Perencanaan Mesin Pelet Ikan

BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Ikan sering dianggap suka memakan limbah, misalnya kotoran, bangkai, pupuk kandang, dan lain-lain. Sebagian masyarakat masih beranggapan bahwa ikan hanya pantas memakan memakan kotoran kotoran manusia manusia dan binatang piaraan atau buangan buangan sisa – sisa makana makanan n manusi manusia. a. Jenis-j Jenis-jeni eniss makana makanan n itulah itulah yang yang diangg dianggap ap oleh oleh sebag sebagia ian n masy masyar arak akat at laya layak k untu untuk k maka makana nan n ikan ikan.. Masal Masalah ah maka makana nan n dalam dalam budidaya ikan tampaknya belum terpikirkan oleh sebagian masyarakat. Padahal, dengan berkembangnya teknologi budidaya ikan secara intensif, masalah makanan menjadi kebutuhan pokok dalam setiap usaha perikanan. Usaha perikanan secara berangsur-angsur berubah dari system tradisional menuju menuju pengel pengelola olaan an secara secara intens intensif. if. Perubah Perubahan an system system pengel pengelola olaan an tersebu tersebutt ditand ditandai ai dengan dengan penerap penerapan an paket-p paket-pake akett teknol teknologi ogi yang yang disebu disebutt sapta sapta usaha usaha perikanan, meliputi pengelolaan tanah, pemupukan dan pengapuran dasar, pengelolaan air, seleksi benih (bibit), pengelolaan pakan, pengendalian hama penyakit, pasca – panen dan pemasaran. Setiap komponen sapta usaha perikanan tersebu tersebutt terkait terkait erat. erat. Namun, Namun, kompon komponen en yang yang tergolo tergolong ng paling paling menent menentuka ukan n keberhasilan secara ekonomis adalah pengelolaan pakan. Ketersediaan Ketersediaan makanan dalam budidaya budidaya ikan secara intensif intensif merupakan merupakan kebutuhan pokok. Kebutuhan pakan ikan harus dipenuhi dari luar kolam, yaitu berupa makanan buatan yang dikenal dengan istilah pakan ikan. Pakan Pakan ikan dibuat dari dari adonan adonan beberap beberapaa bahan bahan baku baku dan dicetak dicetak dalam dalam berbag berbagai ai bentuk bentuk seperti seperti emulsi, tepung, flag tepung, flag (lempengan kecil), remah, butiran (cerumble), dan pasta atau pellet. Negara-negara maju telah menerapkan teknologi tinggi dalam usaha perikanan sehingga industri-industri pembuat pakan ikan telah berkembang dengan dengan pesat. pesat. Indust Industri ri pakan pakan ini di Indone Indonesia sia sudah sudah mulai mulai berkem berkemban bang g sejak sejak dekade 80-an, yakni sejak usaha budidaya udang ditambak mulai popular. Pakan

1 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

ikan ikan buatan buatan pabrik pabrik akhir-a akhir-akhi khirr ini telah telah bereda beredarr luas luas dikala dikalanga ngan n petani petani ikan. ikan. Sayangnya Sayangnya harga ditawarkan ditawarkan relatif lebih mahal dibanding dibandingkan kan dengan dengan harga jual ikan hasil produksinya. Komponen bahan baku pakan ikan sebenarnya tersedia melimpah hampir di setiap kawasan pengembangan perikanan. Oleh karena itu, pembuatan pakan ikan sendiri merupakan alternatif lain yang dapat dilakukan oleh oleh petani ikan. Salah satu bentuk pakan ikan yang telah populer dan mudah dibuat adalah pellet. Seir Seirin ing g deng dengan an perk perkem emba bang ngan an IPTE IPTEK K serta serta semak semakin in mend mendesa esakn knya ya tuntutan tuntutan untuk kebutuhan kebutuhan pakan ikan, maka penciptaan penciptaan alat atau mesin pembuat pembuat pakan ikan (pelet ikan) yang sederhana dan terjangkau bagi pengusaha budidaya perikanan sangat diperlukan dan segera diwujudkan dengan menggunakan mesin mes in pembuat pakan ikan dapat diperoleh keuntungan-keuntungan keuntungan-keuntungan seperti : • Proses pembuatan pakan menjadi lebih cepat dengan standar mesin 4 pk daya

produksi 20-30 kg/jam. kg/jam. • Kualitas pelet menjadi lebih bagus karena pencampuran bahan lebih merata • Dihasilkan pelet dengan ukuran yang seragam.

1.2. 1.2. TUJU TUJUAN AN :

Tujuan dari perencanaan ini adalah : • Menentukan bahan-bahan yang sesuai untuk elemen-elemen tersebut dan

terjangkau untuk masyarakat industri kecil dan menengah. • Merencanakan elemen-elemen mesinnya • Menentukan ukuran elemen2nya dan pengaruhnya terhadap jumlah produksi

yang di hasilkan.

1.3. BATASAN MASALAH

Mengingat Mengingat mesin pembuat pakan ikan ini cukup kompleks maka pada kesempatan ini akan dibahas transmisi daya yang terdiri dari :


ikan ikan buatan buatan pabrik pabrik akhir-a akhir-akhi khirr ini telah telah bereda beredarr luas luas dikala dikalanga ngan n petani petani ikan. ikan. Sayangnya Sayangnya harga ditawarkan ditawarkan relatif lebih mahal dibanding dibandingkan kan dengan dengan harga jual ikan hasil produksinya. Komponen bahan baku pakan ikan sebenarnya tersedia melimpah hampir di setiap kawasan pengembangan perikanan. Oleh karena itu, pembuatan pakan ikan sendiri merupakan alternatif lain yang dapat dilakukan oleh oleh petani ikan. Salah satu bentuk pakan ikan yang telah populer dan mudah dibuat adalah pellet. Seir Seirin ing g deng dengan an perk perkem emba bang ngan an IPTE IPTEK K serta serta semak semakin in mend mendesa esakn knya ya tuntutan tuntutan untuk kebutuhan kebutuhan pakan ikan, maka penciptaan penciptaan alat atau mesin pembuat pembuat pakan ikan (pelet ikan) yang sederhana dan terjangkau bagi pengusaha budidaya perikanan sangat diperlukan dan segera diwujudkan dengan menggunakan mesin mes in pembuat pakan ikan dapat diperoleh keuntungan-keuntungan keuntungan-keuntungan seperti : • Proses pembuatan pakan menjadi lebih cepat dengan standar mesin 4 pk daya

produksi 20-30 kg/jam. kg/jam. • Kualitas pelet menjadi lebih bagus karena pencampuran bahan lebih merata • Dihasilkan pelet dengan ukuran yang seragam.

1.2. 1.2. TUJU TUJUAN AN :

Tujuan dari perencanaan ini adalah : • Menentukan bahan-bahan yang sesuai untuk elemen-elemen tersebut dan

terjangkau untuk masyarakat industri kecil dan menengah. • Merencanakan elemen-elemen mesinnya • Menentukan ukuran elemen2nya dan pengaruhnya terhadap jumlah produksi

yang di hasilkan.

1.3. BATASAN MASALAH

Mengingat Mengingat mesin pembuat pakan ikan ini cukup kompleks maka pada kesempatan ini akan dibahas transmisi daya yang terdiri dari :


• Poros • Bantalan • Roda gigi lurus • Pasak • Pulley dan sabuk


BAB II DASAR TEORI

2.1. Poros 2.1.1 Hal-hal penting dalam perencanaan poros :

a. Kekuatan poros Poros transmisi dapat mengalami beban momen puntir atau momen lentur, gabungan lentur dan puntir. Adapula poros yang mendapat beban tarik, beban tekan, seperti: poros baling-baling kapal atau turbin akan terjadi kelelahan, tumbukan, atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil. b. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup,tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar, akan menyebabkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas) atau getaran dan suara (misalnya pada turbin dan kotak roda gigi). Oleh karena itu, kekakuan juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani oleh poros tersebut. c. Putaran kritis Bila putaran mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut sebagai

putaran

kritis,

apabila

ini

terjadi,

maka

akan

dapat

menghasilkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. d. Korosi Bahan-bahan korosi harus diperhatikan untuk poros propeller dan pompa, karena jika terjadi kontak dengan fluida yang korosif akan menghasilkan korosi. Demikian juga untuk poros-poros yang terancam kavitasi dan poros-poros mesin yang berhenti lama. Hal yang dapat dilakukan adalah memberikan perlindungan terhadap korosi dalam jangka waktu tertentu. 4 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

e. Bahan poros Poros untuk mesin biasanya dibuat dari baja yang ditarik dingin difinis. Baja karbon konstruksi mesin (bahan S-C ) yang dihasilkan dari ingot yang dikill (baja yang dioksidasi dengan kadar cor terjamin). Meskipun demikian, bahan atau fero silicon dan dicor, ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan kurang seimbang, misalnya diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa di dalam terasnya. Tetapi penarikan dingin membuat permukaan poros keras kekuatannya bertambah besar. Poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan berat umumnya dibuat dari baja paduan yang sangat tahan terhadap keausan. Baja karbon untuk kontruksi mesin dan Baja batang difnis dingin untuk poros dapat dilihat dalam tabel I pada lampiran.

