02 bab ii perancangan mesin
DESCRIPTION
Perancangan MesinTRANSCRIPT
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 1/28
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Umum
Indonesia merupakan merupakan negara agraris yang
ditanami berbagai tanaman diantaranya adalah padi. Menurut
KBBI padi adalah tumbuhan yang menghasilkan beras. Padi
(Oryza sativa sp.) adalah tanaman yang berasal dari
Bangladesh. Padi dapat tumbuh dengan baik di daerah panas
dengan !urah hu"an yang tinggi dengan pengairan yang !ukup.
#i Indonesia memiliki berbagai ma!am "enis$"enis padi yang
memiliki karakteristik masing$masing
Gambar 2.1 Padi
Beras merupakan salah satu makanan pokok masyarakat
indonesia yang hampir dikonsumsi oleh seluruh masyarakat
indonesia yaitu men!apai %&' penduduk indonesia
mengkonsumsi beras sebagai bahan makan pokoknya (yania
&*+). Bahkan menurut AMI tatisti! ,AO (&*-) "ika
dibandingkan dengan Amerika erikat "umlah penduduk
Indonesia lebih sedikit. amun tingkat konsumsi beras Indonesia
/
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 2/28
"auh lebih besar dibandingkan dengan Amerika erikat. Begitu
pula "ika dibandingkan dengan 0epang Indonesia mengkonsumsi
beras lebih banyak.
Menurut Purnomo (&*-) di indonesia terdapat berbagai
varietas padi yang sering ditanami oleh petani. e!ara umum
varietas padi dibedakan men"adi tiga "enis varietas yaitu1
1. Varietas Padi Hibrida2arietas Padi 3ibrida adalah varietas padi yang hasilnyaakan maksimal bila sekali ditanam. 4etapi bila benihketurunannya ditanam kembali maka hasilnya akanberkurang "auh. Memang varietas ini dibuat ataudirekayasa oleh pemiliknya untuk sekali tanam sa"a. 4u"uannya agar petani membeli kembali.ebagai !ontoh Padi 3ibrida yang ada di indonesia adalahIntani * dan PP* 3* Bernas Prima 5okan 6 7 dan **3 egera Anak 8MBA#A B- B9 B7 #A B% 3ipa+3ipa 9 :eva 3ipa / 0ete 3ipa ; 3ipa 7 3ipa % 3ipa *&3ipa ** 6ong Ping (pusaka * dan ) Adirasa$* Adirasa$/+ 3ibrindo 5$* 3ibrindo 5$ Manis$+ dan 9 MIKI$*-6 7 3 6 ** 3 dll.
2. Varietas Padi Unu!2arietas Padi <nggul adalah varietas yang bisa berkali$kaliditanam dengan perlakuan yang baik. 3asil dari panenvarietas ini bisa di"adikan benih kembali. Ada petani yangbisa menanam sampai *& kali lebih dengan hasil yanghampir sama. 2arietas padi unggul biasanya telah di lepasoleh pemerintah dengan K Menteri Pertanian. 2arietas initelah mele=ati berbagai u"i !oba.
Beberapa "enis 2arietas Padi <nggul yang sering ditanampetani adalah :iherang (bisa men!apai +; ' dari total
varietas yang ditanam) I5$/+ Mekongga :imelati :ibogo:isadane itu Patenggang :igeulis :ili$ =ungMembramo intanur 0ati luhur ,atma=ati itubagenditInpari *+ Pakuan Inpari *9 Parahyangan Inpari */Pasundan Inpari *; Inpari *7 Inpari *% Inpari & inpari* dan inpari $%.
". Varietas Padi L#$a!
2arietas padi lokal adalah varietas padi yang sudah lamaberadaptasi di daerah tertentu. ehingga varietas inimempunyai karakteristik spesi>k lokasi di daerah tersebut.
;
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 3/28
:ontoh varietas lokal1 varietas kebo dharma ayu pemudaidaman ?ropak Ketan ta=on ?undelan Merong imeneprimulih Andel 0aran Ketan 6usi 8kor Kuda hingga?ropak Angkong Benga=an 8ngseng Melati Markoti
6ongong 5e"ung Kuning <mbul$umbul 4un"ung 5i"al riKuning <ntup 4umpang Karyo 5angka Madu a=ah Kelai 4embaga 4"ina dan lain$lain.
etiap 2arietas mempunyai keunggulan dan kelemahan
masing$masing. Oleh karena petani harus menyesuaikan dengan
kondisi karakteristik lahan agar mengetahui varietas apa yang
!o!ok untuk ditanami padi sehingga panen yang diperoleh dapat
maksimal. elaian itu @aktor selera "uga menentuk "enis padi dari
varietas apa yang paling disukai serta yang unggul dan sesuai
dengan kondisi lahan.
