3

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Kerja Pembersih Conveyor Table Top Chain

Pembersih conveyor ini mengunakan sikat roll atau roll brush yang di gerakan

mengunakan motor listrik yang di transmisikan oleh pully dan v-belt. Gesekan yang terjadi

antara sikat nylon dengan permukaan conveyor dapat membersihkan permukaan conveyor

dari debu dan kotoran yg lain.

2.2 Conveyor Table Top Chain

Conveyor table top chain biasanya digunakan pada industri rokok, pengemasan

minuman, otomotif atau industri-industri lainnya. matrial yg digunakan ada yang

menggunakan acetal dan ada yang menggunakan stainless steel jenisnya juga macam-

macam sesuai fungsional rekomendasi dari produsen.

Gambar 2.1 Table Top Chain Conveyor

4

4

2.3 Motor

Gambar 2.2 Motor Listrik

Motor listrik merupakan suatu peralatan listrik yang berfungsi mengubah 4nergy

listrik menjadi 4nergy mekanis. Berdasarkan input arus, motor listrik dibagi menjadi dua

jenis yaitu motor arus searah (AC) dan motor arus bolak-balik (DC). Motor listrik dapat

lagi dikategorikan menjadi berbagai jenis berdasarkan konstruksi dan mekanisme operasi,

dan pembagiannya dapat dilihat pada diagram 2.1

Diagram 2.1 Klasifikasi Jenis Motor Listrik

Motor listrik adalah komponen yang sangat penting dalam mesin yang digunakan

sebagai sumber tenaga. Motor listrik ini berfungsi untuk menggerakkan poros dan pulli

5

5

sehingga pisau perajang / pemotong dapat berputar. Besarnya daya motor listrik ini

dipengaruhi oleh besarnya daya pisau dan efisiensi total mesin, sehingga dapat dirumuskan

; ( Sularso,2004 )

𝑃𝑑𝑚 = (𝑃

𝜂𝑡 .𝑓𝑜)……………………………………………………………………..(1)

Dimana :

𝑃𝑑𝑚 : Daya mesin (kw)

P : Daya pisau (kw)

𝜂𝑡 : Efisiensi total mesin (%)

𝑓𝑜 :Faktor kelebihan beban

2.4 Pengelasan

2.4.1 Pengertian Pengelasan

Pengelasan merupakan penyambungan dua bahan atau lebih yang didasarkan pada

prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian bahan yang disambung.

Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat menahan kekuatan yang tinggi,

mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis. Namun kelemahan yang paling utama

adalah terjadinya perubahan struktur mikro bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan

sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas.

Perkembangan teknologi pengelasan logam memberikan kemudahan umat manusia

dalam menjalankan kehidupannya. Saat ini kemajuan ilmu pengethuan dibidang elektronik

melalui penelitian yang melihat karakteristik atom, mempunyai kontribusi yang sangat

besar terhadap penemuan material baru dan sekaligus bagaimanakah menyambungnya.

6

6

Jauh sebelumnya, penyambungan logam dilakukan dengan memanasi dua buah

logam dan menyatukannya secara bersama. Logam yang menyatu tersebut dikenal dengan

istilah fusion. Las listrik merupakan salah satu yang menggunakan prinsip tersebut.

Pada zaman sekarang pemanasan logam yang akan disambung berasal dari

pembakaran gas atau arus listrik. Beberapa gas dapat digunakan, tetapi yang sangat

popular adalah gas Acetylene yang lebih dikenal dengan gas Karbit. Selama pengelasan,

gas Acetylene dicampur dengan gas Oksigen murni. Kombinasi campuran gas tersebut

memproduksi panas yang paling tinggi diantara campuran gas lain.

Cara lain yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas adalah

arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui kabel ke sebuah

alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam batangan yang dapat

menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik dialirkan, elektroda disentuhkan ke

benda kerja dan kemudian ditarik ke belakang sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui

celah sempit antara ujung elektroda dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini

dinamakan busur (arc) yang dapat mencairkan logam.

Terkadang dua logam yang disambung dapat menyatu secara langsung, namun

terkadang masih diperlukan bahan tambahan lain agar deposit logam lasan terbentuk

dengan baik, bahan tersebut disebut bahan tambah (filler metal). Filler metal biasanya

berbentuk batangan, sehingga biasa dinamakan welding rod (Elektroda las). Pada proses

las, welding rod dibenamkan ke dalam cairan logam yang tertampung dalam suatu

cekungan yang disebut welding pool dan secara bersama-sama membentuk deposit logam

lasan, cara seperti ini dinamakan Las Listrik atau SMAW (Shielded metal Arch welding),

lihat gambar 1.