2.1.2. Poros dengan beban puntir

Berikut

akan dibahas

rencana

sebuah poros

yang mendapatkan

pembebanan utama berupa torsi. Jika poros yang direncanakan tidak mendapatkan beban lain kecuali torsi, maka diameter poros itu dapat kecil dari yang dibayangkan. Jika diperkirakan terjadi momen puntir, tarik atau tekan maka kemungkinan pembebanan tersebut perlu diperhitungkan dalam faktor keamanan yang diambil. Untuk faktor koreksi pada berbagai macam variasi beban dapat dilihat pada table II pada lampiran. Jika fc = Faktor koreksi, daya yang dapat direncanakan dapat dihitung dengan rumus :

Pd = fc . P (kW) ...................................................(1)


Momen puntir rencana (T) :

T = 9,74 . 10 5 Pd/n1 (kg.mm2 ) .......................................(2)

Dimana :

Pd = Daya nominal output dari motor penggerak (kW) n = Putaran poros penggerak (rpm)

Dalam hal ini dihitung atas dasar kelelahan puntir yang besarnya diambil dan 40% dari batas kelelahan tarik yang besarnya 45% dari kekuatan tarik. Untuk harga 18% ini faktor keamanan diambil dari 1/0,18 = 5,6 diambil bahan SF dan 6,0 untuk bahan SC dengan pengaruh massa dan baja paduan.faktor ini dinyatakan dengan Sf 1. Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi alur pasak atau bertangga,karena pengaruh konsentrasi teganggan cukup besar. Pengaruh kekasaran permukaan juga harus diperhatikan.untuk memasukkan pengaruh ini kedalam perhitungan perlu diambil faktor yang dinyatakan dengan Sf 2,dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0. Dari hal- hal diatas maka besarnya τa dapat dihitung dengan

τa

=

σ b

/( Sf 1 xSf 2

) …………………………(3)

Kemudian keadaan momen puntir itu sendiri juga harus ditinjau. Faktor koreksi yang dianjurkan oleh ASME juga dipakai disini. Faktor ini dinyatakan dengan K t, dipilih sebesar 1,0 jika beban yang dikenakan secara halus, 1,0-1,5 jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan, dan 1,5 – 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar. Jika memang diperlukan akan diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur maka akan dipertimbangkan pemakaian faktor Cb yang


harganya 1,2 - 2,3. jika Cb = 1 maka pada poros tidak terjadi pembebanan lentur, diameter poros dapat dicari melalui rumus :

1 / 3

5,1  Kt. Cb . T    ds = σa

…………………… (4)

2.1.3. Poros dengan beban lentur murni

Gandar dari kereta tambang dan kereta sel tidak dibebani dengan puntiran melainkan mendapat beban lentur saja. Dari bahan yang dipilih dapat ditentukan tegangan lentur yang diizinkan ( σa) (kg/mmZ). Momen tahanan lentur poros Z = (π/32)ds3 (mm2), sehingga dapat diperoleh rumus :

σa >

M 1 Z

..............................................................(5)

Sehingga :

1 3

1,02  M 1    ds =  σ a

…………………………….. (6)

Dalam kenyataan, gandar tidak hanya mendapat beban statis melainkan beban dinamis. Jika perhitungan diameter poros sekedar untuk mencakup beban dinamis secara sederhana mana dapat diambil faktor keamanan yang lebih untuk menentukan σa tetapi beban dinamis dalam arah tegak dan mendatar harus ditambahkan pada beban statis. Gandar dapat diperlakukan sebagai poros pengikut dengan jalan mengalikan ketiga momen dl atas dengan faktor tambahan m.


Tabel 2.1 Faktor tambahan tegangan pada gandar

Pemakaian Gandar pengikut (tanpa rem cakram) Gandar yang digerakkan ; ditumpu pada ujungnya Gandar yang digerakkan : lentur silang Gandar yang digerakkan : lenturan terbuka

Faktor tambahan m 1,0 1,1 - 1,2 1,1 – 1,2 1,2 – 1,3

Berikut dibawah ini adalah gambar sebuah Gandar:

Gambar 2.1 Gandar

Rumus-rumus dalam perencanaan gandar : ………………..(7) M1= (j – g) . W/4 P = α L. W


M2 = αv.M1 Q0 = P (h/j) R 0 = P(h + r)/g M3 = Pr + Q0 (a + 1) – R 0 (a + 1) – (j – g)/2)

Tabel 2.2. Harga

v

dan

L

Kecepatan harga maksimum (km/jam) 120 atau kurang 120 – 140 160 – 190 190 – 210

αv

αL

0,4 0,5 0,6 0,7

0,3 0,4 0,4 0,5

Dari hal-hal di atas dapat disimpulkan :

10,2 Ds >

σ b =

2.1.

σ wb

1

+

m( M 1

10,2m( M 1

+

M 2

3 

M 3 

+

M 2 + M 3 )

ds

3

……………………. (8)

……………………. (9)

4 Poros dengan beban puntir dan lentur

Poros umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai. Dengan demikian poros tersebut mendapat beban puntir dan lentur sehingga pada permukaan poros tersebut terjadi tegangan geser τ = T/2P , karena momen puntir P dan tegangan α = M/Z karena momen lentur. Untuk bahan liat seperti poros dapat dipakai teori tegangan geser maksimum :

5,1 ds

3

M

2

+

2

T


τ maks =

…………………………. (10)

Pada poros pejal penampang bulat σ = 32 M/π.ds3 , σ = 16T/π.ds3, sehingga :

2 σ

+ 4τ 2 2

τ maks =

…………………………… (11)

Dengan mengingat menggunakan

macam

beban, sifat

beban

maka dianjurkan

rumus diameter poros yang memasukkan pengaruh kelelahan

karena beban berulang :

 5,1   ds3   

τ maks =

ds =

{

5,1 τ a

( Km. M ) 2

 + ( Kt .T )2  

................(12)

{ ( K m M ) 2 + ( K t .T ) 2 }1 / 3 .....................(13)

Pada poros yang berputar dengan pembebanan momen lentur yang tetap, besarnya faktor Km adalah 1,5. Untuk beban dengan tumbukan ringan Km terletak antara 1,5 dan 2,0 dan untuk beban untuk tumbukan berat Km terletak antara 2 dan 3. M dalam rumus diatas adalah momen lentur gabungan dan T adalah momen puntir rencana. Sedangkan faktor dinyatakan dengan K t, dipilih sebesar 1,0 jika beban yang dikenakan secara halus, 1,0-1,5 jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan, dan 1,5 – 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar.

Jika d s adalah diameter poros (mm),θ defleksi puntiran (0),l panjang poros (mm), T momen puntir (kg.mm), dan G modulus geser (kg/mm 2),maka :


θ

TI

= 584

………………………..( 14 )

Gd s4

Dalam hal Baja G = 8,3 x 10 3 (kg/mm2). Perhitungan θ menurut rumus diatas dilakukan untuk memeriksa apakah harga yang diperoleh masih dibawah batas harga yang diperbolehkan untuk pemakaian yang bersangkutan. Bila θ dibatasi sampai 0,250 untuk setiap meter panjang poros, maka dapat diperoleh persamaan:

d s

≥ 4,1.

4

T

……………………(15)

Kekakuan poros terhadap lenturan juga perlu diperiksa. Bila suatu poros baja ditumpu oleh bantalan yang tipis atau bantalan yang mapan sendiri, maka lenturan poros y (mm) dapat ditentukan dengan rumus berikut :

y

= 3,23 x10

2 2

− 4 Fl 1 l 2 4

d s l

………………….. (16)

Dimana d s = diameter poros (mm),l =jarak antara bantalan penumpu (mm), F = beban (kg),l1 dan l2 = jarak dari bantalan ke titik pembebanan (mm).Perlu untuk dicatat bahwa beban F dalam rumus diatas adalah gaya- gaya luar seperti dari Roda Gigi, tegangan dari sabuk dan berat dari Pulley beserta sabuk, dan berat poros itu sendiri,dan lain-lain.Jika beban tersebut bekerja diantara Bantalan atau diluarnya, maka perhitungannya harus didasarkan pada resultantenya.Bila Gaya bekerja dalam berbagai arah, ditentukan komponen vertical dan Horisontal dari resultantenya, dan selanjututnya dihitung lenturan yang akan terjadi dalam arah vertical dan horizontal. Dalam persamaan 14 diatas lenturan yang terjadi perlu dibatasi sampai ( 0,25 – 0,35 ) mm atau kurang untuk setiap 1m jarak bantalan, untuk poros transmisi umum dengan beban terpusat.


2.2 Pasak

2.2.1 Macam-macam pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian bagian mesin seperti roda gigi, sproket, pulley, kopling, dan lain-lain pada poros Momen diteruskan dari poros ke naf dari naf keporos.

Fungsi yang serupa dengan pasak dilakukan pula oleh seplain (spline) dan gerigi (seration), yang mempunyai gigi luar pada poros dan gigi dalam, dalam jumlah gigi yang sama pada naf dan saling terkait satu dengan yang lain. Gigi pada spalin adalah besar-besar, sedang pada gerigi adalah kecil-kecil dengan jarak bagi yang kecil pula. Kedua-duanya dapat digeser secara aksial pada waktu meneruskan daya. Pasak pada umumnya digolongkan atas beberapa macam.

Menurut letaknya pada poros dapat dibedakan antara pasak kelana, pasak rata. pasak benam dan pasak singgung, yang paling umum berpenampang segi empat. Dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatis atau berbentuk tirus. Pasak benam prismatis ada yang khusus dipakai sebagai pasak luncur. Disamping itu ada pula pasak tembereng dan pasak jarum.

Pasak luncur memungkinkan pergeseran aksial roda gigi, dan lain-lain, pada porosnya, seperti pada splain. Yang paling umum dipakai adalah pasal benam yang dapat meneruskan momen yang hesar. Untuk momen dengan tumbukan, dapat dipakai pasak singgung Gambar macam-macam pasak ditunjukkan pada gambar 2.2 dibawah ini


Gambar 2.2. Macam-macam pasak

2.2. 2 Hal-hal penting dan tata cara perencanaan pasak

Pasak benam mempunyai penampang segi empat dimana terdapat bentuk prismatis dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan pencabutannya. Kemiringan pada pasak tirus umumnya sebesar 1/10, dan pengerjaan harus hati-hati agar naf tidak menjadi ekstrinsik.. Pada pasak yang rata, sisi sampingnya harus pas dengan alur pasak agar pasak tidak menjadi goyah dan rusak. Ukuran dan bentuk standar pasak diberikan dalam tabel III pada lampiran untuk pasak umumnya dipilih bahan yang mempunai kekuatan tarik lebih dari 60 (kg/mm 2) lebih kuat daripada porosnya. Kadang-kadang sengaja dipilih bahan yang lemah untuk pasak, sehingga pasak akan lebih dahulu rusak dari pada poros atau nafnya. Ini disebabkan harga pasak murah dan mudah menggantinya. Jika momen rencana pada poros adalah T (kg.mm), dan diameter poros adalah ds (mm), maka gaya tangensial F (kg) pada permukaan poros adalah T

F = ( ds / 2)

………………………… (17)


Gaya geser yang bekerja pada penampang mendatar b X l (mm`) oleh gaya F (kg) dengan demikian tegangan geser τk (kg/mm2) yang ditimbulkan adalah dari tegangan geser yang diizinkan τka (kg/.mm2), panjang pasak 1 (mm) yang diperlukan dapat diperoleh : F

τ ka >

b.11

………………………. (18)

Gaya gesek pada pasak dapat dilihat pada gambar 2.3. dibawah ini

Gambar 2.3. Gaya gesek pada pasak

Harga τka adalah harga yang diperoleh dengan membagi kekuatan tarik σB dengan faktor keamanan Sf 1 dan Sf 2.

