Laporan Governor

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FENOMENA DASAR MESIN

GOVERNOR

NAMA NIM KELOMPOK

: AGUSWANDI : 1107111861 : 1 (SATU)

LABORATORIUM KONSTRUKSI DAN PERANCANGAN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU NOVEMBER, 2013

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah swt yang masih memberikan kesehatan dan kesempatannya kepada kita semua, terutama kepada penulis. Sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini. Berikut ini, penulis persembahkan sebuah laporan yang berjudul “Governor ”. ”. Meskipun laporan ini hanya membahas sebagian kecil dari Governor, namun penulis mengharapkan laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua, terutama bagi penulis sendiri. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing dan asisten dosen yang telah banyak membantu penyusun agar dapat menyelesaikan laporan ini. Semoga laporan ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada kita semua. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Dan semoga dengan selesainya laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan kita semua. Amin

Pekanbaru, November 2013

Penulis

i

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah swt yang masih memberikan kesehatan dan kesempatannya kepada kita semua, terutama kepada penulis. Sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini. Berikut ini, penulis persembahkan sebuah laporan yang berjudul “Governor ”. ”. Meskipun laporan ini hanya membahas sebagian kecil dari Governor, namun penulis mengharapkan laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua, terutama bagi penulis sendiri. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing dan asisten dosen yang telah banyak membantu penyusun agar dapat menyelesaikan laporan ini. Semoga laporan ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada kita semua. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Dan semoga dengan selesainya laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan kita semua. Amin

Pekanbaru, November 2013

Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................ ................................................................... ............................................. .......................... .... i DAFTAR ISI .................................................... .......................................................................... ............................................. ................................. .......... ii DAFTAR GAMBAR ............................................................. ................................................................................... ................................ .......... iv DAFTAR TABEL ...................... ............................................ ............................................ ............................................ ................................. ........... v BAB I PENDAHULUAN.......................................................... ................................................................................ ............................. ....... 1 1.1 Latar Belakang .................................................. ........................................................................ ............................................ ...................... 1 1.2 Tujuan ............................................. ................................................................... ............................................ ........................................ .................. 2 1.3 Manfaat ........................................... ................................................................. ............................................ ........................................ .................. 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................ ................................................................... ................................. .......... 3 2.1 Teori Dasar ........................... ................................................. ............................................ ............................................ ............................. ....... 3 2.1.1 Gaya-Gaya Yang Terjadi Pada Governor ............................ .............................................. .................. 5 2.1.1.1 Gaya Sentrifugal....................... Sentrifugal............................................. ............................................. ................................. .......... 5 2.1.1.2 Gaya Sentripental .................................... .......................................................... ........................................ .................. 6 2.1.2 Jenis-Jenis Governor .............................. ..................................................... .............................................. ......................... .. 7 2.1.2.1 Mechanical 2.1.2.1 Mechanical Governor ..................... Governor ............................................ .............................................. ......................... .. 7 2.1.2.2 Hydraulic 2.1.2.2 Hydraulic Governor .......................................................... ....................................................................... .............. 7 2.1.2.3 GovernorJennis Porter ............................................ ................................................................... ......................... .. 8 2.1.2.4 Governor Jennis Porell ........................................... .................................................................. ......................... .. 9 2.1.2.5 Governor Jenis Hartnell .................................................... ................................................................ ............ 10 2.1.3 Karakteristik Governor....................................... Governor............................................................. .................................. ............ 11 2.1.4 Turunan Rumus Governor Sentrifugal ............................................ ................................................. ..... 12 2.2 Aplikasi ........................................... ................................................................. ............................................ ...................................... ................ 13 BAB III METODOLOGI........................................................... ................................................................................. ........................... ..... 17 3.1 Peralatan ................................................. ....................................................................... ............................................ ............................... ......... 17 3.2 Prosedur Praktikum ......................... ............................................... ............................................ ...................................... ................ 19

ii

3.3 Asumsi-asumsi ............................................................................................ 20 BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN ............................................................... 21 4.1 Data ............................................................................................................. 21 4.1.1 Data Pengamatan dengan Massa = 976 gr. .......................................... 21 4.1.2 Data Pengamatan dengan Massa = 271 gr. .......................................... 21 4.1.3 Data Pengamatan dengan Massa = 89 gr. ............................................ 21 4.2 Perhitungan ................................................................................................. 22 4.2.1 Perhitungan dengan Massa = 976 gr. ................................................... 22 4.2.2

Perhitungan dengan Massa = 271 gr. .............................................. 23

4.2.3

Perhitungan dengan Massa = 89 gr. ................................................ 25