7

7

Gambar 2.3 Proses SMAW

Sebagian besar logam akan berkarat (korosi) ketika bersentuan dengan udara atau

uap air, sebagai contoh adalah logam besi mempunyai karat, dan alumunium mempunyai

lapisan putih di permukaannya. Pemanasan dapat mempercepat proses korosi tersebut. Jika

karat, kotoran, atau material lain ikut tercampur ke dalam cairan logam lasan dapat

menyebabkan kekeroposan deposit logam lasan yang terbentuk sehingga menyebabkan

cacat pada sambungan las.

2.4.2 Klasifikasi Proses Las

Sambungan las adalah ikatan dua buah logam atau lebih yang terjadi karena adanya

proses difusi dari logam tersebut. Proses difusi dalam sambungan las dapat dilakukan

dengan kondisi padat maupun cair. Dalam 7emperature las, kondisi padat disebut Solid

state welding (SSW) atau Presure welding dan kondisi cair disebut Liquid state welding

(LSW) atau Fusion welding.

8

8

Proses SSW biasanya dilakukan dengan tekanan sehingga proses ini disebut juga

Presure welding Presure welding. Proses SSW memiliki beberapa kelebihan, diantaranya

adalah dapat menyambung dua buah material atau lebih yang tidak sama, proses cepat,

presisi, dan 8emper tidak memiliki daerah terpengaruh panas (heat affected zone / HAZ).

Namun demikian SSW juga mempunyai kelemahan yaitu persiapan sambungan dan

prosesnya rumit, sehingga dibutuhkan ketelitihan sangat tinggi.

LSW merupakan proses las yang sangat 8empera di kalangan masyarakat kita,

sambungan las terjadi karena adanya pencairan ujung kedua material yang disambung.

Energi panas yang digunakan untuk mencairkan material berasal dari busur listrik, tahanan

listrik, pembakaran gas, dan juga beberapa cara lain diantaranya adalah sinar laser, sinar

electron, dan busur plasma. Penyambungan material dengan cara ini mempunyai

persyaratan material harus sama, karena untuk mendapatkan sambungan yang sempurna

suhu material harus sama, jika tidak proses penyambungan tidak akan terjadi. Kelebihan

metode pengelasan ini adalah proses dan persiapan sambungan tidak rumit, beaya murah,

pelaksanaannya mudah. Kelemahannya adalah memerlukan juru las yang terampil,

terjadinya HAZ yang menyebabkan perubahan sifat bahan, dan ada potensi kecelakaan dan

terganggunya kesehatan juru las.

Tabel 1 menunjukan berbagai macam proses las yang ditinjau dari kelompok SSW

dan LSW, disamping itu juga dilihat dari jenis sumber panas yang digunakan beserta kode

proses las berdasarkan standar ISO.

9

9

Tabel 2.1 Klasifikasi Proses Pengelasan Logam

2.4.3 Perubahan Sifat Logam Setelah Proses Las

Pencairan logam saat pengelasan menyebabkan adanya perubahan fasa logam dari

padat hingga mencair. Ketika logam cair mulai membeku akibat pendinginan cepat, maka

akan terjadi perubahan struktur mikro dalam deposit logam las dan logam dasar yang

terkena pengaruh panas (Heat affected zone/HAZ). Struktur mikro dalam logam lasan

biasanya berbentuk columnar, sedangkan pada daerah HAZ terdapat perubahan yang

sangat bervariasi. Sebagai contoh, pengelasan baja karbon tinggi sebelumnya berbentuk

pearlite, maka seelah pengelasan struktur mikronya tidak hanya pearlite, tetapi juga

10

10

terdapat bainite dan martensite (lihat Gambar 4). Perubahan ini mengakibatkan perubahan

pula sifat-sifat logam dari sebelumnya. Struktur mikro pearlite memiliki sifat liat dan tidak

keras, sebaliknya martensite mempunyai sifat keras dang etas. Biasanya keretakan

sambungan las bearsal dari struktur mikro ini.

Gambar 2 mendeskripsikan distribusi 10emperature pada logam dasar yang sangat

bervariasi telah menyebabkan berbagai macam perlakuan panas terhadap daerah HAZ

logam tersebut. Logam lasan mengalami pemanasan hingga termperatur 1500o C dan

daerah HAZ bervariasi mulai 200° C hingga 1100° C (lihat Gambar 3). Temperatur 1500°

C pada logam lasan menyebabkan pencairan dan ketika membeku membentk struktur

mikro columnar. Temperatur 200° C hingga 1100° C menyebabkan perubahan struktur

mikro pada logam dasar baik ukuran maupun bentuknya.

