BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN - UPNVJ

17

BAB IV

PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN

4.1 Pemilihan Bahan Rangka

Rangka merupakan suatu komponen yang sangat vital pada mesin pencacah plastik, hal

ini dikarenakan rangka merupakan penopang semua komponen yang ada.

Gambar 4.1 Profil Bahan Rangka Tipe L

Berdasarkan pernyataan tersebut maka bahan dasar rangka menggunakan bahan

mild steel profil L dengan ukursn 40 x 40 x 3 mm. Untuk mengetahui tegangan tarik dari

rangka tersebut dapat dilakukan uji kekerasan, sistem uji Universal Hardness Tester

Indentor yang digunakan adalah bola baja dengan diameter 5 mm dan beban penekanan

pada alat uji yaitu 250 kg (2452 N).

Tabel 4.1 Harga hasil uji kekerasan brinell pada bahan profil siku

No

Bahan Diameter

indentasi

(mm)

Harga

kekerasan

brinell

(kg/mm2)

Rata-rata

(kg/mm2)

1 Profil siku 1,5 138,466

139,61 2 Profil siku 1,4 159,236

3 Profil siku 1,6 121,132

UPN "VETERAN" JAKARTA

18

Dari rata-rata harga kekerasan brinell tersebut untuk memperoleh jenis bahan

rangka tersebut dapat menggunakan rumus berikut ini sehingga didapatkan kekuatan tarik

dari bahan ranka tersebut, (calister, 1997).

Maka kekuatan tarik darii bahan rangka adalah:

⁄

⁄

Dari hasil uji bahan rangka diatas, maka dapat diketahui bahwa menurut tabel

DIN17100 bahan rangka tersebut tergolong dalam ST 42 dengan kekuatan tarik sebesar

48,16 kg/mm2.

4.2 Perencanaan kecepatan Putaran Mesin

Direncanakan untuk mencetak 1 Kg plastik diasumsikan memerlukan sekitar 300

kali putaran dan direncanakan hanya menggunakan single screw extruder, target

kapasitas sebanyak 100 Kg/jam maka untuk menghitung kecepatan putaran mesin yang

dibutuhkan adalah:

Jadi kecepatan putaran mesin yang dibutuhkan adalah 500 rpm.

4.3 Perencanaan Daya Penggerak

Untuk menghitung daya penggerak yang dibutuhkan maka langkah petama yaitu

menghitung gaya yang bekerja pada mesin pencacah plastik dan torsi yang bekerja pada

mesin pencacah plastik.

Menghitung gaya yang bekerja :


19

Menghitung torsi yang bekerja :

Menghitung daya penggerak yang dibutuhkan :

Jadi, daya penggerak yang dibutuhkan adalah 1,846 Kw atau 2 HP.

4.4 Perhitungan Daya Rencana Motor

Sebelum perhitungan daya rencana dilakukan maka data yang diperlukan

sebagai berikut:

P = 1,537 Kw/2 HP

n= 1200 RPM

Daya yang akan ditransmisikan

Daya rata-rata yang diperlukan

Daya maksimum yang diperoleh

Daya normal

1,2-2,0

0,8-1,2

1,0-1,5

Tabel 4.4 Faktor koreksi Daya

Daya input yang diasumsikan untuk daya motor sebesar 1,846 Kw dan

faktor koreksi yang diambil adalah 1,0. Adapun persamaan untuk mencari daya

rencana motor.

Diketahui :

=

1,846 Kw

Jadi, daya rencana motor yang digunakan sebesar 1,846 Kw atau 2 HP.


20

4.4.1 Perhitungan Momen Puntir Rencana

Data yang diperoleh untuk daya rencana motor sebesar 1,846 Kw dan

kecepatan putar motor 1200 rpm. Adapun persamaan untuk mencari momen

puntir rencana.

Diketahui :

Jadi, momen puntir yang digunakan sebesar 1498 Kg,mm.

4.5 Perhitungan Poros

Data yang diproleh untuk perencaan poros menggunakan bahan baja

karbon tipe

S45C-D dengan kekuatan tarik sebesar 53 ⁄ Faktor keamaan 1 adalah

6,0 faktor keamanan 2 ada 2,5. Adapun faktor koreksi momen puntir adalah 3,5

dan faktor lenturan 3,0.

Keterangan :

⁄

4.5.1 Perhitungan Tegangan Geser Poros Yang di Izinkan

Data yang diperoleh untuk kekuatan tarik sebesar 53 ⁄ , faktor

keamanan 1 adalah 6,0 faktor keamanan 2 adalah 2,5. Adapun persamaan untuk

mencari tegangan geser poros yang diizinkan.

Diketahui:

( )

( )

2

Jadi, tegangan geser poros yang diizinkan sebesar 3,5 Kg/mm2.


21

4.5.2 Perhitungan Diameter Poros

Data yang diperoleh untuk tegangan geser poros yang diizinkan sebesar 4

Kg/mm2, momen puntir rencana sebesar 1453,2 Kg.mm, faktor koreksi momen

puntir adalah 3,0 dan faktor lenturan adalah 2,3. Adapun persamaan untuk

mencari diameter poros.