4.3 Hasil Pengolahan Data ................................................................................ 27 4.4 Pembahasan ................................................................................................. 28 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................ 30 5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 30 5.2 Saran ............................................................................................................ 30 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 31 LAMPIRAN

iii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Governor ........................................................................................... 4 Gambar 2. 2 Prinsip Pemanfaatan Gaya Sentrifugal ............................................. 6 Gambar 2. 3 Mechanical Governor ....................................................................... 7 Gambar 2. 4 Hydraulic Governor ......................................................................... 8 Gambar 2. 5 Governor Jenis Porter ....................................................................... 8 Gambar 2. 6 Governor jneis Proell ........................................................................ 9 Gambar 2. 7 Governor jenis Hartner ................................................................... 11 Gambar 2. 8 DBB Governor ................................................................................ 12 Gambar 2. 9 Governor pada Pneumatic hydrolic speed control ......................... 14 Gambar 2. 10 Electro Hydraulic Speed Control ................................................. 15 Gambar 2. 11 Diesel engine ................................................................................ 16 Gambar 3. 1 Seperangkat Alat Governor ............................................................ 17 Gambar 3. 2 Beban TigaVariasi .......................................................................... 17 Gambar 3. 3 Tachometer ..................................................................................... 18 Gambar 3. 4 Mistar .............................................................................................. 18 Gambar 3. 5 Kunci Pas 17 ................................................................................... 18 Gambar 3. 6 Jangka ............................................................................................. 19 Gambar 3. 7 Slide Regulator ............................................................................... 19 Gambar 3. 8 Peralatan Governor ......................................................................... 20 Gambar 4. 1 Kecepatan Poros VS Pemendekan Pegas ....................................... 27

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Data Pengamatan dengan Massa 976 gr. ............................................. 21 Tabel 4. 2 Data Pengamatan dengan Massa 271 gr. ............................................. 21 Tabel 4. 3 Data Pengamatan dengan Massa 89 gr. ............................................... 21 Tabel 4. 4 Hasil Dari Perhitungan ........................................................................ 28

v

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Governor atau pengontrol merupakan alat yang digunakan untuk mengukur dan meregulasi kecepatan dari mesin. Governor sebagai pengontrol kecepatan mesin sangat penting terutama dibidang industri. Pengontrol kecepatan mesin merupakan pengontrol yang sesungguhnya secara teoritis. Ada banyak contoh pada zaman dahulu, dimana suatu alat dikatakan beregulasi dan kebanyakan dikontrol sebagai mekanisme timbal-balik. Governor bekerja bila terjadi suatu perubahan pada permintaan daya yang menyebabkan fluktuasi putaran turbingenerator. Turbin air seperti layaknya penggerak mula, membutuhkan sistem pengaturan agar suatu perubahan beban tidak mengakibatkan terjadinya perubahan putaran. Hal ini secara tradisional dicapai dengan pengaturan debit air yang masuk ke turbin dengan menggunakan governor mekanis. Disamping sangat diperlukan pada pesawat luar angkasa, peluru kendali, sistem pengmudian pesawat terbang dan sebagainya, pengatur otomatis telah menjadi bagian yang penting dan terpadu pada proses-proses yang terjadi di pabrik dan industri modern. Mesin pada kendaraan bisa bergerak karena mendapatkan daya dari berbagai sumber, antara lain motor bakar dan listrik. Daya yang dihasilkan oleh mesin biasanya bervariasi, sedangkan penggerak mula sering kali harus beroperasi pada kecepatan konstan. Untuk mencapai kondisi tersebut, dibutuhkan suatu alat yang disebut pengatur (governor). Untuk melihat dan mengetahui bagaimana karakteristik dari governor serta menentukan didaerah mana governor stabil atau tidak stabil, maka perlu dilaksanakan praktikum ini. Governor selalu berperan dan mengendalikan output mesin. Jika terjadi dalam perubahan yang diinginkan maka governor akan segera bertindak mengatur suplay untuk mengendalikan output. Jadi governor merupakan alat kontrol otomatis, governor berperan mengatur kecepatan rata-rata mesin untuk penggerak mula, apabila terjadi variasi kecepatan akibat fluktuasi beban. Jika beban motor meningkat, kecepatan motor pun menurun dan wujud governor akan bertambah dengan perubahan sehingga menggerakkan katup untuk memperbanyak suplay

1

fluida kerja untuk mengimbangi kenaikan beban motor. Jadi governor secara otomatis

mengendalikan

suplay

ke

motor

bila

beban

berubah

dan

mempertahankan kecepatan rata-ratanya, didalam batas tertentu.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini dilaksanakan ialah: a. Untuk mengetahui karateristik pengatur keceepatan dengan membuat grafik yang menyatakan hubungan antara kecepatan poros dengan posisi sleeve untuk berbagai berat flyball. b. Untuk dapat menentukan gaya sentrifugal yang ditimbulkan dengan gaya tekan pegas pada flyball. c. Untuk dapat menerapkan konsep penguraian gaya truss dan frame pada konstruksi governor.

1.3 Manfaat

Adapun manfaat dari praktikum ini dilaksanakan ialah: a. Praktikan dapat memahami karateristik pengatur keceepatan dengan membuat grafik yang menyatakan hubungan antara kecepatan poros dengan posisi sleeve untuk berbagai berat flyball. b. Praktikan mengetahui dan menentukan gaya sentrifugal yang ditimbulkan dengan gaya tekan pegas pada flyball. c. Praktikan mengetahui konsep gaya truss dan frame pada konstruksi governor.