Harga Sf k1 umumnya diambil 6, dan Sf k2 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 dengan tumbukan berat. Kedalaman alur pasak pada poros dinyatakan dengan t 1, dan kedalaman alur pasak pada naf dengan t 2. Abaikan pengurangan luas permukaan oleh pembulatan sudut pasak. Dalam hal ini tekanan permukaan P (kg/mm2) adalah


F

P = l x (t1 atau t 2 ) ………………… (19) Dari harga tekanan permukaan yang diizinkan Pa (kg/mm 2), panjang pasak yang diperlukan dapat dihitung dari F

Pa > 1 x (t1 atau t 2 ) ………………….. (20)

Harga Pa adalah sebesar 8 (kg/mm 2) untuk poros dengan diameter kecil, 10 (kg/mm) untuk poros dengan diameter besar, dan setengah dari harga-harga diatas untuk poros berputaran tinggi. Perlu diperhatikan bahwa lebar pasak sebaiknya antara 25-35 (%) dari diameter poros dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan dengan diameter poros (antara 0,75 sampai 1,5 ds). Karena lebar dan tinggi pasak sudah distandarkan, maka beban yang ditimbulkan oleh gaya F yang besar hendalnya dibatasi dengan menyesuaikan panjang pasak. Namun demikian, pasak yang terlalu panjang tidak dapat menahan beban yang merata pada permukaannya. Jika terdapat pembatasan pada ukuran naf atau poros, dapat dipakai ukuran yang tidak standar atau diameter perlu dikoreksi.

2.3.

Roda Gigi Guna mentransmisikan daya besar dan putaran yang tepat tidak dapat dilakukan dengan roda gesek. Untuk ini, kedua roda tersebut harus dibuat bergigi pada kelilingnya sehingga penerusan daya dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Roda bergigi semacam ini, yang dapat berbentuk silinder atau kerucut, disebut roda gigi. Cara lain untuk meneruskan daya, yaitu dengan sabuk dan rantai. Namun

demikian,

transmisi

roda

gigi

mempunyai

keunggulan

dibandingkan dengan sabuk atau rantai karena lebih ringkas, putaran


lebih tinggi dan tepat, dan daya lebih besar. Roda gigi diklasifikasikan menjadi 12 macam roda gigi berdasarkan bentuk giginya yaitu : Roda gigi lurus, Roda gigi miring, Roda gigi miring ganda, Roda gigi dalam, Pinyon dan batang gigi, Roda gigi kerucut lurus, Roda gigi kerucut spiral, Roda gigi permukaan, Roda gigi miring silang, roda gigi cacing silindris, Roda gigi cacing globoid dan Roda gigi hipoid. Pada perencanaan ini digunakan roda gigi lurus. Macam – macam roda gigi dapat dilihat pada gambar 2.4 dibawah ini :

Gambar 2.4 Macam-macam roda gigi

2.3.1. Nama – Nama Bagian Roda Gigi dan Ukurannya


Nama-nama bagian utama roda gigi diberikan dalam gambar 2.5. dibawah ini :

Gambar 2.5 Nama-nama bagian utama roda gigi

Adapun ukurannya dinyatakan dengan diameter lingkaran jarak bagi, yaitu lingkaran khayal yang menggelinding tanpa slip. Ukuran gigi dinyatakan dengan ”jarak bagi lingkar”, yaitu jarak sepanjang lingkaran jarak bagi antara profil dua gigi yang berdekatan. Jika diameter lingkaran jarak bagi dinyatakan dengan d (mm), dan jumlah gigi dengan z, maka jarak bagi lingkar t (mm) dapat ditulis sebagai t =

d

π

z

karena

…………………..(21) jarak

bagi lingkar

selalu mengandung faktor π,

pemakaiannya sebagai ukuran gigi dirasakan kurang praktis. Sehingga diambil suatu ukuran yang disebut ”modul” dengan lambang m, dimana m

=

d z

…………………. (22)

m dapat ditentukan sebagai bilangan bulat atau bilangan pecahan 0.5 dan 0.25 yang lebih praktis, juga karena π ×

m = t ……………….. (23)

maka modul dapat menjadi ukuran gigi. 17 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

Untuk memilih modul berdasarkan daya rencana dan putaran poros penggerak dapat dilihat pada diagram pemilihan modul roda gigi lurus dalam gambar 2.6 dibawah ini :

Gambar 2.6. Diagram pemilihan modul roda gigi lurus

Untuk profil involut berlaku ……………… (24)


ha = m h f =1.2 ×m h = 2.2 ×m B = λ ×m s = 0.55 ×t

Dimana : h

: Tinggi gigi

ho

: Addendum / tinggi kepala gigi

hf

: Dedendum / tinggi kaki gigi

s

: Tebal gigi

t

: Larak lengkung puncak / jarak gigi

B

: Lebar gigi

λ

: Faktok cara pemasangan

Jarak lengkungan pada kaki gigi sampai kaki sebesar C o. Dimana harga Co = 0.2 s / d 0.25. Seperti diterangkan diatas harga h a = m, sedang hf = (1+co).m. Dengan demikian tinggi gigi : h

=

( 2 + C o ) × m …………………….. (25)

Bila kecepatan sudut roda gigi pinion ω 1, roda gigi wheel ω 2, sedang putaran pinion n 1, dan putaran wheel n 2, maka : ω 1

ω 1 ω 2

= 2π n

1

=

n1 n2

;

ω 2

=

ω 1

, sedang

ω 2

2π n2

=i

Kecepatan keliling :

v1

=

n d 1

π 1

;

60 v1

2.3.2

v2

= π n2 d 2 60

=v

2

Perbandingan Putaran dan Perbandingan Roda Gigi


Jika putaran roda gigi yang berpasangan dinyatakan dengan n 1 (rpm) pada poros penggerak dan n 2 (rpm) pada poros yang digerakkan, diameter lingkaran jarak bagi d 1 dan d 2 (mm), dan jumlah gigi z 1 dan z 2, maka perbandingan putaran u adalah:

u

=

z 2 z 1

n1 n2

=

d 1 d 2

=

m × z 1 m × z 2

=

z 1 z 2

=

1

i

……………………….. (26)

=i Harga i disebut faktor reduksi, yaitu perbandingan antara jumlah

gigi pada roda gigi dan pada pinyon, disebut perbandingan roda gigi atau perbandingan transmisi. Perbandingan ini dapat sebesar 4-5 dalam hal roda gigi lurus standar. Roda gigi biasanya dipakai untuk reduksi ( u < 1 atau i >1); tetapi kadang-kadang juga dipakai untuk menaikkan putaran ( u >1 atau i <1). Jarak sumbu poros a (mm) dan diameter lingkaran jarak bagi d 1 dan d2 (mm) dapat dinyatakan sebagai berikut:

a

=

d 1 d 2

(d 1 + d 2 )

=

2a0

=

2a0 × i

…………………………. (27)

2 ………………………….. (28)

(1 + i )

…………………………. (29)

(i + 1)

Ukuran profisionil roda gigi lurus standar yang didasarkan atas modul diberikan

pada tabel 2.3 diantaranya diameter luar d t (mm)

dan tinggi gigi atau kedalaman pemotongan gigi H (mm) dapat ditulis sebagai berikut : d 1 = (z + 2) m ............................ (30) H = 2m + c k ............................... (31)

Dimana c k adalah kelonggaran puncak. Tabel 2.3.


Ukuran roda gigi lurus standar berkedalaman penuh

Diameter lingkaran jarak bagi Jarak Sumbu poros Diameter lingkaran kepala

d1 = 2r 1 = z 1m, d 2 = 2r 2 = z.2m z + z 2 a= 1 m 2 dk1 = 2r k1 = (z 1 + 2) m,

Diameter lingkaran kaki

dk2 = 2r k2 = (z 2 + 2)m df 1 = (z 1 - 2) m,

Diameter lingkaran dasar Jarak bagi Jarak bagi normal Tinggi gigi (kedalaman

df 2 = (z 2 - 2)m d 1 = z 1 m 0 , d 2 = z 2m T0 = πm T e = π m cos α 0 H = 2m + c k

pemotongan)

2.3.3. Kapasitas Beban Roda Gigi

Roda gigi dapat mengalami kerusakan berupa gigi patah haus atau berlubang- lubang per mukaanya dan tergores per mukaannya karena pecahnya selaput minyak pelumas. Dalam hal ini akan dibahas untuk merencanakan roda gigi untuk dapat mengatasi hal-hal tersebut. Cara pertama

ada lah

metode

yang

paling

das ar

dimana

perhitungan

ditekankan pada kekuatan terhadap lenturan dan tekanan permukaan gigi. a. Perhitungan Lenturan Karena besaran perbandingan kontak adalah satu atau lebih, maka beban penuh tidak selalu dikenakan pada satu gigi. Tetapi, demi keamanan, perhitungan dilakukan atas dasar anggapan bahwa beban penuh dikenakan pada titik perpotongan A antara garis tekanan dan garis hubung pusat roda gigi pada puncak gigi pada seperti pada gambar 2.7 dibawah ini