Gambar 2.4 Distribusi Tempratur Saat Pengelasan

Gambar 2.5 Perlakuan Panas Logam Las

11

11

2.5 Sikat roll (brush)

Sesuai namanya sikat berfungsi untuk membersihkan. Sikat rol digunakan untuk

penggosokan, pembersihan ban berjalan (conveyor belt), penggilingan & penghapusan

debu di kawasan wajah lebar dan aplikasi-aplikasi lain di lingkungan produksi. Kami

menyediakan pembuatan kustom mengikut panjang atau diameter yang anda perlukan. Ada

beberapa pilihan untuk konfigurasi sikat, tergantung pada aplikasi anda. Pola-

pola sikat yang paling umum digunakan adalah spiral (diagonal), paralel (mendatar) &

chevron (bentuk panah). Bahan pengisian dapat dibuat singkat untuk sikatan agresif &

keras atau panjang untuk sikatan lembut. Berbagai filamen tersedia, seperti pengisian alam

tampico, bulu hewan, dan kawat besi. Berikut adalah contoh brush roller nylon dan

spesifikasinya:

Gambar 2.6 Sepesifikasi Roller Brush

12

12

2.6 Poros

Poros merupakan elemen mesin yang berbentuk batang dan pada umumnya

berpenampang lingkaran, berfungsi memindahkan putaran atau mendukung suatu beban

dengan suatu atau tanpa meneruskan daya.

Hal-hal penting dalam merencanakan poros antara lain:

a. Kekuatan poros

Pada poros transmisi misalnya dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan

antara puntir dan lentur. Juga ada poros angmendapatkan beban tarik atau tekan, seperti

poros baling-baling kapal atau turbin. Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi

tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyai alur

pasak harus perhatikan. Jadi, sebuah poros harus direncanakan cukup kuat untuk menahan

beban-beban yang terjadi.

b. Kekakuan poros

Sebuah poros dengan kekuatan yang cukup jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu

besar dapat berakibat ketidaktelitian pada mesin perajang singkong atau getaran dan suara

pada reduser.

c. Putaran kritis

Bila putaran suau mesin dinaikkan maka pada suau harga putaran tertentu dapat terjadi

getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini terjadi pada

poros dan dapat mengakibakan kerusakan pada poros dan bagian-bagian yang lainnya.

Poros harus direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari pada

putaran kritisnya.

13

13

d. Korosi

Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi

kontak dengan fluida yang korosif. Demikian pula untuk poros-poros yang terancam

kavitas dan poros mesin yang sering berhenti lama.

e. Bahan poros

Bahan untuk poros mesin umum biasanya terbuat dari baja karbon konstruksi mesin,

sedangkan untuk pembuatan poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan

beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan

terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom, dan baja

khrom molybdenum.

Adapun penggolongannya dapat dilihat pada tabel 2.2

Table 2.2 Penggolongan bahan Poros (Sularso, 2004 : 4)

Standard dan

macam Lambang Perlakuan panas

Kekuatan tarik

(kg/mm2)

Keterangan

Baja karbon

konstruksi

mesin

S30C

S35C

S40C

Penormalan

“

“

48

52

55

14

14

(JIS G 4501) S45C

S50C

S55C

“

“

“

58

62

68

Batang baja

yang difinis

dingin

S35C-D

S45C-D

S55C-D

-

-

-

53

60

72

Ditarik dingin,

digerinda,

dibubut, atau

gabungan

antara hal-hal

tersebut

Tabel 2.3 Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinis dingin untuk

poros (Sularso, 2004 : 3)

Poros yang umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi, dan rantai akan

mendapatkan beban puntir dan lentur sehingga pada permukaan poros akan mengalami

tegangan geser (Sularso 2004: 17).

