkan maka akan terjadi putaran mesin yang tidak stabil pada saat itu, karena adanya beban tarik dari bandul. Cara pengujian performasi dengan beban : Pengujian ini dilakukan dengan mengamati putaran kerja mesin pada poros maupun puli, sabuk dan sprocet, dengan adanya pembebanan dari bandul. Data-data hasil pengujian performasi dengan beban : •

Putaran yang dihasilkan stabil karena adanya beban tarik pada poros

•

Sedikit terjadi getaran pada saat mesin berputar

•

Kerangka Kuat tidak terjadi kerusakan pada bagian-bagian mesin


IV-4

Bab IV Pengujian dan Pembahasan 4.7. NO 1

Cara Melakukan Operasional Mesin Pengujiaan Rantai Cam Chain. ILUSTRASI

KETERANGAN Langkah pertama Lakukan pengukuran panjang rantai dengan menggunakan alat ukur measuring atau manual dengan kaliper.

2

Langkah kedua Lanjutkan dengan penyetelan posisi terendah salah satu sprocket sebelum melakukan penyetelan lebih dahulu turunkan/ lepaskan bandul dari kaitannya.

3

Langkah ketiga

Setelah rantai dikaitkan kepada kedua buah sprocket.

4

Langkah keempat lanjutkan dengan tuangkan oli kedalam boks dengan mengunakan kekentalan 20 – 50 SAE kedalam boks oli kurang lebih 2 liter.

5

Langkah kelima

Tutup boks yang berisi rantai yang akan diuji


IV-5

Bab IV Pengujian dan Pembahasan 6

Langkah keenam

Kaitkan bandul yang tersedia pada ujung kawat baja.

7

Langkah ketujuh

Kencangkan pengaitnya

8

Langkah kedelapan

Penyetelan baut nipel

9

Langkah kesembilan

Nyalakan mesinnya tunggu hingga sampai waktu yang telah ditentukan

10

Langkah kesepuluh

Lakukan pengambilan data dengan kaliper

11

Langkah kesebelas Ukur kembali panjang rantai yang telah di uji tadi dengan menggunakan measuring atau manual dengan kaliper.


IV-6


Hasil Pengujian Rantai Cam Chain Pada pengujian kali ini digunakan rantai Cam Chain type 25H-82

Produksi DAIDO KOGYO CO., LTD. (D.I.D - JAPAN) Table. 4.1. Hasil Pengujian RANTAI CAM CHAIN

NO 1 2 3 4 5 6 7 8

kemuluran (mm) 0.00 0.00 0.05 0.05 0.1 0.15 0.15 0.15

Panjang rantai (mm) 626.00 626.00 626.05 626.10 626.20 626.35 626.50 626.65

KONDISI TEST : - SPROCKET - KECEPATAN RANTAI

Keterangan

Waktu (jam) 0 2 4 6 8 10 12 14

Awal Dua jam pertama Dua jam kedua Dua jam ketiga Dua jam keempat Dua jam kelima Dua jam keenam Dua jam ketujuh

: 28 : 6000 Rpm

- TEGANGAN RANTAI - BEBAN TEST

: 18 Kgf : 20 Kgf

GRAFIK KEMULURAN RANTAI 626.80 626.70 626.60 626.50 25H-82

(mm) 626.40

Std Max

626.30 626.20 626.10 626.00 0

2

4

6

8

10

12

14

(Jam)

Gambar. 4.3. Grafik kemuluran rantai cam chain 25H Berdasarkan grafik diatas bahwa seiringnya pertambahan waktu dan peningkatan suhu akan berakibat kepada besarnya kemuluran rantai yang terjadi. Universitas Mercu Buana

IV-7


Perbandingan Sebelum dan Sesudah Perancangan

Table. 4.2. Perbandingan alat uji rantai cam chain 25H Item Waktu Pengujian Bobot Biaya Pembuatan Dimensi P x L x T Pengunaan Perolehan Data

4.6.

Perbandingan Model Hasil Rancangan 50 Jam 14 Jam Berat Ringan Rp. 5.600.000,Rp. 2.548.800,80 x 70 x 200 cm 60 x 60 x 120 cm Sulit Mudah Akurat Cukup Akurat

Biaya Mesin Biaya mesin yang dibutuhkan untuk membuat alat uji kemuluran rantai

cam chain. Tabel 4.3. Rincian biaya alat uji rantai cam chain 25H No

Nama Bagian

Jumlah

Harga

Total

1.

Puli Dp = 152,4 mm

1 buah

Rp. 45.000

Rp. 45.000

2.

Puli dp = 71 mm

1 buah

Rp. 20.000

Rp. 20.000

3.

Sabuk – V A-46

1 buah

Rp.15.000

Rp. 15.000

4.

