5

BAB II

TUJUAN PUSTAKA

2.1 MESIN CRUSHER LIMBAH KAYU

Mesin crusher limbah kayu adalah suatu alat yang digunakan untuk

menghacurkan sisa-sisa limbah potongan kayu yang masih berupa potongan-

potongan kasar yang sudah tidak digunakan lagi, mesin crusher limbah kayu ini

digunakan untuk menghancurkan limbah sisa-sisa potongan kayu tersebut menjadi

serpihan-serpihan serbuk kayu untuk bahan dasar particle board. Selain itu, mesin

crusher limbah kayu ini sangat membantu bagi mereka yang menjalankan bisnis

daur ulang kayu.

Mesin crusher limbah kayu ini dapat menggunakan 3 jenis motor, yaitu

motor listrik, bensin dan solar. Cara kerja mesin crusher limbah kayu ini simpel

dan sederhana, dalam mesin crusher limbah kayu ini terdapat sebuah disk atau

piringan yang menjadi tempat menempelnya pisau. Mesin ini menggunakan 4 buah

pisau dan pisau-pisau ini yang nantinya akan menghancurkan potongan limbah

kayu yang dimasukan kedalam hoper, setelah limbah kayu sudah menjadi serpihan

maka akan langsung jatuh kebawah tanpa melalui tahap apapun.

2.2 CARA KERJA MESIN CRUSHER LIMBAH KAYU

Dalam proses rancang bangun mesin crusher limbah kayu ini menggunakan

motor bensin. Dengan adanya daya yang dikeluarkan oleh motor penggerak itulah

yang akan memutar piringan pisau melalui puli 1 dan ditransmisikan menggunakan

v-belt ke puli 2. Kemudian, jika mesin crusher sudah menyala, maka piringan pisau

6

akan berputar dan dimulailah pencacahan limbah kayu tersebut. Proses detailnya

adalah dengan cara memasukan limbah kayu kedalam hoper, setelah limbah kayu

dimasukan kedalam hoper maka disitulah pisau akan mencacahnya dan hasil

pencacahan akan keluar melalui lubang buang dalam bentuk serpihan-serpihan

kecil. (Mesinsakti.blogspot.co.id)

2.3 KOMPONEN UTAMA MESIN CRUSHER LIMBAH KAYU

2.3.1 Rangka

Rangka berfungsi untuk menjadi dudukan atau penompang mesin,

maka dari itu pemilihan jenis material rangka sangat diperlukan agar

dapat menompang mesin dengan sempurna.

Bahan rangka atau kontruksi menggunakan perpaduan antara UNP

dan besi profil-U, besar kecilnya bahan rangka mengikuti kapasitas

mesin semakin besar ukuran kapasitas mesin semakain besar pula bahan

rangka yang digunakan, begitu juga dengan sebaliknya.

Gambar 2.1 Bentuk Rangka

7

2.3.2 Motor Bensin

Motor bensin merupakan suatu alat yang berfungsi sebagai sumber

penggerak yang menghasilkan putaran, dimana bahan bakar bensin

diubah menjadi energi kinetik.

Gambar 2.2 : Motor Penggerak

Untuk menghitung daya motor terlebih dahulu mendefinisikan daya

yaitu:

Daya = 𝑢𝑠𝑎ℎ𝑎 𝑘𝑒𝑟𝑗𝑎

𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢

Daya motor (P) dihitung dengan :

P = T + ω atau P = T . 2.𝜋.𝑛

60 (R.S.Khurmi, 1980: 2)

8

Dimana :

P = Daya yang diperlukan (kW)

T = Torsi (N.m)

ω = Kecepatan sudut (rad/s)

n = Putaran motor (rpm)

2.3.3 Sabuk Dan Puli

Belt atau sabuk digunakan untuk meneruskan tenaga dari satu poros

ke poros yang lain melalui puli yang berputar pada putaran yang sama

atau pada putaran yang berbeda.