Perhitungan yang digunakan untuk merancang poros adalah ( Sularso, dan Kiyokatsu,

2004:7-23).

a. 𝑃𝑑 = 𝑓𝔠𝑃 (𝐾𝑊) ………………………………………………………… (2)

Dimana :

Pd : daya rencana (KW)

𝑓𝔠 : Faktor koreksi

P : daya motor listrik (KW)

b. 𝑇 = 9,74 × 105 𝑃𝑑

𝑛1 ………………………………………………………(3)

Dimana :

T : Momen Rencana (kg.mm)

15

15

n1 : putaran (Rpm)

c. 𝜏 = 𝑇

(𝜋𝑑𝑠3/16)

=5,1𝑇

𝑑𝑠3 ……………………………………………………….(4)

Dimana :

𝜏 : tegangan geser (kg/mm²)

𝑑𝑠 : diameter poros (mm)

d. 𝜏𝑎 = 𝜎𝐵/(𝑆𝑓1 × 𝑆𝑓2)……………………………………………………...(5)

Dimana :

𝜏𝑎 : Tegangan Geser yang diijinkan (kg/mm²)

𝜎𝐵 : Kekuatan tarik (kg/mm²)

𝑆𝑓1 : Safety faktor (Pengaruh massa)

𝑆𝑓2 : Safety faktor (Pengaruh alur pasak)

e. 𝑑𝑠 = 5,1

𝜏𝑎𝑘𝑡𝐶𝑏𝑇

1

3………………………………………………………….(6)

Dimana :

Kt : Faktor koreksi (Momen punter)

Cb : Faktor karena beban lentur

T : Momen rencana (Kg.mm)

Gambar 2.7 Poros

16

16

2.7 Pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian

mesin seperti roda gigi, sprocket, puli, kopling pada poros. Momen yang bekerja akan

diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros yang ditunjukkan pada gambar 12.

Pada umumnya pasak digolongkan atas beberapa macam, menurut letaknya pasak

dibedakan antara pasak pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung, yang

umumnya berpenampang segi empat. Disamping pasak di atas adapula pasak tembereng

dan pasak jarum. Untuk pasak biasanya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan tarik

lebih kuat dari pada porosnya. Kadang – kadang juga sengaja dipilih bahan yang lemah

untuk pasak , sehingga pasak akan lebih dahulu rusak dari pada poros atau naf nya. Ini

disebabkan harga pasak yang murah serta mudah menggantinya. Tekanan permukaan P

__./ 0 0 1_ dapat

dirumuskan ; (Sularso,2004 )

𝑃 =𝐹

𝑙×(𝑡1𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑡2) …………………………………………………………………..(7)

P = tekanan

F = gaya

t1 =kedalaman alur pasak pada poros

t2 = kedalaman alur pasak pada naf

17

17

Gambar 2.8 pasak

2.8 Pully

Pully adalah salah satu komponen mesin yang berfungsi sebagai penerus

penggerakyang ditransmisikan dari motor listrik melalui sabuk yang ditunjukkan pada

gambar 2.9. Tanpa pully komponen mesin (poros) tidak akan bergerak. Besarnya diameter

pully dapat dicari dengan menggunakan rumus : (Sularso,2004)

a. Perbandingan diameter dan kecepatan pully

𝑛1

𝑛2=

𝑑1

𝑑2……………………………………………………………………...(8)

b. Diameter luar pully (𝑑𝑘)

𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + (2 × 2,5)……………………………………………………….(9)

Gambar 2.9 Pully

18

18

2.9 Sabuk v belt

Sabuk adalah suatu komponen yang berfungsi untuk meneruskan daya dari motor

listrik ke poros yang akan digerakan. Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk

–V yang ditunjukkan pada gambar 15. Karena mudah penanganannya dan harganya

murah. Kecepatan sabuk-V direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan

maksimum sampai 25 (m/s). daya maksimum yang dapat ditransmisikan kuranglebih

sampai 500 (kW).

Sabuk-V terbagi atas beberapa bagian urutan dari A-E. sabuk-V jenis A adalah

sabuk yang memiliki putaran pully kecil antara 300-6000 rpm dan memiliki daya rencana

25 kW yang ditunjukkan pada gambar 11. Dari gambar 14 dapat disimpulakn bahwa

semakin ke atas urutan (A-E) maka semakin naik daya rencananya dan semakin turun

putaran pully kecilnya, sedangkan turun nilai urutan (E-A) maka semakin turun daya

rencananya dan semakin naik putaran pully kecilnya.