Para petani dalam memanen padi dilakukan dengan
menggunakan alat pemanen dari yang tradisonal seperti dengan
!ara gepyok sampai dengan alat yang modern yaitu mesin
perontok padi dan sekarang sudah yang terbaru yaitu dengan
memotong sekaligus perontok. Akan tetapi masih ada
kekurangan diantaranya adalah dengan !ara tradisonal
prosesnya lama dan membutuhkan tenaga yang besar !ara
modern dengan menggunakan mesin perontok petani mengalami
kendala dalam pengayakan sehingga harus beker"a dua kali
untuk memperoleh hasil panen yang bersih dan mesin yang
terbaru harganya masih relati@ mahal dan terkendala "ika
digunakan untuk lahan sa=ah yang tidak terlalu luas.
%. &#m'#nen (esin Per#nt#$ dan Pena)a$ Padi1. (#t#r bensin
Mesin bensin atau mesin Otto dari ikolaus Otto adalah
sebuah tipe mesin pembakaran dalam yang menggunakan nyala
7
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 4/28
busi untuk proses pembakaran diran!ang untuk menggunakan
bahan bakar bensin atau yang se"enis.
(http1id.=ikipedia.org=ikiMesinbensin).
Mesin bensin berbeda dengan mesin diesel dalam metode
pen!ampuran bahan bakar dengan udara dan mesin bensin
selalu menggunakan penyalaan busi untuk proses pembakaran.
Pada mesin diesel hanya udara yang dikompresikan dalam ruang
bakar dan dengan sendirinya udara tersebut terpanaskan bahan
bakar disuntikan ke dalam ruang bakar di akhir langkah kompresi
untuk ber!ampur dengan udara yang sangat panas pada saat
kombinasi antara "umlah udara "umlah bahan bakar dan
temperatur dalam kondisi tepat maka !ampuran udara dan bakar
tersebut akan terbakar dengan sendirinya.
Pada mesin bensin pada umumnya udara dan bahan bakar
di!ampur sebelum masuk ke ruang bakar sebagian ke!il mesin
bensin modern mengaplikasikan in"eksi bahan bakar langsung ke
silinder ruang bakar termasuk mesin bensin tak untuk
mendapatkan emisi gas buang yang ramah lingkungan.
Pen!ampuran udara dan bahan bakar dilakukan oleh karburator
atau sistem in"eksi keduanya mengalami perkembangan dari
sistem manual sampai dengan penambahan sensor$sensor
elektronik. istem In"eksi Bahan bakar di motor otto ter"adi di
luar silinder tu"uannya untuk men!ampur udara dengan bahan
bakar seproporsional mungkin. istem in"eksinya disebut 8,I.
Prinsip ker"a mesin bensin. Pertama !ampuran udara dan
bensin di hisap kedalam silinder kemudian dikompresikan oleh
torak saat begerak naik apabila !ampuran udara dan bensin
terbakar dengan adanya api dari busi yang panas sekali maka
%
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 5/28
akan menghasilkan tekanan gas pembakaran yang besar di
dalam silinder. 4ekanan gas pembakaran ini mendorong torak
keba=ah yang menggerakan torak turun naik dengan bebas di
dalam silinder. #ari gerak lurus (naik turun) torak dirubah
men"adi gerak putar pada poros engkol melalui batang torak.
?erak putar inilah yang menghasilkan tenaga pada mesin. Posisi
tertinggi yang di !apai torak di dalam silinder di sebut titik mati
atas (4MA) dan posisi terendah yang di !apai torak disebut titik
mati ba=ah (4MB). 0arak bergeraknya torak antara 4MA dan 4MB
di sebut langkah torak (stroke).
:ampuran udara dan bensin dihisap kedalam silinder dan
gas yang telah terbakar harus keluar dan ini harus berlangsung
se!ara tetap. Peker"aan ini dilakukan dengan adanya gerak torak
yang turun naik di dalam silinder. Proses menghisap !ampuran
udara dan bensin kedalam silinder mengkompresikan
membakarnya dan mengeluarkan gas bekas dari silinder
disebut satu siklus.
?ambar . Motor Bensin 3onda ?*/& ,,A (9.9 3P)
Motor bensin yang akan digunakan pada mesin perontok
dan pengayak padi adalah Motor Bensin 3onda ?C*/& (9.9 3P)
yang mempunyai spesi>kasi sebagai berikut1
Tabe! 2.1 pese>sikasi Motor Bensin 3onda ?*/& ,,A (9.9
3P)
*&
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 6/28
#aya 9.9 3P
Berat *7 Kg
4ipe Mesin Air :ooled + 4ak O32 ingle :ylinder
3orizontal ha@t
2olume Ilinder */- !!