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Teori Dasar

Pertama sekali, governor sentrifugal diregulasikan pada jarak dan tekanan antara millstones pada kincir angin pada abad ke-17. Pada mulanya mesin uap sangat murni bergerak bolak-balik dan telah digunakan untuk memompa air, Variasi pengaplisiannya di toleransi pada kecepatan kerja. Sampai seorang engineer dari Skotlandia,James Watt memperkenalkan mesin uap berotasi untuk menggerakkan

mesin

di

pabrik,

dan

pengoperasiannya

konstan

dengan

menggunakan pendulum yang akhirnya disebut governor. Dimana, governor di buat dari bola baja yang menyentuh lengan penghubung vertikal. Governor mengontrol gaya dengan adanya berat dari bola baja. Governor sentrifugal di gunakan untuk mengatur jarak dan tekanan antara millstones dalam windmills. Dahulu steam engines menggunakan gerak reciprocating murni untuk pompa air di mana aplikasi ini dapat mentoleransi variasi kecepatan. Engineer skotlandia James Watt memperkenalkan mesi uap rotative untuk factor kemudi mesin, sehingga kecepatan operasi yang dibutuhkan menjadi konstan. Antara tahun 1775 dan 1800, Matthew Boulton memproduksi 500 rotative beam engines. Pada inti mesin ini watt sendiri yang merancang “ conical pendulum” governor. Seperangkat bola baja yang berputar berdempet pada spindle vertical dengan siku penghubung, yang mana pengontrolan gaya di lakukan oleh berat dari bola. Rancangan James Watt yang kemudian dirancang kembali oleh engineer Amerika ,Williard Gibs pada tahun 1872 secara teoritis. Dimana pendulum governor merupakan perspektif keseimbangan energi secara matematika. Selama menempuh pendidikan di Yale University , Gibs mengobservasi pengoperasian telah menganalisis kerugian kelebaman atau kecendrungan kelebihan perubahan kecepatan yang dikontrol. Governor merupakan suatu alat pengatur kecepatan putaran pada mesin penggerak mula. Fungsi dari governor adalah mengatur kecepatan putaran poros keluaran pada mesin penggerak mula yang di pasang alat pengatur ini. Sehingga bias diperoleh kecepatan putaran poros keluaran yang stabil, meskipun beban

3

yang

di

tanggung

oleh

mesin

tersebut

bervariasi

dan

berubah-ubah.

Governor bekerja berdasarkan perubahan besarnya gaya sentrifugal yang terjadi karena adanya perubahan kecepatan putaran poros. Tanggapan dari governor ini di teruskan ke suatu system lain yang mempengaruhi besarnya kecepatan putaran dari mesin-mesin penggerak mula. Governor bekerja berdasarkan perubahan besarnya gaya sentrifugal yang terjadi karena adanya perubahan kecepatan pada poros. Tanggapan dari governor ini diteruskan kesuatu sistem lain yang mempengaruhi besarnya kecepatan dari mesin-mesin penggerak mula. Governor bekerja dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran flyball. Putaran flyball sebanding dengan putaran poros utama yang memiliki putaran sudut (  ). Kecepatan sudut akan bervariasi menurut putaran poros (n). besarnya gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh flyball adalah F s

2



mr 

Dimana : F s

= gaya sentrifugal (N)

m

= massa flyball (kg)

r = 

jarak flyball ke sumbu poros utama (m)

= kecepatan putaran poros utama ( rad s )

Gambar 2. 1 Governor

Putaran yang diberikan governor dengan memakai motor penggerak yang mana kecepatan putar poros dapat diatur dengan menggunakan slide regulator . Setelah putaran yang yang diberikan sesuai dengan yang diharapkan, lengan-lengan

4

governor akan mengangkat sleeve dari posisi awal sampai maksimum. Jadi output yang diharapkan dari sistem kerja governor ini adalah berapa ketinggian sleeve (h) agar posisi mencapai kondisi stabil.Penggerak mula sering kali harus beroperasi pada putaran yang relatif konstan walaupun daya yang harus dihasilkannya berfariasi. Untuk mencapai kondisi operasi seperti yang diperlukan suatu alat yang disebut pengatur (governor).