Menurut Sularso dan Kiyokatsu suga, 1991, transmisi dengan

elemen yang luas dapat di golongkan atas transmisi belt, transmisi belt

dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :

1. Flat belt, sering dipasang pada puli silinder dan meneruskan

momen antara dua poros yang jaraknya mencapai 10 meter

dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1.

2. V belt, sering dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan

momen antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 5 meter

degan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 7/1.

3. Belt dengan gigi, yang digunakan dengan sprocket dengan jarak

pusat mencapai 2 meter, dan meneruskan putaran secara tepat

dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1.

9

Dari ketiga jenis transmisi belt diatas pada rancang bangun ini di

gunakan transmisi V belt karena rasio kecepatannya besar, pemakaiannya

lebih lama, mudah memasang dan melepaskannya, tidak berisik, dan belt

ini paling baik pada kecepatan putar antara 1500-1600 rpm.

Gambar 2.3 : Konstruksi Sabuk – V dan Ukuran Penampang Sabuk - V

(Sumber : Sularso dan Kiyokatsu Suga : 2002,164)

Ada beberapa kelemahan dan kelebihan sabuk V (V belt)

• Kelebihan V-Belt

1. V-belt lebih kompak

2. Slip lebih kecil dibanding flat belt

3. Oprasi lebih tenang

4. Mampu meredam kejutan saat start

5. Putaran poros dapat berputar secara dua arah

10

• Kekurangan V-Belt

1. Tidak dapat digunakan untuk jarak poros yang panjang

2. Umur lebih pendek

3. Kontruksi puli lebih kompleks dibanding puli untik flat

belt

Perhitungan yang digunakan untuk sabuk - V dan puli antara lain :

a. Daya sabuk – V dapat menggunakan persamaan (Pd) :

Pd = P. fc (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:7)

Dimana :

Pd = Daya yang direncanakan (kW)

P = Daya yang diperlukan (kW)

fc = Faktor koreksi

b. Momen sabuk – V dapat menggunakan persamaan (T) :

T = 9,74 x 105𝑃𝑑

𝑛1 (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:166)

Dimana :

T = Momen puntir / torsi (kg.mm)

Pd = Daya yang direncanakan (kW)

n1 = Kecepatan putaran pada poros (rpm)

11

c. Diameter Puli dapat menggunakan persamaan :

𝑁1

𝑁2 =

𝐷𝑝

𝑑𝑝 (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:166)

Dimana :

N1 = Putaran poros penggerak (rpm)

N2 = Putaran poros yang digerakkan (rpm)

dp = Diameter puli penggerak (mm)

Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)

d. Kecepatan sabuk dapat menggunakan persamaan :

V = 𝜋.𝑑𝑝.𝑛𝑝

60x1000 (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:170)

Dimana :

dp = Diameter puli penggerak (mm)

Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)

np = Putaran motor (rpm)

V = Kecepatan sabuk (m/s)

e. Panjang Keliling sabuk – V dapat meggunakan persamaan (L) :

L = 2C + 𝜋

2( dp + Dp) +

1

4𝐶(Dp – dp)

2

(Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:107)

12

Dimana :

dp = Diameter puli penggerak (mm)

Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)

L = Panjang keliling sabuk (mm)

C = Jarak sumbu poros (mm)

f. Jarak sumbu poros puli penggerak dapat menggunakan

persamaan (C) :

b = (2 x L) – 3,14(dp + Dp)

C = 𝑏+ √𝑏2−8(𝐷𝑝+𝑑𝑝)2

8 (Sularso dan Kiyokatsu

Suga,2002:17)

Dimana :

dp = diameter puli penggerak (mm)

Dp = diameter puli yang digerakkan (mm)

L = Panjang keliling sabuk (mm)

C = Jarak sumbu poros (mm)

13

g. Sudut kontak pada puli penggerak dapat menggunakan

persamaan (θ) :

b = 1800 - 57(𝐷𝑝−𝑑𝑝)

𝐶

Faktor koreksi (Kθ) = 0,99

(Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:173)

Dimana :

dp = Diameter puli penggerak (mm)

Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)

L = Panjang keliling sabuk (mm)

C = Jarak sumbu poros (mm)

𝜃 = Sudut kontak

2.3.4 Bantalan Atau Bearing

Bantalan adalah elemen mesin yang mampu menumpu poros beban

sehingga putaran atau gesekan 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 sistem

akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya.