Bore D troke /7 D +9 mm
5adio Kompresi 7.9 1 *
4orsi Maksimum *&.- m 9&& 5pm
Output
Maksimum
9.9 3P -/&& 5pm
Output et +.7 3P -/&& 5pm
tarter 5e!oil
Kapasitas 4angki -.* 6iter
Kapasitas Oli &./ 6iter
#imensi -*.7 D -+.* D -&.9 !m
2. P#r#sPoros merupakan batang logam yang memiliki penampang
berupa silinder yang digunakan untuk meneruskan putaran atau
daya serta sebagai sarana pendukung. Poros merupakan salah
satu bagian yang terpenting dari setiap mesin untuk meneruskan
putaran. Bagian$bagian mesin yang sudah dirakit tidak dapat
dipisahkan dari poros. Peranan utama poros adalah untuk
mentransmisikan daya dan putaran (ularso &&+1 *).Berdasarkan pembebanannya poros digolongkan men"adi
tiga yaitu1
a. Poros 4ransmisi
**
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 7/28
Poros ini mendapat beban puntir dan lentur dari daya yang
ditransmisikan melalui komponen mesin yang lain seperti sabuk
kopling roda gigi dan lain$lain.
Gambar 2." Poros 4ranmisib. pindel
pindel adalah poros transmisi yang relati@ pendek karena
beban utamanya adalah puntiran sehingga de@ormasinya harus
ke!il.
!. ?andar
Poros ini dipasang di antara roda$roda kereta barang yang hanya
mendapat beban lentur sa"a tetapi "ika digerakkan olehpenggerak mula akan mengalami beban puntir "uga.
Gambar 2.* Poros
3al$hal yang perlu diperhatikan dalam peren!anaan poros
adalah sebagai berikut 1
*. Kekuatan poros
*
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 8/28
uatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau
lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. 0uga ada poros
yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling$
baling kapal atau turbin. ,aktor yang harus diperhatikan adalah
@aktor kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan
bila diameter poros diperke!il (pada poros bertangga) atau bila
poros mempunyai alur pasak.
. Putaran kritis
Putaran kritis adalah putaran tinggi dimana pada putaran
tersebut ter"adi getaran yang luar biasa. Putaran tersebut dapat
mengakibatkan ter"adinya kerusakan pada poos dan bagian$
bagian mesin lainnya. 0ika mungkin poros harus diren!anakan
sedemikian rupa hingga putaran ker"anya lebih rendah dari
putaran kritisnya.
-. Korosi
Bahan$bahan tahan korosi (termasuk plastik) harus dipilih
untuk propeller dan pompa bila ter"adi kontak dengan Euida yang
korosi@. #emikian pula untuk poros$poros yang teran!am kavitasi
dan poros$poros mesin yang sering berhenti lama.
+. Kekakuan Poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang !ukup
tetapi "ika lenturan (defeksi) puntirnya terlalu besar akan
mengakibatkan ketidak telitian getaran dan suara. #isamping
kekuatan poros kekakuannya "uga harus diperhatikan dan
disesuaikan.
9. Bahan Poros
Poros untuk mesin umum biasa dibuat dari ba"a batang yang
ditarik dingin dan di>nis ba"a karbon konstruksi mesin disebut
dengan bahan $: yang dihasilkan dari ingot (ba"a yang
dioksidasikan dengan errosilicon dan di!or kadar karbon
ter"amin). Meskipun demikian bahan ini kelurusannya agak
kurang tetap dan dapat mengalami deormasi karena tegangan
*-
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 9/28
yang kurang seimbang misalnya diberi alur pasak karena ada
tegangan sisa didalam terasnya. 4etapi penarikan dingin
membuat permukaan poros men"adi keras dan kekuatannya
bertambah besar.Poros$poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi
dan beban berat umumnya dibuat dari ba"a paduan dengan
pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keausan.
Tabe! 2.2 tandar dan Ma!am$Ma!am Ba"a
Pada peren!anaan mesin perontok dan pengayak padi ini
poros yang digunakan adalah poros lurus dengan menggunakan
bahan poros -9: standar 0I (0apan International tandart).
Adapun komposisi kimia yang terkandung dalam -9: ini adalah
&.-$&-7' : &.*9$&-9' i &./&$&%&' Mn dan &-&' P
&-9' .
#alam meren!anakan sebuah poros untuk digunakansebagai komponen harus memperhatikan @aktor$@aktor lain yang
mempengaruhi kekuatan poros tersebut yaitu1 (a) poros dengan
beban puntir (b) poros dengan beban lentur murni (!) poros
dengan beban puntir dan lentur.
0ika suatu poros tidak mendapat beban lain selain torsi
maka diameter poros dapat lebih ke!il daripada yang
dibayangkan (ularso &&+1 9). Akan tetapi "ika mendapat beban
*+
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 10/28
tambahan yang berupa lenturan tarikan atau tekanan semisal
sabuk rantai atau roda gigi yang dipasangkan pada poros
tersebut maka diperlukan perhitungan @aktor keamanan yang
diambil.