2.1.1 Gaya-Gaya Yang Terjadi Pada Governor

Berdasarkan cara kerjanya,governor terbagi atas 2 jenis yaitu: 2.1.1.1 Gaya Sentrifugal

Governor jenis ini bekerja berdasarkan gaya sentrifugal, yakni suatu gaya yang dialami oleh benda yang bergerak secara rotasi yang arah gayanya selalu menjauhi pusat dari perputaran. Perumusan pengaturan sentrifugal dapat dilihat sebagai berikut:

Fsf

Fs = m.asf

Dimana:

Fsf = Gaya Sentrifugal (N) M = Massa Flyball (kg)

5

R

= Jari-jari/ jarak flyball keporos utama (m)

Prinsip kerja governor dengan pemanfaatan gaya sentrifugal dapat digambarkan:

Gambar 2. 2 Prinsip Pemanfaatan Gaya Sentrifugal

Dimana : V = Kecepatan linear = ω. R At = Percepatan tangesial = R = Percepatan Sentripetal = V²/R Fsp = Gaya sentripetal Fsf = Gaya sentrifugal

2.1.1.2 Gaya Sentripental

Arah gaya sentripetal selalu menuju pusat putar. Sedangkan gaya sentrifugal besarnya sama dengan gaya sentripetal tetapi arahnya selalu melawan arah dari gaya sentripetal. Besarnya gaya sentripetal dapat ditentukan dengan persamaan: Fsp =

Karena kecepatan linier V = Fsp =

 

= m.R.

Dimana:

 

 

, Maka persamaan diatas dapat dituliskan :



Fsp = Gaya Sentripental (N) M = Massa Flyball (kg) R

= Jari-jari/ jarak flyball keporos utama (m)

6

2.1.2 Jenis-Jenis Governor

Jenis-jenis dari governor adalah sebagai berikut :

2.1.2.1 M echanical Gover nor

Governor ini merupakan governor jenis lama yang mana kembali ke invensi sejarah dari mesin uap.

Gambar 2. 3 Mechanical Governor

Perakitan governor diarahkan ke penggerak dari mesin . Pemberat berotasi dan bereaksi seperti gambar diatas, dimana poros bergerak karena adanya gaya sentrifugal yang mendorong kearah luar.

2.1.2.2 H ydraul ic Gover nor

Mechanical Governor sederhana harus besar gesekannya di penghubung dan pengontrolan gaya luar. Gaya yang bereaksi pada arah yang berbeda tergantung dari bebannya bertambah atau berkurang. Dalam hydraulic governor pengaruhnya negatif dengan adanya tekanan minyak yang bereaksi sebagai gaya yang dikontrol.

7

Gambar 2. 4 Hydraulic Governor

2.1.2.3 GovernorJennis Porter

Bentuk geometri dari governor jenis porter adalah seperti gambar berikut :

Gambar 2. 5 Governor Jenis Porter

Untuk governor yang sedang dalam keadaan berputar maka berlaku persamaan dinamis ΣM = I.α. Pada kecepatan putar tertentu akan tercapai suatu keadaan setimbang, dimana gaya sentrifugal seimbang dengan gaya pemberat. Jika ini terjadi maka ada suatu titik yang memiliki percepatan sudut sebesar nol (α = 0), sehingga ΣM = 0. Persamaan gerak yang terjadi dengan ΣM dititik 0 sama dengan 0 adalah sbb :



0A +



0A – m.g.OB – Fc Bc = 0

8

Fc = Fc =

( * + )  ( * + )  *  +        =

Jika = K1 dan

Fc =

– m.g

 

= K2, maka persamaan akan menjadi :

 *  + 

Dari rumus diperoleh : Fc = m.r.ω2 Fc = m.h.ω2 ω=

   *  +    * +     * +  ;n=

Maka persamaan menjadi : m.r.ω2 =

ω =

n=

2.1.2.4 Governor Jennis Porell

Bentuk geometri dari governor jenis proell adalah seperti gambar berikut :

Gambar 2. 6 Governor jneis Proell

9

Untuk governor yang sedang dalam keadaan berputar maka berlaku persamaan dinamis ΣM = I.α. Pada kecepatan putar tertentu akan tercapai suatu keadaan setimbang, dimana gaya sentrifugal seimbang dengan gaya pemberat. Jika ini terjadi maka ada suatu titik yang memiliki percepatan sudut sebesar nol (α= 0), sehingga ΣM = 0. Persamaan gerak yang terjadi dengan ΣM dititik 0 sama dengan 0 adalah sebagai berikut:



0C + m.g.OD – Fc BD = 0 Fc = Fc = Fc = Jika

(   )  (  )          *     + -

= K, maka persamaan akan menjadi :

Fc =

Dari rumus diperoleh : Fc = m.r.ω2 Fc = m.h.ω2 ω=

  ;n=

Maka persamaan menjadi : m.h.tan α.ω2 = ω = n=

*     +

*√  +  +   √ * 

2.1.2.5 Governor Jenis Hartnell

Bentuk geometri dari jenis Hartnell adalah seperti gambar berikut :