Gambar 2.7. Gaya pada gigi

Jika tekanan normal pada permukaan gigi dinyatakan dengan Fn, maka gaya F kt (tegak lurus OA ) dalam arah keliling atau tangensial pada titik A adalah :

Fk1 = F n cos ω .............................. (32)

Gaya Ft yang bekerja dalam arah putaran roda gigi pada titik jarak bagi adalah. Ft = F n cos α n ................................ (33)

Jika diameter jarak bagi adalah d p (mm) maka kecepatan keliling v (m/s) pada lingkaran jarak bagi roda gigi yang mempunyai putaran n 1 (rpm) adalah :

v=

π .d 1.n1

60 x1000

................................. (34)

Hubungan antara daya yang ditransmisikan P (KW), gaya tangensial F t (kg) dan kecepatan keliling v (m/s), dalam hal ini yang harus

dipergunakan adalah daya rencana

(Pd) yaitu

daya yang

ditransmisikan di kali dengan faktor koreksi (f c ) maka : 22 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

Ft =

102. P d v

............................... (35)

Dalam keadaan sebenarnya, pada waktu terjadi peralihan jumlah pas angan yang terkait dari satu menjadi dua atau dari dua menjadi satu pasang. Timbul gaya yang lebih besar. Karena dalam perhitungannya hanya satu pasang gigi saja yang dianggap meneruskan moment maka pembebanan yang diperhitungkan pada gigi menjadi lebih berat dar i pada keada an yang sebenarnya. Dalam gambar 2.8, bentuk penampang gigi yang akan dipakai sebagai dasar per hitungan kekuatan lenturnya, didekati dengan bentuk parabola dengan puncak dititik a dan dasar di b dan c yang merupakan titik singgung antara parabola dengan profil kaki gigi. Dengan demikian maka gigi tersebut dapat dipandang sebagai balok kantilever yang mempunyak kekuatan seragam.

Gambar 2.8 Gigi dipandang sebagai balok kantilever dengan kekuatan seragam

Jika b (mm) adalah lebar sisi BC = h (mm) dan AE = l (mm) maka tegangan lentur (kg/mm 2 ) pada titik B dan C dengan beban tangensial Fc pada puncak balok dapat ditulis sebagai :


Ft =

.b.

σ b

h2

............................ (36)

6l

Bila h 2 /6l ditentukan dari ukuran dan bentuk gigi maka besaran ini mempunyai dimensi panjang. Jika dinyatakan dengan perkalian antara Y dan modul (m) maka :

Ft =

.b.m.Y ............................. (37)

σ b

Persamaan

ini

disebut

sebagai

persamaan

Lewis

dan

Y

dinamakan faktor bantuk gigi. Diantara koefisien-koefisien roda gigi dalam tabel IV pada lampiran, diberikan harga-harga untuk profil roda gigi standar dengan sudut tekan 20 o . Koreksi

pertama

pada

persamaan

diatas

dilakukan

pada

kecepatan keliling roda gigi. Koreksi karena pengaruh kecepatan ini diberikan dalam bentuk faktor dinamis

(f v ) yang tergantung pada

kecepatan keliling dan ketelitian seperti yang diperlihatkan dalam tabel V pada lampiran maka persamaanya menjadi :

Ft =

.b.m.Y . f v

σ b

Tegangan

lentur

................................. (38)

yang

diijinkan

(kg/mm 2 )

yang

besarnya

tergantung pada macam bahan dan perlakuan panas yang diperoleh dalam tabel VI pada lampiran besarnya beban lentur yang diijinkan per satuan lebar sisi F’ b dapat dihitung dari besarnya modul, jumlah gigi dan faktor bentuk gigi dengan sudut tekanan 20 o dan faktor dinamis f v sebagai berikut :

F’ b =

σ b

.m.Y . f v ................................ (39)

b. Perhitungan beban permukaan. 24 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

Jika tekanan antara sesama permukaan gigi terlalu besar gigi akan mengalami keausan atau menjadi bopeng dengan cepat. Selain itu, permukaan gigi juga akan mengalami ker usakan karena keletihan oleh beban berulang dengan demikian maka tekanan yang dikenakan pada permukaan gigi atau kapasitas pembebanan permukaan harus dibatasi Seperti pada perhitungan lenturan beban permukaan yang diijinkan per satuan lebar F’

H

(kg/mm) dapat diperoleh dengan

persamaan sebagai berikut :

F’ H = f v .k H .d 1

2 z 2

z 1

+ z

............................... (40)

2

Dimana : k H = faktor tegangan kontak yang diijinkan dan dapat diperoleh dalam tabel VII pada lampiran d

01

= Diameter jarak bagi roda gigi kecil

Z1 = jumlah gigi roda gigi kecil Z2 = jumlah gigi roda gigi besar

Maka lebar sisi yang diperlukan atas dasar perhitungan kekuatan terhadap tekanan permukaan, adalah b = F t / F’

H

. Pada umumnya

harga b ditetapkan antara (6 – 10) mm. Dan untuk daya besar (10-16) mm. Untuk ketelitian dan pemasangan yang baik, roda gigi dengan bantalan pada kedua ujung porosnya mempunyai batasan b/ d

1

≤ 1,2.

2.4. Puli Dan Sabuk

Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi


putaran atau daya yang lain dapat diterapkan, dimana sebuah sabuk luwes atau rantai dibelitkan sekeliling puli atau sproket pada poros. Sebagian besar transimisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan harganya pun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s)pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih

sampai

500 (KW).

2.4.1. Transmisi sabuk-V

Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar gambar 2.9. Sabuk-V dibelitkan dl keliling alur pully yang berbentuk V pula. Sehingga bagian sabuk yang sedang membelit pada pully ini akan mengalami lengkungan sehingga bagian dalamnva 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 dengan sabuk rata. Dalam gambar 2.10. diberikan berbagai proporsi penampang sabuk-V.

1. 2. 3. 4.

Terpal Bagian penarik Karet pembungkus Bantal karet

Gambar 2.9. Kontruksi sabuk V


Gambar 2.10. Ukuran penampang sabuk-V

Sabuk-V yang umum dipakai atas dasar daya rencana dan putaran poros penggerak, penampang-V yang sesuai dapat diperoleh dari gambar 2.11. Daya rencana dihitung dengan mengalikan daya yang diteruskan dengan faktor koreksi dalam tabel II pada lampiran Diameter minimal pully-V dinyatakan sebagai diameter dp (mm) dari suatu lingkaran dimana lebar alurnya dalam gambar 2.12. menjadi lo dalam tabel VIII pada lampiran .

Transmisi sabuk-V hanya dapat menghubungkan poros -poros yang sejajar dengan arah putaran yang sama. Dibandingkan dalam transmisi roda gigi atau rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tidah bersuara. Untuk mempertinggi daya yang ditransmisikan dapat dipakai beberapa sabuk-V dipasang sebelah-menyebelah. Jarak sumbu poros harus sebesar 1.5 sampai 2 kali diameter pully besar. Nomor nominal sabuk-V dinyatakan panjang kelilingnya dalam inci.


Gambar 2.11. Diagram pemilihan sabuk-V

Gambar 2.12. Profil alur sabuk-V

Dalam tabel IX pada lampiran, diberikan diameter pully minimum yang diizinkan dianjurkan menurut jenis sabuk yang bersangkutan. Karena sabuk-V biasanya dipakai untuk menurunkan putaran, maka perbandingan yang umum dipakai ialah perbandingan reduksi I (I.I), dimana : 28 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

n1 n2

= i = D P = d p

1 u

;u

=

1

………………. (41)

i

Diameter luar pulley penggerak (d k ) d k

= dp + (2.k ) ……………………………. (42)

Diameter luar pulley yang digerakkan (D k ) Dk

= Dk + (2.K )

………………………….. (43)

Kecepatan linier sabuk-V (m/s) adalah:

.dp . n 1 60 x 1000 ………………………………. π

v=

(44)

Jarak sumbu poros dan panjang keliling sabuk bertuirut-turut adalah C : (mm) dan

L (mm) : C = :

b

+

b2

−

8( Dp

−

8

dp)2

…………… (45)

Dimana :

b = 2L – 3,14 (dp + dp) ……………………………… (46) π

1

L =2C + 2 (Dp + dp) + 4C (Dp - dp) 2 …….………. (47)

Jika tarikan pada sisi tarik dan sisi kendor berturut-turut adalah F 1 dan F2 (kg), maka besarnya gaya tarik efektif Fe (kg) untuk menggerakkan puli yang digerakkan adalah :


Fe = F1 – F2 ……………………………………. (48)

Besarnya daya yang dapat ditransmisikan oleh satu sabuk Po (kW) diberikan oleh persamaan berikut : n1

n = 1000 …………………………………. (49) Dimana fa (kg) adalah gaya tarik yang diizinkan untuk setiap sabuk dan n1 (rpm) adalah putaran pull penggerak. Dalam praktek, persamaan diatas haarus dikoreksi terhadap faktor-faktor yang bekerja pada sabuk seperti gaya sentrifugal, lenturan dan lain-lain.

Pada umumnya puli dibuat dari besi cor kelabu FC20 atau FC30. Untuk puli kecil dipakai onstruksiplat karena lebih murah.

Pembatasan ukuran puli sering dikenakan pada panjang susunan puli atau lebar puli. Panjang maksimum susunan puli L MAX adalah perlu untuk memenuhi persamaan berikut ini.

L MAX

C −

−

1 ( d P + D P ) 2

≥

C …………………….….. (50)

1 ( d k + Dk ) > 0 …………………………….. (51) 2

Jika dB dan DB berturut-turut adalah diameter bos atau naf puli kecil dan puli besar, d s1 dan ds2 berturut-turut adalah diameter poros penggerak dan yang digerakkan, maka


d B

≥

5 d s1 3

D B

≥

5 d s 2 3

+ 10 ( mm)

+ 10 ( mm)

….……………………… (52)

………………………… (53)

Jika naf tidak dapat dibuat cukup besar untuk memenuhi persamaan tersebut, ambillah bahan poros yang lebih kuat untuk mengecilkan diameternya, atau ambil cara lain untuk memasang poros pada naf.