Tabe! 2." ,aktor$@aktor koreksi daya yang akan
ditransmisikan c.
#aya yang akan
ditransmisikan
c
#aya rata$rata yang
diperlukan
&7 F *
#aya maksimun yang
diperlukan
* F &
#aya normal *& F *9(ularso &&+1 ;).
Menurut ularso (&&+1 ;) untuk menentukan daya
ren!ana yang akan digunakan adalah dengan rumus1
Pd= c P (kW)
#imana 1Pd= #aya ren!ana
cG ,aktor Koreksi
PG #aya nominal out put dari Motor
0ika momen puntir disebut "uga sebagai ren!ana adalah T
(kg.mm) maka
Pd G(T /1000)(2 π n1/60)
102
ehingga1
T G %;+ D *&9 Pd
n1
Bila momen ren!ana 4 (kg.mm) dibebankan pada suatu diameter
poros ds (mm) maka tegangan geser H (kg.mm) yang ter"adi
H G
T
π d s3
/16=5,1T
d s3
.
*9
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 11/28
Menurut ularso (&&+1 7) tegangan geser yang dii"inkan Ha
(kgmm) untuk pemakaian umum pada poros dapat diperoleh
dengan berbagai !ara. #i dalam buku ini Ha dihitung atas dasar
batas kelelahan puntir yang besarnya diambil +&' dari batas
kelelahan tarik yang besarnya kira$kira +9' dari kekuatan tarik
σ B (kg mm). 0adi batas kelelahan puntir adalah *7' dari
kekuatan σ B, sesuai standar AM8. <ntuk harga *7' ini @aktor
keamanan diambil sebesar *& *7 G 9/. 3arga 9/ ini diambil
untuk bahan , dengan kekuatan yang di"amin dan /& untuk
bahan $: dengan penagaruh masa dan ba"a paduan. ,aktor ini
dinyatakan dengan S 1.
Poros "uga perlu ditin"au apakah diberi alur pasak atau
dibuat bertangga karena konsentrasi tegangan yang !ukup
besar serta pengaruh kekasaran "uga diperhatikan. Oleh karena
itu pengaruh$pengaruh tersebut dinyatakan dengan S 2 dengan
harga *- sampai -&.
Maka Ha dapat dihitung dengan 1
Ha G σ B (S 1 ! S 2 ).
#alam peren!anaan poros yang mengalami momen puntir
"uga harus ditin"au. ,aktor koreksi yang dian"urkan oleh AM8
"uga digunakan. ,aktor ini dinyatakan dengan " t dipilih sebesar
*& "ika beban dikenakan se!ara halus *&$*9 "ika sedikit ter"adi
ke"utan atau tumbukan dan *9$-& "ika beban dikenakan
dengan ke"utan atau tumbukan besar. 0ika dalam perkiraan akan
digunakan beban lentur maka dipertimbangkan pemakaian @aktor
#$ yang harganya antara * sampai - "ika diperkirakan tidak
ter"adi pembebanan maka #$ diambil G *&.
Menurut ularso (&&+1 7) untuk menghitung diameter
poros maka ds digunakan rumus 1
ds G 5,1
τ a K t C bT J*-
*/
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 12/28
#alam peren!aan mesin perontok dan pengayak padi ini
poros mengalami beban puntir dan mengalami tarikan tekanan
poros "uga akan diberi puli dan sabuk sebagai penhantarnya dan
pasak maka peren!anaan poros pada mesin perontok dan
pengayak padi menggunaan peren!anaan poros dengan beban
puntir.
". Pasa$
ularso (&&+1 -) Pasak adalah elemen mesin yang
dipakai untuk mengikat dan meneruskan momen torsi pada
bagian$bagian mesin seperti roda gigi spro!ket puli pada
poros. Pasak se!ara lurus digunakan dalam permesinan karena
pasak memiliki si@at$si@at antara lain bentuk yang sederhana
dapat diandalkan dan mudah digunakan (dipasang dan
dibongkar).
*. Ma!am$ma!am pasak
Pasak pada umumnya dapat digolongkan menurut
letaknya. Pasak pada poros antara lain dapat dibedakan
men"adi pasak pelana pasak rata pasak benam pasak
tembereng pasak "arum dan pasak singgung. <mumnya
penampang pasak berbentuk segi empat. #ari berbagai
bentuk pasak mesin pen!a!ah batang tanaman pisang ini
menggunakan pasak benam karena kuat dalam meneruskan
daya.