10

Gambar 2. 7 Governor jenis Hartner

2.1.3 Karakteristik Governor

Karakteristik secara umum governor ialah: a. Penurunan kecepatan, atau berkurangnya

kecepatan mesin dari tanpa

beban ke beban penuh yang dinyatakan dalam putaran/menit atau sebagai presentase dari kecepatan normal/ rata-rata. b. Pengaturan Isohkhorik, yaitu mempertahankan kecepatan mesin konstan pada segala beban, pengaturan kecepatan yang mungkin dari penurunan kecepatan nol. c. Kepekaan/sensitify atau perubahan kecepatan yang diperlukan sebelum Governor akan melakukan gerakan. d. Kestabilan yaitu kemampuan mengatur waktu mempertahankan kecepatan mesin yang diinginkan tanpa naik turun atau constan. e. Ayunan, yaitu naik turun yang kontinyu dari mesin terhadap kecepatan yang diperlukan meskipun ketika beban tidak bert ambah. f. Ketangkasan, kecepatan aksi pengatur. Biasanya dinyatakan sebagai waktu dalam detik yang diperlukan governor untuk menggerakkan kendali bahan bakar dari kedudukan tanpa batasan bahan sampai beban penuh.

11

g. Daya dari pengatur, gaya yang ditimbulkan pada governor untuk mengatasi tahanan dalam sistem kendali bahan bakar.

2.1.4 Turunan Rumus Governor Sentrifugal

Gambar 2. 8 DBB Governor

Dari gambar diatas: 



1

arc.sin

sin a





arc.sin

2

F sg 1 

W 1

F sg 2 

W 2

F sg 3 

W 3

g

sin a

2

. 2 .R1

R1  sin a

. 2 .R2

R2  sin a

. 2 .R3

R3  sin a.

g

g

1

2

2 3

2 2

a a a

Persamaan kecepatan sudut governor dapat ditulis ulang dalam bentuk:  

A  B  C  D  E F  G  H

Dengan : A  

1

2

.W 4 .

sin(  a) cos 

1

2

.W3.sin  .tg .sin(  a)

 W 1   W 2   2 

F  

W 1

.W3 .sin  .sin(  a)

G

W 3

B  

sin a  2

C

1

2

E  

g

g

.R3 .R3

1

2 1

2

.cos  .sin(  a) .sin  .sin(  a)

12

D   1.W3.cos  .sin(  a)

 W1 R1 W 2  .   R2  . 1 cos a  g 2 g 

H   

Dan 2 n

 

60

Sehingga Putaran Governor 2 n 60



A B C  D  E F  G  H

Atau n

60 2 n

A  B  C  D  E F G H

2.2 Aplikasi

Berikut beberapa aplikasi yang menggunakan prinsip governor: 1. Pneumatic Hydraulic Speed Control. a. Oil Supply Pada sistem penyuplaian minyak terdiri dari tempat penyimpanan minyak, pompa roda gigi, dan aki. Minyak melumasi bagian yang bergerak dan mendukung beberapa parts untuk beroperasi. Kerja untuk penyuplaian minyak ini dilakukan oleh governor. b. Power Piston Berfungsi mengatur besarnya injeksi yang diberikan ke piston pada berbagai jenis bukaan katup. c. Fuel Control Governor berfungsi sebagai pengontrol besar bukaan katup minyak yang di supply ke mesin. d. Compesanting Mechnism Merupakan mekanisme yang terjadi pada saat penggantian kecepatan, dimana terjadi perubahan posisi piston dan klep.

13

e. Speed Control Coulumn Berfungsi dalam pengubahan kecepatan mesin dengan adanya perubahan katup penghambat atau menjaga kecepatan mesin agar tetap konstan jika terjadi perubahan beban

Gambar 2. 9 Governor pada Pneumatic hydrolic speed control

2. Electro Hydraulic Speed Control Seting kecepatan dengan electro-hydraulic governor dengan langkahlangkah kombinasi energizing dari empat solenoid "A" , "B", "C" dan "D".ke kecepatan mesin pertambahan , musim semi batas kecepatan harus dimampatkan atau tekanan dikurangi ke kecepatan berkurang . Kedudukan piston sesuai dengan batas kecepatan harus dirubah ke kondisi-kondisi tertentu. Dari batas kecepatan tertentu yang diawasi oleh solenoid, klep, pilot kontrol kecepatan, dan ring berputar. Ketika kombinasi beda " , " " B " atau " C " solenoid memberi tenaga, piring bersegitiga turun dipaksa pada jarak tertentu tergantung saat solenoid memberi tenaga. Ini sebabkan klep pilot kontrol kecepatan untuk turun. Pelabuhan mengatur di ring berputar, tekanan bawah governor mengijinkan kekuatan turun ke piston sampai batas kecepatan minimum. Sebagai bagian yangmengatur batas kecepatan maka hubungan klep pilot kontrol kecepatan harus diatur lagi.

14

Gambar 2. 10 Electro Hydraulic Speed Control

Governor sentrifugal di gunakan untuk mengatur jarak dan tekanan antara millstones dalam windmills. Dahulu steam engines menggunakan gerak reciprocating murni untuk pompa air di mana aplikasi ini dapat mentoleransi

variasi

kecepatan.