Menurut Sularso dan kiyokatsu suga, 1991, bantalan dapat

diklasifikasikan sebai berikut :

14

1. Bantalan luncur, pada bantalan luncur ini terjadi gesekan luncur

antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh

permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas.

2. Bantalan gelinding, pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding

antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen

gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat.

Berdasarkan uraian diatas, pada rancang bangun ini menggunakan bantalan

luncur.

• Bantalan Luncur

Gambar 2.4 : Macam – Macam Bantalan Luncur

Sumber : Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin hal. 104

Menurut Sularso dan Kiyokatsu suga, 1991, bahan untuk bantalan

harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1. Mempunai kekuatan yang cukup (tahan beban dan

kelemahan)

15

2. Dapat menyesuaikan diti terhadap lenturan poros yang tidak

terlalu besar atau terhadap perubahan bentuk yang kecil.

3. Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel) terhadap

poros jika terjadi kontak dan gesekan antara logam dan

logam.

4. Sangat tahan karat.

5. Cukup tahan aus.

6. Dapat membenamkan partikel kecil dari abu, pasir, tanpa

meninggalkan bekas.

7. Biaya tidak terlalu besar.

8. Tidak terlalu terpengaruh oleh temperatur.

2.3.5 Pisau

Pisau crusher ini suatu komponen yang memiliki disen yang khusus

untuk mencacah atau menghancurkan, maka dari itu perlu

dipertimbangkan selain ketajamannya juga harus dipertimbangkan

keuletannya. Pada rancang bangun ini pisau akan menggunankan

material baja khusus yang jenisnya HSS, selain ulet akan tetapi masih

mempunya tingkat ketajaman untuk mencacah.

Gambar 2.5 Pisau Pencacah

16

2.3.6 Menentukan Daya Motor

Pada mesin penghancur limbah kayu ini menggunakan sistem

potong. Dalam menentukan daya motor mesin penghancur ini dapat

dihitung berdasarkan diameter lintasan potong penghancur. Gaya potong

yang dapat menghancurkan material kayu, momen potong dan putaran

penggiling. Gaya yang digunakan untuk memotong kayu dapat dihitung

dengan persamaan berikut.

a. Gaya Potong pada kayu dapat menggunakan persamaan (Fp):

Fp = σa . Ap (kg)

Dimana : σa = Tegangan Geser (kg/mm2)

Ap = Luas Penampang Pisau (mm2)

b. Kecepatan Makan pada mesin penghancur kayu dapat menggunakan

persamaan (Vs):

Vf = 𝑍.1000

𝑎.𝑊𝑏 (cm3/menit) (Taufiq Rochim,1985:21)

Dimana :

a = Celah antar pisau (mm)

Wb = Panjang Pisau Potong (mm)

17

e. Momen yang terjadi pada mesin penghancur kayu (T)

T = Fp x r (kg.m) (Sularso,1991:45)

Dimana :

T = Momen yang terjadi (kg)

Fp = Gaya Potong yang Terjadi (kg)

r = Jari – jari Lintasan potong (mm)

c. Daya Motor yang dibutuhkan pada mesin penghancur kayu (P):

P = T x ω (Kw) (Sularso,1991:49)

Dimana :

P = Daya yang Dibutuhkan (Kw)

T = Momen yang Terjadi (kg)

ω = Kecepatan Sudut = 2𝜋𝑛

60 (rad/detik)

n = Putaran (rpm)

18