*;
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 13/28
Gambar 2.+ Ma!am$ma!am Pasak (ularso &&+1 +)
. 3al$hal penting dalam peren!anaan pasak
3al$hal yang harus diperhatikan dalam peren!anaan
pasak khususnya "enis pasak rata adalah1
a. ?aya tangensial (,t)
#ari Momen ren!ana pada poros 4 (Kgmm) dan diameter
poros ds (mm) maka gaya tangensial ,t (Kg) pada permukaan
poros. ularso (&&+1 9) dapat di!ari dengan rumus1
,tGT
(ds/2 ) (kg)
#imana1
4G Momen 4orsi 5en!ana (Kg.mm)
dsG #iameter Poros (mm)
b. 4egangan geser (Ha)
*7
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 14/28
Gambar 2., Pasak yang mengalami tegangan geser
Akibat dari gaya tangensial yang beker"a pada
penampang b D l (mm) maka tegangan geser Ha (Kgmm)
yang ditimbulkan. ularso (&&+1 9) untuk menentukan
tegangan geser pada pasak adalah dengan menggunakan
rumus1
HaG Ft
b .l ( Kg/mm ²)
#imana1
bG 6ebar Pasak (mm)
lG Pan"ang Pasak (mm)!.Pan"ang pasak
ularso (&&+1 9) dari tegangan yang dii"inkan Ha
(Kgmm) maka pan"ang pasak yang diperlukan dapat diperoleh
dengan rumus sebagai berikut1
Ha ≥ Ft b . l
(mm)
#imana 1
Lb G 4egangan 4arik@ k* G 3arga yang di ambil /@ k G untuk beban yang dikenakan perlahan$lahan * F
*9
untuk beban dengan tumbukan ringan *9 F -
*%
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 15/28
d. 4ekanan permukaan
ularso (&&+1 ;) <ntuk menghindari kerusakan bidang
samping pasak akibat tekanan bidang maka diperhitungkan
pula tekanan permukaan dalam satuan (Kgmm) sebagai
berikut1
PG F
i x (t 1ataut 2)( Kg /mm ²)
#imana1
t* G Kedalaman alur pasak pada poros (mm)
t G Kedalaman alur pasak pada na@ (mm)
#ari harga tekanan yang dii"inkan Pa sebesar 7 (Kgmm)
untuk poros diameter ke!il dan *& (Kgmm) untuk poros
diameter besar. ehingga pan"ang pasak yang ditentukan
dapat dihitung dengan rumus1
PG F
i x (t 1ataut 2)( Kg /mm ²)
#imana1
6G Pan"ang pasak antara &;9 F *9 mm dari diameter
poros (ds).
PaG 7 kgmm N untuk poros dengan diameter ke!il
(ds9&mm) danPaG *& kgmm N untuk diameter poros besar (ds9&mm)
&
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 16/28
Perlu diperhatikan bah=a lebar pasak hendaknya
antara 9' $-9' dari diameter poros dan pan"ang pasak
sebaiknya "angan terlalu pan"ang (antara &;9 F *9 ds).
*. Sabu$
abuk di gunakan untuk mentransmisikan tenaga dari satu
poros ke poros lain melalui puli yang berputar dengan ke!epatan
yang sama atau berbeda mulai dari putaran rendah putaran
sedang dan putaran tinggi.
abuk dibedakan men"adi tiga kelompok yaitu1
a. abuk rata
abuk ini biasanya digunakan untuk mentransmisikan daya
putaran mesin antar dua poros yang ber"arak *& meter
dengan perbandingan putaran ** sampai /*.
b. abuk dengan gigi
abuk ini biasanya digunakan untuk mentransmisikan daya
putaran mesin antar dua poros yang ber"arak meter dengan
perbandingan putaran ** sampai /*. abuk dengan gigi
digerakan dengan sproket.
!. abuk$2
abuk ini biasanya digunakan untuk mentransmisikan daya
putaran mesin antar dua poros yang ber"arak 9 meter dengan
perbandingan putaran ** sampai ;*.
ularso (&&+1 */-) abuk$2 adalah salah satu transmisi
penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang
trapesium. #alam penggunaannya sabuk$2 dibelitkan
mengelilingi alur puli yang berbentuk 2 pula. Bagian sabuk yang
membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar
bagian dalamnya akan bertambah besar. Pada sabuk$2 gaya
*
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 17/28
gesekan yang ter"adi akan bertambah besar karena pengaruh
bentuk ba"i sehingga memberikan keuntungan yaitu
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang
relati@ rendah.
Kurnia=an (&*&1 *-) keuntungan abuk$2 dibandingkan
sabuk datar diantaranya 1
*. #rive 2$belt memberikan kekompakan karena "arak antar
pusat puli$puli ke!il.
. lip antara sabuk diabaikan.
-. 6i@etime lebih lama - sampai 9 tahun.
+. #apat dengan mudah dibongkar pasang.
9. Pengoperasian sabuk dan puli halus.
/. 5asio ke!epatan tinggi.