Engineer

skotlandia

James

Watt

memperkenalkan mesin uap rotative untuk factor kemudi mesin, sehingga kecepatan operasi yang dibutuhkan menjadi konstan. Antara tahun 1775 dan1800, Matthew Boulton memproduksi 500 rotative beam engines. Pada inti mesin ini watt sendiri yang merancang “ conical pendulum” governor. Seperangkat bola baja yang berputar berdempet pada spindle vertical dengan siku penghubung, yang mana pengontrolan gaya di lakukan oleh berat dari bola.

3. Diesel Engine Dengan mesin beroperasi , minyak dari sistem pemberian minyak mesin disediakan untuk persneling pompa yang terlihat pada gambar diatas. Kenaikan persneling pompa tekanan minyak untuk nilai ditentukan oleh klep. Tekanan minyak diatur pada kedua piston penyangga dan tegangan di dua bidang penyangga sama. Tekanan minyak yang sama pada sisi klep pilot terus menyampaikan minyak ke klep lain . Demikian untuk sistim hidrolis di keseimbangan, dan konstan tetap kecepatan mesin.

15

Gambar 2. 11 Diesel engine

Ketika pertambahan beban mesin, kecepatan mesin menurun. Penurunan di kecepatan mesin akan dirasakan oleh box governor. Karena penurunan tadi box governor menurunkan pengisap klep pilot. Gerakan naik servo-motor pada piston akan terus dipancarkan dan pengangkat stasiun untuk rak bahan bakar akan meningkatkan jumlah bahan bakar yang disuplai ke dalam mesin. Gerakan naik piston dimampatkan oleh penyangga bagian atas dan membebas tekanan di penyangga bagian bawah. Sirkuit mesin lokomotif disel sebagai banyak yang diketik beda sirkuit mulai dari ukuran dan pabrikan mesin lokomotif disel. Biasanya, mereka dapat dimulai oleh kapal motor udara, kapal motor elektris, kapal motor hidrolis, dan secara manual. Sirkuit start dapat buku sederhana start pushbutton, atau komplekauto-start sirkuit. Tetapi hampir semua kasus peristiwa mengikuti harus terjadi untuk mesin mulai untuk start. Tanda start mengirim untuk motor mulai beroperasi elektris atau motor hidrolis, akan melibatkan engine’s roda gaya. Motor akan mulai memutar engkol mesin. Mesin akan kemudian mempercepat ke kecepatan normal. Ketika motor setater gear tambahan oleh motor berlari itu akan melepaskan rodagaya. Sebab rely mesin lokomotif disel panas di tekanan untuk menyalakan bahan bakar, mesin dingin dapat panas cukup mengambil dari gasses yang jatuh udara dimampatkan di bawah panas pengapian bahan bakar.

16

BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan

Peralatan yang digunakan ialah: 1. Seperangkat alat governor. Alat ini digunakan untuk melakukan pengujian governor pada praktikum.

Gambar 3. 1 Seperangkat Alat Governor

2. Beban 3 variasi massa Beban digunakan sebagai bahan untuk menguji gaya gaya sentrifugal yang terjadi pada pengujian dengan 3 variasi beban yaitu : Beban 1

: 89 gram

Beban 2

: 221 gram

Beban 3

: 976 gram

Gambar 3. 2 Beban TigaVariasi

17

3. Tachometer Alat ini digunakan untuk menghitung kecepatan sudut dari massa yang berada pada poros yang akan diuji. Pada percobaan yang dilakukan kami menggukan tachometer digital dengan satuan rpm.

Gambar 3. 3 Tachometer

4. Mistar Mistar digunakan untuk mengukur pertambahan pangjang (tinggi sleeve ) yang terjadi pada saat putaran.

Gambar 3. 4 Mistar

5. Kunci Pas 17 Kunci pas 17 digunakan untuk melonggarkan dan mengencangkan baut pada saat pemasangan dan pelepasan massa.

Gambar 3. 5 Kunci Pas 17

18

6. Jangka Jangka digunakan untuk mengukur pertambahan panjang (tinggi sleeve) yang terjadi saat putaran.

Gambar 3. 6 Jangka

7. Slide regulator Slide regulator digunakan pada pengukuran Governor baik tanpa redaman maupun

dengan

redaman.

Pemakaian slide

regulator

ini

untuk

menjalankan drum pembawa keratas yang akan mencatat getaran yang terjadi.

Gambar 3. 7 Slide Regulator

3.2 Prosedur Praktikum

Adapun langkah-langkah praktikum ini ialah :

19

a. Susunlah alat seperti gambar dibawah ini,dengan bantuan asisten.

Gambar 3. 8 Peralatan Governor

b. Pasang beban pemberat (minimal 3 variasi beban) c. Aturlah putaraan motor dengan mengatur slide regulator , untuk setiap massa yang tetap ambillaj 3 buah data putaran yang berbeda. d. Ukurlah berpa pegas terdefleksi atau berapa tinggi sleeve bergerak ke atas. e. Cata data pengujian pada tabel yang telah disediakan. Data

Massa

Kekakuan

(kg)

f.