Sabuk –V terbuat dari karet yang mempunyai penampang trapesium. Tenunan

tetron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang

besar yang ditunjukkan pada gambar 16. Bagian yang sedang membelit pada pully ini

mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya

gesekan juga akan bertambah besar karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan

transmisi daya yang besar pada tegaangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah

satu keunggulan sabuk-V dibandingkan sabuk rata. (Sularso,2004)

Untuk menghitung kecepata sabuk menggunakan rumus :

𝑉 =𝜋 .𝑑1 .𝑛1

60.1000………………………………………………………………..(10)

19

19

Diagram 2.2 Diagram Pemilihan Sabuk-V 7

Gambar 2.10 Ukuran Penampang Sabuk-V8

Gambar 2.11 Kontruksi Sabuk-V

20

20

Keterangan ;

1. Terpal

2. Bagian penarik

3. Karet Pembungkus

4. Bantal karet

Pada saat sabuk berputar maka akan terjadi gaya tarik pada sisi sabuk, maka untuk

menghitung gaya tarik sabuk dapat digunakan rumus :

𝐹1 =𝑒𝜇𝜃

𝑒𝜇𝜃 −1× 𝐹𝑒…………………………………………………….………(11)

Dimana :

e : 2.718 (merupakan bilangan natural)

θ : Sudut kontakantara sabuk dengan pully (radian)

µ : koefisien gesek bahan, diambil koefisien gesek = 0.25

2.10 Bantalan

2.10.1 Bantalan Bearing

Bantalan adalah elemen mesin yang mampu menumpu poros berbeban , sehingga

putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman ,dan panjang

umur yang ditunjukkan pada gambar 10. 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 menurun atau tidak dapat bekerja secara

semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi

pada gedung .

21

21

Gambar 2.12 Bantalan / Bearing

Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros maka bantalan dapat diklasifikasikan

sebagai berikut :

Berdasarkan atas dasar gerakan bantalan terhadap poros

a. Bantalan luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan antara poros dan bantalan karena permukaan

poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas.

b. Bantalan gelinding.

Pada bantalan ini terjadi gerakan gelinding antara bagian yang berputar dengan

yang diam melaluai elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan

rol bulat.

Berdasarkan atas dasar arah beban terhadap poros

a. Bantalan radial

Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.

b. Bantalan axial

Arah beban bantalan ini adalah sejajar dengan sumbu poros.

c. Bantalan gelinding khusus

Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu

poros.

22

22

Perbandingan antara bantalan luncur dan bantalan gelinding.

2.10.2 Bantalan luncur

Keunggulan

a. Mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban besar. Kontruksi

sederhana dan dapat dipasang dengan mudah.

b. Mampu meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara.

Kekurangan

a. Memerlukan momen awal yang besar.

b. Pelumasan bantalan tidak sederhana.

c. Tingkat ketelitian tidak tinggi jika dibandingkan bantalan gelinding

2.10.3 Bantalan gelinding

Keunggulan

a. Tingkat gesekan rendah.

b. Pelumasan sederhana.

c. Tingkat ketelitian tinggi.

Kekurangan

a. Putaran bantalan dibatasi oleh gaya sentrifugal

b. Kontruksinya sukar ,sehingga hanya pabrik - parik tertentu yang dapat

memproduksinya.

c. Cocok untuk beban kecil dari pada bantalan luncur

23

23

2.11 Rangka baja

Baja merupakan bahan campuran dari besi (Fe), 1,7% karbon (C), 0,6% silikon

(Si), 1,65% mangan (Mn), dan 0,6% tembaga (Cu). Menurut Salmon dan Johnson (1992)

baja untuk struktur dengan tempa panas dapat diklasifikasikan menjadi baja karbon

(carbon steel), baja paduan rendah berkekuatan tinggi (high strenght low alloy steel), dan

baja paduan (alloy steel). Baja karbon sendiri dapat diklasifikasikan menjadi 4 kategori

berdasarkan persentase kandungan karbonnya,

yaitu :

a. Baja karbon rendah, memiliki kandungan karbon kurang dari 0,15%

b. Baja karbon lunak, memiliki kandungan karbon 0,15% - 0,29%

c. Baja karbon sedang, memiliki kandungan karbon 0,30 - 0,59%

d. Baja karbon tinggi, memiliki kandungan karbon 0,60 - 1,70%.

Berdasarkan SNI 03-1729-2002, mutu material baja diklasifikasikan menjadi 5

kelas mutu, berdasarkan tegangan leleh (fy) dan tegangan putusnya (fu), sebagai berikut :

Tabel 2.3 Sifat Mekanis Baja

Jenis Baja

Tegangan Putus Minimum

fu (MPa)

Tegangan Leleh

Minimum

fu (MPa)

Regangan

Minimum

(%)

BJ 34 340 210 22

BJ 37 370 240 20

BJ 41 410 250 18

BJ 50 500 290 16

BJ 55 550 410 13

24

24