;. #aya yang ditransmisikan oleh sabuk$2 lebih dari sabuk
datar untuk tegangan yang sama koe>sien gesekan busur
dari kontak dan dii"inkan oleh sabuk.
#alam peren!anaan mesin perontok dan pengayak padi
akan digunakan abuk$2 karena memiliki kelebihan antara lain
dapat ter"adi slip apabila beban berlebih (over load) sehingga
tidak mudah menyebabkan kerusakan pada motor dapat
meredam gon!angan atau getaran pada mesin dan dapat
dipergunakan untuk memutar poros yang digerakkan dalam dua
arah tanpa mengubah kedudukan motor penggerak.
ularso (&&+1 */-) #aya yang mampu ditranmisikan oleh
sabuk$2 adalah 9&& KQ dengan ke!epatan *&$& mdetik
bahkan men!apai ke!epatan 9 mdetik. abuk$2 dibuat dari
karet dengan penampang trapesium yang bagian dalamnya
terdapat tenunan teteron yang ber@ungsi untuk memba=a
tarikan yang besar. #isamping itu gaya gesek yang ter"adi antar
puli dengan sabuk "uga mempengaruhi kee@ekti@an transmisi
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 18/28
daya karena bila gesekan gaya besar maka kemungkinan slip
ke!il dan daya tidak banyak yang terbuang.
Gambar 2.- Bagian$Bagian abuk 2
#aya yang ditransmisikan oleh sabuk dipengaruhi oleh 1
• 4egangan sabuk.
• Ke!epatan putar
• udut kontak antar sabuk dengan puli yang ter"adi.
• Kondisi dimana sabuk digunakan.
ularso (&&+1 */+) <kuran dan bentuk dari penampang
sabuk$2 berdasarkan tipe$tipenya dapat dilihat diba=ah ini.
Gambar 2. <kuran abuk 2
0ika sudah ditentukan daya ren!ana dan putaran puli
penggerak maka tipe penampang sabuk$2 dapat diperoleh dari
-
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 19/28
?ambar diba=ah ini tentang diagram pemilihan sabuk. (ularso
&&+1 */+).
Gambar 2./ #iagram Pemilihan abuk 2
#iagram pada gambar A dan B menun"ukkan nomor$nomor
nominal dari sabuk standar utama. ?ambar : # dan 8
diperlihatkan pan"ang keliling sabuk standart utama yangdigunakan.
<kuran sabuk yang dibuat dan diperdagangkan memiliki
ukuran sabuk sebagaimana yang ter!antum pada sabuk tersebut
dalam bentuk kode atau simbol$simbol namun untuk pro>l dari
sabuk yang berhubungan dengan lebar sabuk sabuk$2 dapat
dilihat pada tabel berikut1
Tabe! 2.* <kuran Pan"ang abuk 2
omor ominal omor ominal omor ominal
(in!hi) (mm) (in!hi) (mm) (in!hi) (mm)
*& 9+ -& ;/ 9& *;&
** ;% -* ;7; 9* *%9
* -&9 - 7*- 9 *-*
*- --& -- 7-7 9- *-+/
*+ -9/ -+ 7/+ 9+ *-;
+
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 20/28
*9 -7* -9 77% 99 *-%;
*/ +&/ -/ %*+ 9/ *+
*; +- -; %+& 9; *++7
*7 +9; -7 %/9 97 *+;-
*% +7- -% %%* 9% *+%%
& 9&7 +& *&*/ /& *9+
* 9-- +* *&+* /* *9+%
99% + *&/; / *9;9
- 97+ +- *&% /- */&&
+ /*& ++ ***7 /+ *//
9 /-9 +9 **+- /9 */9*
/ //& +/ **/7 // */;/
; /7/ +; **%+ /; *;&
7 ;** +7 **% /7 *;;
% ;-; +% *+9 /% *;9-
(umber1 ularso &&+1 */7)
Perhitungan$perhitungan yang digunakan untukmeren!anakan sabuk$2 adalah sebagai berikut1
Menurut ularso (&&+1 //) untuk menghitung ke!epatan
linear sabuk$2 dapat dihitung dengan rumus1
*) Ke!epatan linier sabuk$2 (ms) adalah1
100060
1
x
nd v
p=
(ms)
#imana1
vG Ke!epatan linier sabuk 2 ( ms )
d p G #iameter puli penggerak (mm)
n1 G Putaran puli penggerak (rpm)
) Pan"ang sabuk yang dibutuhkan1
( ) ( ) 2
4
1
2
2 p p p p d D
C
Dd C L −+++= π
9
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 21/28
#imana 1
6G Pan"ang keliling sabuk (mm)
R G -.*+
:G 0arak sumbu poros (mm)
d p G #iameter puli ke!il (mm)
D p G #iameter puli besar (mm)
ularso (&&+1 *;&) dengan mengetahui pan"ang sabuk dari
perhitungan di atas maka "arak antara sumbu poros (:) dapat
dinyatakan sebagai berikut1
:G8
)(8 22
p p d Dbb −++
#imana1