Untuk mengetahui jumlah belt yang diperlukan untuk mentransmisikan daya dapat digunakan rumus

Z =

F K . A

…………………………………. (54)

dimana : * Z = Jumlah belt yang dipakai * K = 2. ϕ . σo ( tegangan yang timbul karena beban) - ϕ = 0,5 s/d0,6 (untuk belt datar) dan 0,7 s/d 0,9 (untuk vbelt) - σo = tegangan tarik awal, untuk v belt = 0,12 kg/mm 2 dan untuk plat belt = 0,18 kg / mm 2 * A = Luas permukaan belt. - Untuk tipe A = 8 mm - Untuk tipe B = 14 mm - Untuk tipe C = 23 mm - Untuk tipe D = 48 mm - Untuk tipe E = 70 mm - Untuk tipe F = 117 mm


2.5. Bantalan

Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh system akan atau tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan pondasi pada gedung.

2.5.1. Klasifikasi bantalan

1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros a. Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. b. Bantalan gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elcmen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, rol bulat dan ro1 kerucut 2. Atas dasar arah beban terhadap poros a. Bantalan radial. Arah beban bantalan ini sejajar sumbu poros b. Bantalan aksial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros c. Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros

2.5.2. Perbandingan Antara Bantalan Luncur Dan Bantalan Gelinding

Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban besar. Karena gesekan yang besar pada wakl:u mulai jalan, bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar. 32 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

Panas awal yang timbul dari gesekan yang besar, terutama pada beban besar memerlukan pendinginan khusus. Sekalipun demikian, karena adanya lapisan pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran hingga hampir tidak bersuara. Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk beban kecil daripada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya, putaran pada bantuan ini dibatasi oleh ,ava sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Keunggulan dari bantalan ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah, pelumasannya sangat sederhana, cukup dengan gemuk bahkan yang memakai sil sendiri tidak perlu pelumasan lagi.

2.5.3. Klasifikasi Bantalan Luncur

Dapat diklasifikasikan menurut bentuk dan letak bagian poros yang ditumpu yaitu : 1. Bantalan radial, yang dapat berbentuk radial, belahan silinder, elips, dan lain-lalin 2. Bantalan aksial, yang dapat berbentuk engsel, kerah, michel dan lainlain. 3. Bantalan khusus, yang berbentuk bola. 2.5.4 Jenis-Jenis Bantalan pelinding

2.5.4 Jenis-Jenis Bantalan Gelinding

Bantalan gelinding mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang sangat kecil dibanding dengan bantalan luncur, seperti diperlihatkan dalam gambar 2.13, elemen gelinding seperti bola atau rol, dipasang diantara cincin luar dan cincin dalam. Dengan memutar salah satu cincin tersebut, bola atau rol akan membuat gerakan gelinding sehingga gesekan diantaranya akan jauh lebih kecil. Untuk bola atau rol, ketelitian tinggi dalam bentuk dan ukuran merupakan keharusan. Bahan yang dipakai untuk bantalan gelinding harus mempunyai ketahanan dan kekuatan yang tinggi. Bantalan gelinding seperti bantalan luncur, dapat diklasifikasikan atas bantalan radial, yang 33 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

terutama membawa beban radial dan sedikit beban aksial dan bantalan aksial yang membawa beban sejajar sumbu poros. Macam-macam bantalan gelinding dapat dilihat pada gambar 2.13. dibawah ini :

Gambar 2.13 macam-macam bantalan gelinding

Menurut bentuk elemen gelindingnya, dapat juga dibagi atas bantalan bola dan bantalan rol.


2.5.5. Kelakuan Rantalan Gelinding

(a). Kemampuan membawa beban aksial Bantalan radial mempunyai sudut kontak yang besar antara elemen gelinding dan cincinnya, dapat menerima sedikit beban aksial, bantalan rol macam alur dalam, bantalan bola kontak sudut dan bantalan rol kerucut merupakan macam bantalan yang akan dibebani gaya aksial kecil. Bantalan mapan sendiri dapat menyesuaikan diri dengan defleksi poros, namun demikian kemampuannya menahan gaya aksial adalah kecil.

(b).Kelakuan terhadap putaran

Diameter poros d (mm) dikalikan dengan putaran per menit n (rpm) disebut harga d.n. harga ini untuk suatu bantalan mempunyai batas empiris yang besarnya tergantung pada macamnya dan cara pelumasannya. Bantalan bola alur dalam dan bantalan bola sudut serta bantalan rol silindris pada umumnya dipakai untuk putaran tinggi; bantalan rol kerucut dan bantalan mapan sendiri untuk putaran sedang; bantalan aksial untuk putaran rendah.

(c).Kelakuan gesekan

Bantalan bola dan bantalan rol silindris mempunyai gesekan yang relatif kecil dibandingkan dengan bantalan macam lain. Untuk alat-alat ukur, gesekan bantalan merupakan hal yang menentukan ketelitiannva.

(d).Kelakuan dalam bunyi dan getaran

Hal ini dipengaruhi oleh kebulatan bola dan rol, kebulatan cincin, kekasaran elemen-elemen tersebut, keadaan sangkarnya, dan kelas mutunya.


Faktor lain yang mempengaruhi adalah ketelitian pemasangan, konstruksi mesin (yang memakai bantalan tersebut), dan kelonggaran dalam bantalan.

2.5.6.

Bahan Bantalan Gelinding

Cincin dan elemen gelinding pada umumnya dibuat dari baja bantalan krom karbon tinggi. Baja bantalan dapat memberikan efek stabil pada perlakuan panas. Baja ini dapat memberikan umur panjang dengan keausan sangat kecil. Dengan kemajuan dalam bidang teknik hampa pada akhir-akhir in, telah dikembangkan bantalan cair hampa. Baja macam ini tidak sesuai untuk produksi massa dan sangat mahal sehingga hanya dipakai dimana hanya diperlukan baja murni. Untuk bantalan yang membutuhkan ketahanan khusus terhadap kejutan, dipakai baja karbon rendah, yang kemudian diberi perlakuan panas denban sementasi. Untuk bantalan yang tahan panas dan tahan karat terdapat baja kecepatan tinggi atau deretan martensit dan baja tahan karat.

Bahan untuk sangkar yang mengalami kontak gesekan dengan elemen gelinding harus tahan aus dan tidak mudah patah. Sangkar untuk bantalan kecil dibuat dengan mengepres pita baja yang difinis rendah atau baja plat yang difinis. Untuk pemakaian khusus, atau plat baja taharr karat juga sering dipakai. Untuk bantalan besar dipakai baja karbon rendah atau kuningan berkekuatan tinggi. Untuk beberapa macam bantalan putaran tinggi dapat dibuat dari plastik. Sebagai paku keling untuk sangkar dipergunakan baja karbon rendah bermutu baik.

2.5.7 Nomor Nominal Bantalan Gelinding

Dalam prak -tek, bantalan gelinding standar dipilih dari katalog. Ukuran bantalan gelinding adalah diameter lubang, diameter luar, lebar dan lengkungan sudut. Pada umumnya diameter lubang diambil sebagai patokan 36 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

dimana berbagai diameter luar dan lebar digabungkan. Nomor nominal dari bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan pelengkap. Nomor dasar yang terdapat merupakan lambang jenis, lambing ukuran (lambang lebar, diameter luar), nomor diameter lubang dan lambang sudut kontak.

Lambang jenis menyatakan jenis bantalan, lambang ukuran menyatakan lebar untuk bantalan radial dan tinggi untuk bantalan aksial; dapat juga menyatakan diameter luar dari bantalan-bantalan tersebut. Dibawah ini akan diberikan contoh nomor nominal dan artinya:

(1) 6312ZZ C3 P6

6 menyatakan bantalan bola baris tunggal alur dalam 3 adalah singkatan dari lambang 03, dimana 3 menunjukkan diameter luar 130 (mm) untuk diameter lubang 60 (mrn) 12 berarti 12 X 5 = 60 (mm) diameter lubang ZZ berarti bersil 2 C3 adalah kelonggaran C3 P6 berarti kelas ketelitian 6

(2) 22220 K C3 2 menyatakan bantalan rol mapan sendiri 22 menunjukkan diameter luar 200 (mm) dan lebar 53 (mm) untuk diameter lubang 110 (mm) 20 Berarti 20 x 5 = 100 (mm) diameter lubang k c

berarti ½ tirus lubang, kelas kelebihan o

Kelonggaran C3

2.5.8. Kapasitas Nominal Bantalan Gelinding

Ada 2 macam kapasitas nominal, yaitu kapasitas nominal dinamis spesitik dan kapasitas nominal statia spesifik, misalnya bantalan aksial, maka kondisi bebannya adalah aksial murni, satu cincin diam dan cincin yang lain berputar. Jumlah putaran adalah 1.000.000 atau (33,3 rpm selama 500 jam). 37 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

Setelah menjalani putaran tersebut, jika 90°ro dari jumlah bantaian tidak menunjukkan kerusakan karena kelelahan oleh beban gelinding pada cincir, atau elemen gelindingnya, maka besarnya beban tersebut dinamakan kapasitas nominal dinamis spesifik, dan umur bersangkutan dinamakan umur nominal.

Jika bantalan membawa beban dalam keadaan diam atau berayun-ayun dan pada titik kontak yang menerima tegangan maksimum besarnya deformasi permanen pada elemen gelinding ditambah deformasi cincin rnenjadi 0,0001 kali diameter gelinding, maka beban tersebut dinamakan kapasitas nominal statis spesifik.

2.5.9.

1.