Putaran

Pemendekan

Rata-rata

pegas

poros

pegas (mm) pemendekan

(N/mm)

(rpm)

F=k.x.(N)

Tentukanlah gaya-gaya setiap lengan governor sehingga diperoleh hubungan gaya secara teoritik dan praktek antara gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh putaran poros utama dengan gaya real pegas tertekan.

3.3 Asumsi-asumsi

Asumsi yang diberikan ialah: 

Massa pegas pada alat uji diabaikan.



Massa batang alat uji diabaikan.



Kekakuan pada pegas dianggap konstan.

20

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data 4.1.1 Data Pengamatan dengan Massa = 976 gr.

Tabel 4. 1 Data Pengamatan dengan Massa 976 gr.

Voltage (v)

Putaran Poros (rpm)

125

253,3

150

362,4

Panjang Pegas (m) X0

X1

0,175 0,165

Pemendekan

ΔX

Pegas (m) 0,06

0,01

0,09

Panjang Lengan (m) 0,245

4.1.2 Data Pengamatan dengan Massa = 271 gr.


Voltage (v)

Putaran Poros (rpm)

125

251,6

150

362,9

Panjang Pegas (m) X0 0,175

X1 0,168

ΔX 0,007

Pemendekan Pegas (m) 0,030 0,052


4.1.3 Data Pengamatan dengan Massa = 89 gr.


Voltage (v)

Putaran Poros (rpm)

125

251,8

150

362,5

Panjang Pegas (m) X0

X1

0,175 0,170

ΔX 0,005

Pemendekan Pegas (m) 0,021 0,037


21

4.2 Perhitungan 4.2.1 Perhitungan dengan Massa = 976 gr.

a. Gaya sentrifugal percobaan 





Pemendekana pegas.

                                            Rata-rata pemendekan

Kekakuan pegas (k)

m = 976 gr = 0,976 kg



Gaya sentrifugal

b. Gaya sentrifugal teoritis



 

Tegangan 125 volt, dengan n = 253,3 rpm.

Panjang akhir pegas = 0,175 m – 0,06 m = 0,115 m

                                     

  22

                 

Tegangan 150 volt, dengan n = 362,4 rpm. Panjang akhir pegas = 0,175 m – 0,09 m = 0,085 m

                                    

                   4.2.2 Perhitungan dengan Massa = 271 gr.




Pemendekana pegas.

                    Rata-rata pemendekan

23



Kekakuan pegas (k) m = 271 gr = 0,271 kg



                      Gaya sentrifugal




 



                                  

                   


             24

                     

                   4.2.3 Perhitungan dengan Massa = 89 gr.






Pemendekana pegas.

                                            Rata-rata pemendekan

Kekakuan pegas (k)

m = 89 gr = 0,089 kg



Gaya sentrifugal

25




 



                                     

                   


                                    26

                     4.3 Hasil Pengolahan Data

Hasil dari pengolahan data ini ialah berupa grafik antara kecepatan poros dengan pemendekan pegas dari sini dapat dilihat dibawah ini:

KECEPATAN POROS VS PEMENDEKAN PEGAS 0.1 0.09 0.08 E 0.07 V E E L 0.06 S

N A K 0.05 E D N0.04 E M E P 0.03 0.02 0.01 0 20

25

30

35

40

KECEPATAN POROS 976 gr

271 gr

81 gr

Gambar 4. 1 Kecepatan Poros VS Pemendekan Pegas

27

Tabel 4. 4 Hasil Dari Perhitungan

Data

1

Massa (kg)

0,976

Kekakua n pegas (N/m) 957,456

Kecepatan

Pemen

Rata-rata

Gaya

Gaya

poros (rpm)

dekan

pemendekan

Sentrifugal

Sentrifugal

pegas

(m)

Pengujian

Teoritis (N)

125 V

150 V

26,51

37,93

(m) 0,01

X1

X2

0,06 0,09

∆X

(N)