bG 6 F -*+ (#p F dp)
bG 0ari$"ari puli besar (mm)
-) udut kontak yang ter"adi 1
Perbandingan reduksi yang besar dan sudut kontak yang
lebih ke!il dari *7& S adalah menurut perhitungan rumus
berikut1
C
d D p p )(57180
−
−=θ
(ularso &&+1 *;-)
#imana1
TG udut kontak (dera"at)
+) ularso (&&+1 *;*) 0ika koe>sien gesek nyata antara puli dan
sabuk adalah U maka1
θ µ e F
F =
2
1
#imana1
/
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 22/28
,*G ?aya tarik (kg)
,G ?aya tarik (kg)
eU T G Koe>sien gesek nyata (kg)
9) ularso (&&+1 *;-) #aya yang ditransmisikan tiap sabuk1
Po G Pd
N K θ
#imana1
PoG Kapasitas transmisi daya tiap sabuk (kQ)
PdG #aya ren!ana (kQ)
%G 0umlah sabuk
K θ G ,aktor koreksi
+. Pu!iPuli adalah suatu komponen mesin yang ber@ungsi sebagai
tempat dudukan sabuk (penggerak sabuk) untuk memindahkan
daya dan putaran. #iameter puli digunakan untuk alur sabuk
sedangkan diameter dalamnya digunakan untuk pemasangan
pada poros. Puli yang digunakan untuk penggerak ada dua
ma!am yaitu1
a. Puli #atar (&lat )
0enis puli ini kebanyakan terbuat dari besi tuang tetapi ada
"uga yang terbuat dari ba"a dan dalam bentuk yang barvariasi.
Gambar 2.10 Puli ,lat
b. Puli Mahkota (Puli'2)
Puli ini lebih e@ekti@ dari puli datar karena berbentuk$2
yang ditempati sabuknya lebih kuat sehingga slep yang dialami
;
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 23/28
relati@ lebih ke!il.
Puli yang di gunakan pada peran!angan mesin perontok
dan pengayak padi ini adalah puli Mahota (puli$2) karena sabuk
yang dipasangkan pada puli ini lebih kuat sehingga slep yang
dialami relati@ lebih ke!il.
Gambar 2.11 Puli$2
Alur 2 pada puli sebagai dudukan sabuk 2 harus diker"akan
dengan hati$hati pada mesin perkakas kebenaran bentuk serta
ukuran dari alur 2 serta ukuran diameter lubang harus tepat.
untuk puli yang menggunakan alur 2 lebih dari satu maka alur$
alur tersebut harus seragam sehingga masing$masing sabuk
akan beker"a se!ara merata. Kesalahan bentuk dari alur 2 pada
puli akan mengakibatkan penurunan umur pakai dari sabuk itu
sendiri serta akan mereduksi daya yang akan ditransmisikan.5umus untuk memilih puli yang sesuai adalah sebagai
berikut1
*) Khurmi (*%7&1 /9;) dalam lamet (&*+) 3ubungan antara
puli kesatu dan puli kedua
2* G 2
R.#*.n* G R.#.n
1
2
2
1
D
D
n
n=
#imana1
n* G Putaran puli * (rpm)
7
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 24/28
n G Putaran puli (rpm)
#*G #iameter puli * (mm)
#G #iameter puli (mm)
) #iameter lingkaran "arak bagi puli1
<ntuk puli ke!il1
dp G #iameter minimum (dari tabel) (ularso &&+1
*;;).
<ntuk puli besar1
#p G #iameter minimum V i (ratio perputaran puli)
-) #iameter luar puli1
<ntuk puli ke!il1
dk G #iameter minimum V V K
<ntuk puli besar1
#k G #iameter minimum V V K
+) ularso (&&+1 *;;) meren!anakan diameter na@ dapat
dihitung dengan !ara1
<ntuk puli ke!il1
dBG
103
51 +ds
<ntuk puli besar1
#BG
10
3
52 +ds
,. %anta!anularso (&&+1 *&-) menyimpulkan W Bantalan adalah
sebuah elemen mesin yang menumpu poros berbeban sehingga
putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung se!ara
halus aman dan memiliki umur yang pan"angX.
%
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 25/28
Bantalan dikembangkan dan digunakan untuk
meningkatkan kemampuan untuk menahan pergerakan dari
proses yang berputar dan "uga menahan beban. Pemakaian
bantalan harus memperhatikan @ungsi pokok bantalan sebagai
elemen yang menahan beban dan menerima si@at dinamis
sehingga pemilihan bantalan yang sesuai adalah mutlak
dilakuakan untuk men!egah ter"adinya kegagalan dalam
pengoperasian mesin tersebut.