Perhitungan Beban dan Umur Bantalan Gelinding

Perhitungan beban ekivalen Suatu beban yang besarnya sedemikian rupa hingga memberikan umur

yang sama dengan umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran sebenarnya disebut beban putaran diramis. Jika suatu deformasi permanen maksimum yang terjadi karena kondisi beban statis yang sebenarnya pada bagian dimana elemen gelinding membuat kontak dengan cincin pada tegangan maksimum, maka beban yang menimbulkan deformasi tersebut dinamakan beban ekivalen statis.

Beban radial dan beban aksial Untuk bantalan radial (kecuali bantalan rot silindris)

•

Pr = XVFr + Yfa ……………………. (55) Untuk bantalan aksial

•

P = XFr + Yfa ……………………….. (56) Dimana :

Pr = beban radial (kg) Fa = beban aksial (kg) 38

Perencanaan Mesin Pelet Ikan

P

= beban ekuivalen dinamis (kg)

Faktor V sama dengan 1 untuk pembebanan pada cincin dalam yang berputar, dan 1,2 untuk pembebanan pada cincin luar yang berputar

2. Perhitungan umur nominal Umur nominal L (90% dari jumlah sampel setelah berputar satu juta putaran tidak memperlihatkan kerusakan karena kelelahan gelinding) dapat ditentukan sebagai berikut : Jika. C (kg) menyatakan beban nominal dinamis spesifik dan P (kg) beban ekuivalen dinamis, maka faktor kecepatan fn adalah : •

Untuk bantalan bola, fn = (33,3/n)1/3 …………………. (57)

•

Untuk bantalan rok, fn = (33,3/n)3/10 ………………… (58)

Faktor umur adalah •

Untuk kedua bantalan, fh = fn C/P …………………….. (59)

•

Umur nominal Lh adalah :

Untuk bantalan bola, Lh = 500 fh 3 ………………………… (60) Untuk bantalan rol, Lh = 500 fh 10/3 ………………………… (61) Banyaknya putaran yang dapat ditempuh oleh bantalan tersebut dapat digunakan rumus dibawah ini : 3

Lc

C  =    ……………………………………. (62)  P 

Dengan bertambah panjangnya umur karena adanya perbaikan besar dalam mutu bahan dan karena tuntutan keandalan yang lebih tinggi, maka Bantalan modern direncanakan dengan Lh dikalikan dengan faktor koreksi. Jika Ln menyatakan keadaan umur (100 - n) (°,%), maka: Ln = al . a2 . a3 . LH ………………………….. (63)


Dimana :

a1

: faktor keandalan (tabel). al = l bila keandalan 90°' dipakai

a2

: faktor bahan. A2 = 1 untuk bahan baja bantalan yang dicairkan secara terbuka dan kurang iebih = 3 untuk baja bantalan di gas hampa

a3

: faktor kerja. a3 = 1 untuk kondisi kerja normal

Untuk hal-hal berikut ini (karena kondisinya tidak menguntungkan umurj : •

Bantalan bola, dengan pelumasan minyak berviskositas 13 (cSt) atau kurang

•

Bantalan rol, dengan pelumasan minyak berviskositas 20 (cSt) atau kurang

•

Kecepatan rendah, yang besarnya sama dengan atau kurang dari 1000 (rpm) dibagi diameter jarak bagi elemen gelinding ntuk menentukan apakah umur yang dihitung perlu dihitung lagi dengan nomor bantalan lain, harus dipertimbangkan berdasarkan harga-harga standar dalam tabel.

3. Faktor beban dan beban rata-rata

Jenis dan gabungan bantalan pada prinsipnya harus dipilih. Jika terdapat getaran atau tumbukan, perhitungan beban harus dikalikan dengan faktor beban fw: bila putaran bervariasi atau beban beban berfluktuasi terhadap waktu, maka beban rata-rata harus dihitung.

4. Faktor beban fix

1. Untuk putaran halas tanpa beban tumbukan (seperti pada motor listrik), fw= 1 - 1,1 2. Untuk kerja biasa (seperti pada roda gigi reduksi, roda kereta), fw = 1,1 - 1,3 40 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

3. Untuk kerja dengan tumbukan (seperti pada penggiling rol, alat-alat besar), fw = 1,2 - 1,5

5. Beban rata-rata (Pm)

Jika beban atau putaran bervariasi terhadap waktu dengan beban tetap (Pi) bekerja dalam jangka waktu (ti) pada putaran (ni), maka beban dan putaran rata-ratanya adalah

P

Pm =

nm =

6.

t 1n1 P 1

 t 1.n1 +   t 1 +

+

P

P

t 2n2 P 2 + ... + t n nn P n (t 1 + t 2 + ... + t n )nm

t 2.n 2 + ... + tn    t 2 + ... + t n 

……… (64)

………………. (65)

Ketelitian dan pasan bantalan

Ketelitian yang tinggi memberikan kelonggaran yang sesuai dan mengurangi kesalahan pasangan bantalan. Hal ini merupakan daasr bagi kerja yang tenang dan umur panjang. Ketelitian poros harus disesuaikan dengan ketelitian bantalan. Kelas keteliitian semakin tinggi menurut tingkatan berikut : untuk bantalan radial dan aksial kecuali bantalan rol kerucut, kelas 0, 6, 5 dan 4: untuk bantalan rol kerucut, kelas 0, 6 dan 5.

Ukuran dan spesifikasi Bantalan Bola sudut dalam keadaan terpasang dapat dilihat dalam table X pada lampiran Untuk memilih diantara "pasan pres", "pasan peralihan” dan “pasan longgar”, faktor-faktor berikut harus diperiksa: gaya-gaya yang bekerja pada bantalan pada waktu operasi; cincin mana yang berputar (dalam atau luar)


yang berputar (dalam atau luar) yang terpenting untuk bantalan rol, pasan yang umum telah distandarkan.

7. Pelumasan bantalan gelinding

Pelumasan bantalan gelinding terutama dimaksud untuk mengurangi gesekan dan keausan antara elemen gelinding dan sangkur, membawa keluar panas yang terjadi, mencegah korosi dan menghindari masuknya debu. Cara pelumasan ada 2 macam, yaitu : pelumasan gemuk dan pelumasan minyak.


BAB III PEMBAHASAN

3.1. Sketsa dan Prinsip Kerja Mesin Pellet

3.1.1. Sketsa Mesin Pellet yang di Rencanakan

HOPPER PENGGILING RODA GIGI LURUS

POROS 3 PULLEY 2 SLIDER POROS 2 PONDASI/ RANGKA MESIN

BELT POROS PENGGERAK

MOTOR PENGGERAK PULLEY 1

Gambar 3.1. sketsa Mesin Pellet

3.1.2. Prinsip Kerja Mesin Pellet

Adonan pakan ikan yang sudah di aduk dimasukkan melalui corong pengisian (Hopper), kemudian adonan diaduk menjadi satu dengan penggiling di dalam slider. Penggiling mendorong pakan keluar melalui lubang kecil di samping slider. Didalam Slider terdapat 2 buah Bantalan yang digunakan untuk menopang poros ,penggiling(ulir),Roda 43 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

Gigi besar dan adonan yang dimaksukan sedangkan untuk menopang por os 2,Pulley dan Roda Gigi kecil

digunakan 2 buah bantalan yang

terletak didalam Rangka. Mesin penggerak menggerakkan poros tengah menggunakan transmisi pulley dan belt dimana putaran poros penggerak ditentukan (n 1) = 4000 rpm. Sedangkan putaran poros tengah (n 2 ) ditentukan = 1000 rpm. Kemudian karena mesin pellet ini bekerja menggunakan putaran yang rendah untuk menggiling adonan pakan tersebut, maka digunakan roda gigi lurus untuk memperkecil putaran tersebut dengan perbandingan reduksi 4 : 1

sehingga poros paling atas

memiliki putaran 250 rpm.

3.2. Perencanaan Daya rencana (P d)

Dalam merencanakan daya, rencana kita terlebih dahulu menghitung berat maksimal yang mampu ditampung oleh corong pengisian kemudian dikalikan dengan kecepatan linier dari penggiling, tetapi untuk menjaga keawetan mesin penggerak perlu adanya faktor keamanan sehingga digunakan motor yang memiliki daya yang lebih besar dari daya yang dibutuhkan


BAB IV PERENCANAAN

Sketsa system perencanaan

2

1

3

4

Keterangan : 1. Poros 2. Bantalan 3. Roda gigi 4. Pully


4.1 Perencanaan Daya Yang Dibutuhkan Sebagai Penggerak Mesin Pelet Ikan

1. Volume corong pengisian ( V ) -

Bentuk corong dan ukuran corong Vcorong 25 cm 25 cm

25 cm

tinggi corong = 20

25 cm

10cm

VI

Vcorong = Vkes - VI

-

Menghitung volume keseluruhan ( V kes ) -

tinggi =

12,5

= 36,54 cm

cos 70 -

Vkes = ⅓ . luas alas . tinggi = ⅓ . ( 25 x 25 ) x 36,54 = 7612,33 cm³

-

Menghitung VI Vc = ⅓ . luasa alas . tinggi = ⅓ . ( 10 x 10 ) x (36,50 – 20 ) = 551,33 cm³

Jadi : Vcorong = Vkes - VI


= 7612,5 – 551,33 = 7061,17 cm³

2. Berat jenis adonan (pakan ikan) Setelah

dilakukan

penimbangan

adonan

(pakan

ikan)

yang

ditempatkan dalam wadah silinder yang diameternya 12 cm dan tinggi 25 cm didapat berat bersih adonan 1,2 kgf. Jadi berat jenis adonan tersebut adalah : P = V= =

m V π 4 π 4

(d2) t (12)2 . 25 = 2826 cm 3

Jadi padonan  1,2

P=

2826

= 0,000424 kgf/cm 3

3. Berat maksimum yang dapat ditumpang corong pengisian M = ρadonan . vcoronr = 0,000424 . 7016,17 = 2,9 kgf

4. Kecepatan linear penggiling (ulir) adonan pakan ikan V=

π . Dp . n 3 60 . 1000

(m/s)

Dimana : Dp  diameter terbesar penggiling = 80 mm 47 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

n3  putaran poros 250 rpm Jadi : V=

π . 80 . 250 60 . 1000

= 1,05 m/s

5. Daya yang ditransmisikan mesin pellet P =F.V = 2,9 x 1,05 = 3,045 ≈ 3 kw

6. Faktor koreksi untuk mesin torak yang bekerja 3 – 5 jam/hari fc = 1,4 Faktor koreksi (fc) diambil 1,4 kerena kondisi pembebanan normal sesui dengan tabel

7. Daya yang direncanakan (daya motor) (Pd) Pd = 1,4 x 3 = 4,2 kw (Pk = 0,735 kw) Daya yang direncanakan = 4,2 kw = 5,7 pk Tetapi dipasaran daya motor tidak ada 5,7 pk, sehingga digunakan daya motor 6 pk = 4,41 kw, sehingga mesin menjadi lebih tahan lama.