125 V

150 V

0,0

71,8092

163,4

334,4

1

9

28,484

43,66

92,51

10,127

14,43

30,51

75 2

0,271

379,787

26,33

37,98

0,007

0,03 0,05

41 3

0,089

174,618

26,51

37,94

0,005

0,0

2

41

0,02

0,03

0,0

1

7

58

6

4.4 Pembahasan

Dari grafik diatas dapat dilihat semakin besar beban yang diberikan pada alat uji governor maka pemendekan sleeve pada alat uji governor semakin mengecil inin membuktikan bahwa beban sangat mempengaruhi pemendekan sleeve. Selain itu mempengaruhi pemendekan sleeve beban juga mempengaruhi kecepatan dari putaran governor, ini dapat dilihat dari hasil perhitungan yang ditunjukkan oleh grafik semakin besar beban yang diberikan pada governor maka putaran yang dihasilkan semakin melambat sehingga beban yang diberikan kecil maka kecepatan putar governor akan semakin cepat. Selain dari itu beban juga akan mempengaruhi gaya sentrifugal yang dihasilkan pada governor, semaki besar beban yang diberika, kecepatan putar besar, dan pemendekan sleeve semakin besar ini akan mengakibatkan nilai gaya sentrifugal akan besar, gaya sentrifugal membesar dipengaruhi oleh kecepatan putar dari governor dengan pegas pada sleeve. Pegas mempengaruhi dari kecepatan governor ini dikarenakan semakin besar kekakuan pegas pada sleeve maka gaya sentrifugal dari governor akan semakin besar ini dikarenakan pegas menahan getaran dari lengan governor sehingga jika semakin kaku pegas maka putaran yang dihasilkan semakin kecil dan gaya sentrifugal yang dihasilkan akan kecil karena gaya sentrifugal dipengaruhi oleh

28

pegas dan kecepatan putar dari governor tersebut. Kecepatan putar dan pegas dipengaruhi oleh beban yang diberikan dan lengan governor, jika beban yang diberikan besar dan lengan kecil maka kecepatan putar akan semakin melambat dan sebaliknya juga seperti itu, yang membedakan antara pegas dan kecepatan putar ialah jika pegas dipengaruh konstanta pegas itu sendiri dengan jarak pemendekan sleeve yang dipengaruhi oleh beban dan panjang lengan. Sendangkan kecepatan putar dipengaruhi oleh pegas, dan putaran yang dihasilkan, semakin besar putaran yang dihasilkan maka semakin besar gaya sentrifugal dihasilkan dan kecepatan putar juga semakin besar. Dari hasil perhitungan diatas dapat dilihat hasil percobaan dengan hasil teoritis berbeda, jika dilihat perbedaannya besar, ini terjadi dikarenakan pada saat mengukur kecepatan putar, membaca atau menentukan kecepatan putar pada tachometer tidak akurat, ini dapat dilihat pada saat mengukur kecepatan putar dari tachometer pembacnya tidak konstan, untuk menunggu konstan sangat tidak memungkin sehngga pada saat pembacaan tachometer, tidak sesuai dengan kecepatan yang aslinya, penyebab ini tachometer membaca tidak konstan ini dikarenakan putaran mesin yang tidak konstan dikarenakan sistem pulley dan belt nya tidak akurasi sehingga putaran yang dihasil tidak diinginkan sesuai dengan yang diharapkan, selain itu yang menyebakan perbedaan antara nilai teoritis dengan nilai percobaan berbeda ialah pegas pada saat menerima beban, beban yang diterima tidak sesuai beban yang ditentukan penyebab ini terjadi karena pegas yang sudah tidak persisi lagi ini dapat dilihat dari pada saat praktikum, pada beberapa beban tertentu beban yang diberikan tidak diterima oleh pegas melainkan diterima oleh batang lengan governir sehingga beban tidak terbebani, ini juga dilihat pada saat menugukur pemendekan pegas, pegas terdeflleksi sangat kecil sehingga ukuran beban yang diberikan pada pegas sangat sedikit sekali yang terbaca, hampir tidak terbaca. Selain itu beban atau massa lengan tidak diperhitungkan sehingga beban massa lengan sudah termasuk dalam beban yang iberikan, sehingga beban yang diberikan tidak sesuai dengan beban yang dihitung sehingga timbul error.

29

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang diambil dari praktikum ini ialah: a. Semakin besar kecepatan putar poros maka pemendekan sleeve akan membesar atau pegas semakin memendek b. Besar kecilnya gaya sentrifugal dipengaruhi oleh kecepatan putar dari governor dan juga dipengaruhi oleh beban yang diberikan serta panjang lengan yang telah ditentukan. c. Semakin kecil beban yang diberikan maka gaya sentrifugal akan mengecil karena antara gaya sentrifugal dengan massa beban sebanding lurus sehingga beban besar maka gaya sentrifugal juga akan besar. Selain massa beban yang mempegaruhi besar kecilnya gaya sentrifugal ialah panjang lengan dari governor dan kecepatan putarnya, semakin panjang ukuran lengan maka semakin kecil gaya sentrifugalnya. d. Kecepatan putar tidak selalu kecepatannya konstansehingga diperlukan toleransi pada saat mengukur kecepatn putar dari suatu benda.

5.2 Saran

Saran yang diberikan pada praktikum ini ialah : a. Pada saat mengukur kecepatan putar pastikan kecepatan daari governor sudah konstan. b. Pada saat pemberian beban pastikan pegas terdefleksi. c. Perhatikan pada saat mengukur jarak pemendekan sleeve.

30

DAFTAR PUSTAKA

Badri, muftil & Nazaruddin .2012. Panduan Pratikum Fenomena Dasar Mesin Bidang Konstruksi Dan Perancangan. Pekanbaru www.scribd.com/doc/37803025/governor-machine/diakses 4 november 2010 http://www.scribd.com/doc/75844768/Bab-II-Tinjauan-Pustaka

/

diakses

15

oktober 2013

31

Laporan Governor

Recommend Documents