Besi siku

2 batang

Rp. 80.000

Rp. 160.000

5.

Besi Rel

200 Cm

Rp. 60.000

Rp. 60.000

6.

Besi Plat

70 Cm3

Rp. 20.000

Rp. 20.000

7.

Poros Pengerak S45C

500 Cm

Rp. 90.000

Rp. 90.000

8.

Poros Beban S45C

70 Cm

Rp. 45.000

Rp. 45.000

9.

Bandul

1 buah

Rp. 30.000

Rp. 30.000


IV-8

Bab IV Pengujian dan Pembahasan No

Nama Bagian

Jumlah

Harga

Total

10. Mur dan Baut

12 buah

Rp. 400

Rp. 4.800

11. Motor listrik 5,5 HP

1 buah

Rp. 800.000

Rp. 800.000

12. Bearing 30 mm

2 buah

Rp. 150.000

Rp. 300.000

13. Bearing 25 mm

2 buah

Rp. 150.000

Rp. 300.000

14. Cat Kaleng

1 Kaleng

Rp. 5.000

Rp. 5.000

15. Baut Penyetel

4 buah

Rp. 2.000

Rp. 8.000

16. Baut Pengait

2 buah

Rp. 3.000

Rp. 6.000

17

Cable Lock

2 buah

Rp. 5.000

Rp. 10.000

18

Akrilik

19

Kabel 3 x 2.5mm

4m

Rp. 10.000/m

Rp. 40.000

20

Steker

1 Buah

Rp. 25.000

Rp. 25.000

21

MCB 10A

1 Buah

Rp. 50.000

Rp. 50.000

22

Biaya pembuatan

Rp. 15.000

Rp. 500.000 Jumlah Rp.2.548.800,-


IV-9

Bab V Kesimpulan dan Saran BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Berdasarkan data-data dan pembahasan yang telah diperoleh, maka dapat diambil kesimpulan : 1) Alat uji kemuluran rantai cam chain ini didalam pengunaannya sangat efisien dan peraktis dikarenakan disaat melakukan pengambilan data tidak perlu lagi mematikan mesin dan melepaskan rantainya pada sprocketnya sehingga terhindar dari kesalahan pemasangan kembali sesuai posisi semula. 2) Kemuluran rantai disebabkan dari tingkat keausan komponen-konponen rantai yang saling bergesekan serta panas yang dihasilkan cenderung meningkat sesuia dengan panjangnya waktu pengujiaan. 3) Motor penggerak yang digunakan yaitu jenis motor listrik dengan daya 4,1 KW – 2850 rpm. 4) Waktu yang dibutuhkan jauh lebih pendek sehingga dapat menghemat energi listrik dibandingkan dengan mesin yang ada. 5) Biaya untuk pembuatan mesin lebih murah dibandingkan dengan mesin yang ada. 6) Sabuk dan puli menggunakan jenis sabuk – V dengan tipe A. 7) Poros yang digunakan poros lurus dengan bahan S45C, panjang total 500 mm, dengan menggunakan diameter poros Ds = 25,4 mm dan ds = 25,4 mm.


V-1

Bab V Kesimpulan dan Saran 8) Bantalan yang digunakan untuk poros bantalan bola dengan dua sekat dengan nomor UC 6205 berdiameter dalam 25,4 mm dan diameter luar 25,4 mm dan lebar 15 mm. 9) Puli yang digunakan dengan bahan FC 30 untuk puli penggerak dengan diameter 150 mm dan puli yang digerakan diameter 75 mm. 10) Rangka mesin menggunakan besi siku dengan ukuran 500 x 500 mm2, yang digunakan sebagai penyangga mesin dan motor penggerak. 11) Diemnsi alat yang lebih kecil sehingga tidak banyak mengunakan ruangan P x L x T = 600 x 500 x 1200 mm.

5.2. Saran-saran Penulis menyadari bahwa mesin yang telah dirancang ini belum sempurna dan masih banyak kekurangan yang perlu dibenahi. Oleh karena itu perancang berharap agar adanya tidak lanjut untuk merancang ulang mesin ini sehingga pada nantinya diperoleh mesin yang lebih baik. Berdasarkan data – data pengujian, penulis memberikan saran-saran sebagai berikut : 1) Alat ini hanya dapat digunakan untuk jenis rantai tipe 25H cam chain. 2) Dalam penyetelan jarak pada baut nipel harus benar-benar teliti karena itu akan menentukan hasil pengambilan data yang kita perolah. 3) Didalam pemberian nilai asumsi jangan terlalu besar karena dapat memperbesar biaya pembuatan alat.


V-2

TUGAS AKHIR PERANCANGAN ALAT UJI KEMULURAN RANTAI TYPE SILENT CHAIN

Recommend Documents