4.2 Perencanaan Daya Yang Dibutuhkan Sebagai Penggerak Mesin Pelet Ikan


Untuk 5 Kali Lipat Volume standar

1. Volume corong pengisian ( V ) *

Bentuk corong dan ukuran corong

Vcorong 25 cm

25 cm

tinggi corong = 20

25 cm

10cm

VI

Vcorong = Vkes - VI

*

Menghitung volume keseluruhan ( Vkes ) -

tinggi =

12,5

= 36,54 cm

cos 70

-

Vkes = ⅓ . luas alas . tinggi = ⅓ . ( 25 x 25 ) x 36,54 = 7612,33 cm³

*

Menghitung V I Vc = ⅓ . luasa alas . tinggi = ⅓ . ( 10 x 10 ) x (36,50 – 20 ) = 551,33 cm³ Jadi : Vcorong = Vkes - VI = 7612,5 – 551,33


= 7061,17 cm³

2.

Berat Berat maksim maksimum um yang yang dapat dapat dita ditampu mpung ng coron corong g pengis pengisian ian M = Padonan . Vcorong = 0,000424 . 7061,17 = 2,9 kg Jadi berat maksimum (M) untuk 5 kali lipat berat standar adalah



2,9 kg x 5 = 14,5 kg Jadi M = 14,5 kg Putaran standar 250 rpm x 5 = 1250 rpm Jadi putarannya = 1250 rpm Diameter standar penggiling = 80 mm Diameter untuk 5 kali = 80 x 5 = 400 mm 3.

Kecepat Kecepatan an linea linearr penggi penggilin ling g (ulir) (ulir) adonan adonan pakan pakan ikan ikan V = =

π . Dp . n 60 . 1000

π . 400 . 1250 60 . 1000

= 26,17 m/s

4.

Daya Daya yan yang g ditra ditrans nsmi misik sikan an mesi mesin n pell pellet et P =m.V = 14,5 x 26,17 = 379,465 kw

5. Faktor Faktor koreksi koreksi untuk untuk mesin mesin torak torak yang bekerja bekerja 3 – 5 jam/hari jam/hari fc = 1,8 1,8 Faktor koreksi (fc) diambil 1,8 kerena kondisi pembebanan besar sesui dengan tabel.

6. Daya Daya yang yang direnc direncana anakan kan (daya (daya motor motor)) (Pd) (Pd) Pd = 1,8 x 379,465 kw


= 683,073 kw ( 1 Pk = 0,735 kw) Daya yang direncanakan ( daya motor ) = 683,073 kw = 929,3 pk Jadi mesin yang dibutuhkan dibutuhkan untuk penggerak mesin pelet ikan dengan 5 kali lipat kapasitas mesin standar adalah 929,3 pk

4.3 Perencanaan Pully Dan Belt

1. Daya Daya transm transmisi isi P = 6 PK = 6 x 0,73 0,735= 5= 4,41 4,41 kw 2. Putar Putaran an poro poross renc rencan anaa n1 = 4000 rpm n2 = 1000 rpm n3 = 250 rpm 3. Pd = P . fc fc = 4,4 4,41 1 kw . 1,4 1,4 = 6,17 kw 4. Mome Momen n pun punti tirr ren renca cana na : -

Penggerak 1.

T1 = 9,74 . 10 5

Pd n1

= 9,74 . 105 .

6,17 4000

= 1503,4 kg.mm -

Penggerak 2.

T2 = 9,74 . 10 5

Pd n2

= 9,74 . 105 .

6,17 1000

= 6013,48 kg.mm 5. Bahan poros poros dipilih dipilih S – 45 – C pada tabel tabel ditentu ditentukan kan T B = 58 kg/mm 2 Faktor keamanan S – C = 6 untuk Sf 1 = 6 Faktor keamanan Sf 2 dipilih 2.

6. Tegang Tegangan an geser geser poro poross yang yang diiji diijinka nkan n

τ

a=

τ b

Sf 1 .Sf 2

=

58 2x6

= 4,83.

7. Fakt Faktor or kore koreks ksii por poros os Kt


1,5 – 3  Poros dikenakan kejutan dan tumbukan pilih 2 8. Fakt Faktor or beb beban an len lentu turr poro poross cb Cb = 1,2 – 2,3 dipilih 2.

9. Diam Diamet eter er poro poross ren renca cana na 1

3 Penggerak ds1 = 5,1 . kt . cb . t 1   τ a   

1)

1

3 = 5,1 . 2 . 2 . 1503 . 4 = 18,5 mm 4 , 83     1

2)

Penggerak ds2 =

3 5,1 . 2 . 2 . 6013 . 48 = 29,4  4,83   

mm

10. Faktor Faktor reduksi reduksi (i) =

n1 n2

=

4000 1000

= 4.

11. Pilih Pilih sabuk sabuk U tipe tipe A (dilih (dilihat at berdas berdasark arkan an daya daya rencan rencanaa dan putaran putaran fully) fully) diameter jarak bagi fully penggerak (dp 1) dipilih diameter cukup besar 65 mm agar putaran poros akhir besar. Padahal d mm anjuran 95 ambil dp 1 = 95 mm. 12. Diameter Diameter luar fully penggerak penggerak dk = dp + 2k k untuk belt tipe A = 4,5 dk = 95 + 2 . 4,5 = 104 mm 13. Diameter Diameter jarak bagi fully penggerak penggerak (Df) Df = i . dp = 4 . 9,5 = 380 14. Diameter Diameter luar fully yang digerakkan digerakkan (Dk) Dk = Dp + 2 k = 38 + 2 . 4,5 = 389 mm 15. Diameter Diameter bos dan naf penggerak penggerak (dB) dB >

5 3

- ds1 + 10  dB >

5 3

. 18,5 6 + 10



dB ≈ 40,8 mm


16. Diameter bos dan naf fully digerakkan (DB) DB >

5 3

5

ds2 + 10 

3

≈ 59 mm

. 29,4 + 10

π dp . n 1

17. Kecepatan linear sabuk V =

60 . 1000 3,14 . 95 . 4000

=

60 .1000

= 19,8 m/s

untuk V = 19,8 < 25 m/s menurut aturan hal 163. 18. Jarak sumbu poros C C = 1,5 + 2 kali diameter fully besar diambil 2 nilai C = 2 x Dp = 2 . 380 = 570 mm

19. Cek konstruksi belt C −

dk 1

+ Dk 2

>0

 104 +159  > 0   2 

600 − 

323,5 > 0



baik

20. Panjang keliling sabuk L = 2C +

π 2

= 2 . 570 + = 1921 . 37

(dp + Dp) + π 2

1 4C

(95 + 380) +

(Dp – dp)2 1 4

570 (380 – 90) 2

≈ 1921 mm = 76 inchi

21. Jumlah sabuk yang dipakai

Z =

F A

dimana

K = 2 . Yo .

σ o

= 2 . 0,7 . 12 = 16,8 kg/cm 2

A = tipe belt A = 0,8 cm2 F=

100 x F V

=

102 . 4,41 = 22,71 kg 19,8


Data diambil dari buku Wayan Brata Yo = 0,7 – 0,9 V belt σ o

= 12 kg/cm2

Z =

F A

=

22,71 = 1,7  ambil sabuk 2 (N = 0,8 . 16,8

2)

Jadi : 1. V belt A . 76 dengan jumlah 2 buah 2. Diameter luar pully dk = 104 mm untuk penggerak Dk = 389 mm untuk digerakkan 3. Diameter jarak bagi dp = 95 mm untuk penggerak Dp = 380 mm untuk digerakkan 4. Lubang poros pully ds1 = 40,8 mm penggerak ds2 = 29,4 mm digerakkan 5. Diameter bos dan naf dB = 40,8 mm penggerak DB = 59 mm digerakkan Catatan : 21. σ o

μ untuk V belt = 0,7 ÷ 0,9 diambil 0,7 untuk V belt = 12 kg/cm 2

4.4 Perencanaan Poros Dan Pasak

1. Jika daya = P = T . V Dimana T = r x F =rxmx9 = 40 x 2,9 x 9,8 = 1137 kg mm V =

π.D.n 60 . 1000


=

π . 80 . 250 60 .1000

= 1,05 m/s Daya  P

=m.v = 2,9 x 1,05 = 3,045 ≈ 3

Faktor koreksi  fc = 1,4 Daya yang direncanakan  Pd = 1,4 x 3 = 4,2 kw = 5,7 pk ≈ 6 pk. 2. Jika daya = 4,41 kw Pd = Daya rencana = fc – 1,8 . 4,41 = 7,9 kw 3. Momen puntir T = 9,74 . 10 5 x

Pd n

= 9,74 . 10 5

7,94 250

= 30934,24 kg mm

4. Bahan poros dipilih S 55 C – D dengan ketentuan tarik (TB = 72 kg/mm 2) dengan faktor keamanan Sf 1 = 6,0 dan Sf 2 2,0. Za =

TB Sf 1 . Sf 2

=

72 12

= 6 kg/mm2

5. Faktor koreksi momen puntir (kt = 1,5) Faktor koreksi lenturan (cb = 3) karena diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur. Menentukan diameter poros 5,1 . kt . cb t  ds =   Za  