Penggolongan bantalan se!ara garis besar menurut ularso
(&&+1 *&-) antara lain1
a. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros
*. Bantalan lun!ur
Bantalan lun!ur mampu menumpu poros berputaran tinggi
dengan beban yang besar. Bantalan ini memiliki konstruksi yang
sederhana dan dapat dibuat dan dipasang dengan mudah.
Bantalan lun!ur memerlukan momen a=al yang besar karena
gesekannya yang besar pada =aktu mulai "alan. Pelumasan pada
bantalan ini tidak begitu sederhana gesekan yang besar antara
poros dengan bantalan menimbulkan e@ek panas sehingga
memerlukan suatu pendinginan khusus seperti terlihat pada
gambar di ba=ah ini.
Gambar 2.12 Pelumasan Bantalan 6un!ur
. Bantalan gelinding
-&
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 26/28
Pada bantalan ini ter"adi gesekan gelinding antara bagian
yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding
seperti bola (peluru) rol "arum dan rol bulat. Bantalan gelinding
pada umumnya !o!ok untuk beban ke!il daripada bantalan
lun!ur tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran
pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentri@ugal yang timbul pada
elemen gelinding tersebut. Bantalan gelinding hanya dibuat oleh
pabrik$pabrik tertentu sa"a karena konstruksinya yang sukar dan
ketelitiannya yang tinggi. 3arganya pun pada umumnya relati@
lebih mahal "ika dibandingkan dengan bantalan lun!ur.
Bantalan gelinding diproduksi menurut standar dalam
berbagai ukuran dan bentuk hal ini dilakukan agar biaya
produksi men"adi lebih e@ekti@ serta memudahkan dalam
pemakaian bantalan tersebut. Keunggulan dari bantalan
gelinding yaitu gesekan yang ter"adi pada saat berputar sangat
rendah.
Pelumasannya pun sangat sederhana yaitu !ukup dengan
gemuk bahkan pada "enis bantalan gelinding yang memakai sil
sendiri tidak perlu pelumasan lagi. Meskipun ketelitiannya sangat
tinggi namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan
sangkar pada putaran yang tinggi bantalan ini agak gaduh "ika
dibandingkan dengan bantalan lun!ur. Pada peran!angan mesin
perontok dan pengayak padi ini menggunakan bantalan
gelinding.
-*
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 27/28
Gambar 2.1" Bantalan ?elinding
Perhitungan Beban dan <mur Bantalan ?elinding adalah
sebagai berikut.
• Beban 8kuivalen
Beban ekuivalen dinamis adalah suatu beban yang besarnya
sedemikian rupa hingga memberikan umur yang sama dengan
umur yang diberikan oleh beban dan kondisi putaran yang
sebenarnya.Misalnya sebuah bantalan memba=a beban radial ,r (kg)
dan beban aksial ,a (kg). Maka beban ekuivalen dinamis p (kg)
adalah sebagai berikut 1
- Bantalan 5adial
PrG C.2.,r Y Z@a (ularso &&+1 *-9).
- Bantalan Aksial
PG C.,r Y Z,a,aktor 2 G *& untuk pembebanan pada !in!in dalam yang
berputar dan 2 G * untuk pembebanan !i!in luar yang
berputar.
• <mur Bantalan
-
7/17/2019 02 BAB II Perancangan Mesin
http://slidepdf.com/reader/full/02-bab-ii-perancangan-mesin 28/28
<mur nominal bantalan (6) dapat ditentukan sebagai
berikut. 0ika : (kg) adalah beban nominal dinamis pada P (kg)
beban ekuivalen dinamis maka @aktor ke!epatan (@n) adalah 1
- Bantalan bola
3
1
3,33
=
n fn
(ularso &&+1 *-/).
- Bantalan rol
10
3
3,33
=
n fn
,aktor umur (@h) adalah 1
<ntuk bantalan rol dan bantalan bola P
C fn fh =
ehingga umur nominal bantalan (6h) adalah 1
- Bantalan bola
3500 fh Lh =
- Bantalan rol
3/103/10500
x fh Lh =
b. Berdasarkan arah beban terhadap poros
*. Bantalan radial bantalan ini memiliki
arah pembebanan yang tegak lurus dengan sumbu poros.
. Bantalan aksial bantalan ini memiliki
arah pembebanan yang se"a"ar dengan sumbu poros.
-. Bantalan gelinding khusus1 bantalan ini
memeliki arah pembebanan kombinasi atau gabungan daribantalan yang se"a"ar dan tegak lurus dengan sumbu
poros.
Bantalan yang digunakan untuk perontok dan pengayak
pada mesin perontok dan pengayak padi adalah bantalan
gelinding atau bantalan bola karena beban yang ter"adi pada
perontok dan pengayak adalah beban yang arahnya se"a"ar dan
tegak lurus sumbu poros.