1 3

5,1 . 1,5 . 3 1137  =   6   = 43,48  ds2

1

3

≈ 44 mm. 55


6. Tegangan geser yang terjadi pada poros adalah 5,1 . T

T =

ds 3 5,1 . 1151

=

44,3

3

= 1,3 kg/mm 2

7. Anggap diameter bagian yang menjadi tempat bantalan adalah = 52 mm jari jari pilet

=

52 - 44 2

= 4 mm alur pasak = 7 x 7 x 0,4 r

4

=

ds D

44 52

=

ds

44

= 0,09 Ambil = 2,03

= 1,2

B = 1,37

7. Pengecekan tegangan ijin terhadap torsi τa . 6.

Sf 2 α

2 2,03

> t . cb . k t

> 1,3 . 3 . 1,5

5,9 > 5,8



baik

8. Perencanaan poros dan pasak ds = 44,3 Jenis S 55 C Alur pasak 7 x 7 x 0,4 dengan D = 52 mm (lebar pasak lebih keci dari ½ diameter poros) 56 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

(tinggi pasak lebih kecil 1/3 diameter poros)

t Lebar

4.5 Perencanaan Roda Gigi Lurus

1. Daya transmisi 4,41 kw

digerakkan

2. Putaran

n3 = 250 rpm

n2 = 1000 rpm n3 = 250 rpm faktor reduksi i = 4

penggerak N2 = 1000 rpm

3. Sudut tekan pahat ambil 20o Jarak sumbu poros a = 200 mm 4. Diameter lingkaran jarakbagi pada roda gigi besar/digerakkan. d2 =

2.a .i 1 +i

=

2 . 200 . 4 1 +4

= 320 mm

untuk roda gigi penggerak d1 =

2 . da 1 +i

=

2 . 200 1 +4

= 80 mm

5. Modul pada hal 245 dengan daya 4,41 kw n = 100 rpm pilih m = 2.


6. Jumlah gigi untuk : a. Roda gerak Z 1 =

d1 m

=

80

= 40

2

b. Roda digerakkan Z 2 =

d2 m

=

320 2

= 160 buah

7. Kelonggaran puncak CR = 0,25 mm = 0,25 x 2 = 0,5 mm Kelonggaran sisi = 0 karena roda gigi lurus

8. Diameter kepala untuk roda gigi penggerak dR 1 = ( Z 1 + 2 ) m = (40 + 2) 2 = 84 mm digerakkan dR 2 = ( Z 2 + 2 ) m = (100 + 2) 2 = 324 mm 9. Diameter kaki untuk roda gigi kecil/penggerak : df 1 = ( Z 1 - 2 ) m – 2 . CK = (40 – 2) 2 .-2 . 0,5 = 75 mm df 2 = ( Z 2 - 2 ) m – 2 . CK = (160 – 2) 2 .-2 . 0,5 = 315 mm 10. Kedalaman potong N = 2 . m + CK = 2 . 2 + 0,5 = 4,5 11. Faktor bentuk gigi (Y) pada tabel 240 •

Roda gigi kecil Z 1 = 40 ; y 1 = ………. interpolasi 43 − 40

=

43 −38

0,396 − x 0,396 −0,383

x = 0,388 ……………. nilai y1 •

Roda gigi digerakkan Z 2 = 160 . y 2 = ……………. interpolasi 300 −160 300 −150

=

0,471 − x 0,471 −0,459

x = 0,461 ……………. nilai y2 58 Perencanaan Mesin Pelet Ikan

12. Kecepatan keliling V = =

π .d .n2 60 . 1000 3,14 . 800 .1000 60 .1000

= 8,37 m/s

13. F tangensial F = =

P . 102 V 4,41 . 102 8,37

= 53,74 kg.

14. Bahan •

Penggerak : S 35 C dengan T B = 52 kg/mm 2 ….. kekuatan tarik HB = 187 …….. kekuatan keras brimell σ A

•

= 26 kg/mm 2 ………. teg. lentur ijin

Digerakkan S 45 C T B = 58 kg/mm 2 HB = 198 σ A

= 30 kg/mm2

15. Faktor tegangan kontak •

Roda penggerak S 35 C memiliki kekerasan 187

≈ 200

Roda digerakkan S 45 C memiliki kekerasan 198 ≈ 200 Pada tabel KH = 0,079 kg/mm 2 16. Faktor dinamis Karena kecepatan roda gigi dibawah 20 m/s fo = =

6 6 +V 6 6 +8,37

= 0,417

17. Beban lentur persatuan lebar yang diijinkan (Fb) •

Roda penggerak Fb 1

= TB1 x m x 9 1 x fo


= 26 x 2 x 0,388 x 0,417 = 8,41 kg/mm •

Roda gigi digerakkan Fb 2 = TB2 x m x 9 2 x fo = 30 x 2 x 0,461 x 0,417 = 11,5 kg/mm

18. Beban permukaan yang diijinkan persatuan lebar F1H F1H = fo . KH . d 1

2 . Z 2

+ Z 2

Z 1

= 0,495 . 0,053 . 80

2 .160      48 +160 

= 3,35 kg/mm 1

19. Lebar gigi



b=

f

f 1 mm

=

53,73 3,35

= 16 mm

20. Cek kondisi persyaratan roda gigi • b/m antara 6 – 10 maka b/m = 16/2 = 8  sesuai • b/d < 1,2 maka b/d1 = 16/80 = 0,2  sesuai

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Jadi Bahan Diameter jarak bagi (d) Diameter kepala (dk) Diameter kaki (df) Banyak gigi ( ≠ ) Sudut tekan ( α ) Kelonggaran puncak (ck) Lebar gigi (b)

Roda Gigi Penggerak S 35 C d1 = 80 mm dk1 = 84 mm 75 mm 40 buah 20o 0,5 mm 16 mm

Roda Gigi Digerakkan S 45 C D2 = 160 mm dk2 = 324 mm 315 mm 160 buah 20o 0,5 mm 16 mm


4.6 Bantalan

Dari perencanaan poros didapat 1. Diameter poros ds = 44 mm Untuk bantalan pada poros ditentukan type 6008ZZ dengan spesifikasi : d = 40 mm

Kondisi mesin berupa mesin pertanian dengan tipe kerja biasa dengan umur lha 5000 – 15000 jam

D = 68 mm B = 15 mm r

= 1,5 mm

C = 1310 kg Co = 1010 kg 2.

Untuk beban Beban aksial = 2,9 kg Beban radial = 150 kg

Fa Fr


3.

Perbandingan beban maksial Fa C

=

2,9 1010

= 0,003

dari tabel sularso didapat data : V =1 x = 0,56 e = 0,22 Fa

=

V.Fr

2,9 1 . 150

= 0,02 > e = 0,02 < 0,22. didapat

x = 0,56

y = 1,99 4.

Beban radial ekuivalen dinamis Pa = x . Fr + Y . Fa = 0,56 . 150 + 1,99 . 2,9 = 89,8 kg

5.

Faktor kecepatan 1 3

1 3

33,3   33,3  Fr =   =    = 0,5 n

250

c  1010      = 0,5 .    Pr   150 

6.

Faktor umur Fh = Fn

= 6,7

7.

Dan faktor umur dapat kita tentukan lama pemakaian Lh = 500 (fh) 3 = 500 (6,7) 3 = 150381,5 jam > Lha = 15.000 jam = 18,6 tahun

baik


BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan

1.

Daya motor = 6 pk = 4,41 kw

2.

Volume corong awal = 7061,17 cm³ dengan daya rencana 4,2 kw = 5,7 pk

3.

Untuk volume 5 kali lipat volume standar didapatkan kapasitas mesin 638,073 kw = 929,3 pk

4.

Untuk belt didapatkan data : -

V belt A . 76 dengan jumlah 2 buah

-

Diameter luar pully

dk = 104 mm untuk penggerak Dk = 389 mm untuk digerakkan

-

Diameter jarak bagi

dp = 95 mm untuk penggerak Dp = 380 mm untuk digerakkan

-

Lubang poros pully

ds 1 = 40,8 mm penggerak ds2 = 29,4 mm digerakkan

-

Diameter bos dan naf

dB = 40,8 mm penggerak DB = 59 mm digerakkan

5.

Untuk poros dan pasak Diameter poros 2 = 44 mm dengan jenis pasak 7 x 7 x 0,4 dengan bahan S 55 C

6.

Untuk roda gigi lurus 6.1 Roda gigi penggerak : -

Bahan

S 35 C

-

Diameter jarak bagi (d)

d1 = 80 mm

-

Diameter kepala (dk)

dk1 = 84 mm

-

Diameter kaki (df) 75 mm

-

Banyak gigi ( Z) 40 buah

-

Sudut tekan ( α ) 20º

-

Kelonggaran puncak (ck) 0,5 mm 63


-

Lebar gigi (b) 16 mm

6.2 Roda gigi digerakkan :

-

7.

-

Bahan S 45 C

-

Diameter jarak bagi (d) D2 = 160 mm

-

Diameter kepala (dk) dk 2 = 324 mm

-

Diameter kaki (df) 315 mm

-

Banyak gigi (Z ) 160 buah

Sudut tekan ( α ) 20o -

Kelonggaran puncak (ck) 0,5 mm

-

Lebar gigi (b) 16 mm

Bantalan Bantalan yang digunakan adalah type 6009-08ZZ dengan faktor umur pemkaian 15.000 jam = 1,7 tahun

5.2

Saran

Dalam merencanakan suatu elemen mesin perlu diperhatikan beberapa faktor, yaitu : bahan yang digunakan, diameter, tegangan yang diijinkan, kesesuaian umur pada bahan tersebut dan facktor ekonomis yang dapat diterima oleh masyarakat sehingga elemen mesin tersebut memiliki mutu yang baik dan dapat diterima oleh masyarakat luas.


Perencanaan Mesin Pelet Ikan

Recommend Documents