Diketahui:

[

]

[

]

[

]

Jadi, diameter poros yang digunakan sebesar 16 mm.

4.6 Perhitungan Pasak

Data yang diperoleh untuk perencanaan pasak menggunakan bahan pasak

tipe S55C-D dengan kekuatan tarik 60 Kg/mm2 dengan faktor kemanan 1 adalah

6 dan faktor keamanan 2 adalah 3. Penampang pasak yang digunakan berukuran

4x4 dengan kedalaman alur pasak 1 sebesar 2,5 mm dan kedalaman alur pasak 2

sebesar 1,8 mm.

Keterangan:

2

Penampang pasak 4x4


22

4.6.1 Perhitungan Gaya Tangensial Pasak

Data yang diperoleh untuk momen puntir sebesar 1498 Kg.mm dan

diameter poros sebesar 16 mm. Adapun persamaan untuk mencari gaya tangensial

pasak.

Diketahui:

⁄

⁄


23

4.6.2 Perhitungan Tegangan Geser Pasak yang Di Izinkan

Data yang diperoleh untuk gaya tangensial sebesar 187,2 Kg dengan lebar

pasak 4 mm dan panjang pasak 8 mm. Adapun persamaan untuk mencari

tegangan geser pasak yang diizinkan.

Diketahui:

⁄

⁄

⁄

Jadi, tegangan geser yang diizinkan adalah 3,3 Kg/mm2 dan tekanan permukaan

pasak yang diizinkan adalah 8 Kg/mm2.

4.6.3 Perhitungan Panjang Pasak Dari Tegangan Geser Dan Tekanan

Permukaan Pasak

Data yang diperlukan untuk gaya tangensial pasak sebesar 187,2 Kg dan

tegangan pasak yg diizinkan adalah ⁄ dengan lebar pasak 4 mm dan

kedalaman alur pasak 2 sebesar 1,2 mm. Adapun persamaan untuk mencari

panjang pasak dari tegangan geser dan tekanan permukaan pasak.

Diketahui:

Panjang pasak dari tegangan geser yang diizinkan

⁄

⁄

⁄


24

Panjang pasak dari tekanan permukaan:

⁄

⁄

⁄

Panjang pasak keseluruhan:

Jadi, panjang pasak yang dibutuhkan adalah 21,06 mm.

4.7 Perhitungan Sabuk V-Belt dan Pully

Dalam perencanaan sabuk v-belt dan pulley pemilihan sabuk v yang tepat

sangat diperlukan. Berdasarkan data daya rencana dan putaran poros penggerak

yang digunakan, maka sabuk v yang sesuai adalah tipe A dengan diameter

nominal pulley penggerak yang dianjurkan 95 mm.

Keterangan:

Sabuk V : tipe A


25

4.7.1 Perhitungan Diameter Minimal Pulley yang Digerakkan

Data yang digunakan untuk diameter pulley penggerak adalah 95 mm dengan

kecepatan putaran penggerak 1200 rpm dan kecepatan putaran yang digerakkan

600 rpm. Maka untuk menghitung diameter pulley yang digerakkan adalah:

Jadi, diameter minimal pulley yang digerakkan adalah 95 mm.

4.7.2 Perhitungan Kecepatan Sabuk V-Belt

Data yang diperoleh untuk diameter minimal pully penggerak sebesar 95

mm dengan putaran poros penggerak 1200 RPM. Adapun persamaan untuk

mencari kecepatan sabuk v-belt.

ν=

ν =

ν =

ν = 4,9 m/s

jadi kecepatan sabuk v-belt sebesar 4,9 m/s.


26

4.7.3 Perhitungan panjang keliling sabuk V-Belt

Data yang diperlukan untuk diameter minimal pully penggerak sebesar 95

mm dan diameter minimal pully yang digerakkan sebesar 190 mm. Adapun

persamaan untuk mencari panjang keliling sabuk v-belt.

Diketahui :

L =

( )

( )

L =

( )

( )

L = ( )

( )

L = 600 + 447,45 +

L = 1047,45 + 7,52

L = 1054,97 mm

Jadi, panjang keliling sabuk v-belt sebesar 1054,97 mm dan nomer nominal sabuk

v adalah 36, panjang keliling standar sabuk v-belt sebesar 914 mm.


27

4.7.4 Perhitungan Jarak Sumbu Poros

Data yang digunakan panjang keliling sabuk adalah 914 mm dengan

diameter pulley penggerak 95 mm dan diameter pulley yang digerakkan 190 mm.

Maka untuk menghitung jarak sumbu poros adalah:

b – ( )

b = ( )

b = ( )

b =

b = 933,1 mm

C = √ ( )

C = √ ( )

C = √ ( )

C = √ ( )

C = √

C = √

C =

C =

C =

Jadi, jarak sumbu poros sebesar 235,1 mm.


28

4.8 Perencanaan Bantalan

Dalam perencanaan bantalan menggunakan bahan perunggu dengan

tekanan maksimum yang diijinkan adalah 0,7-2,0 Kg/mm2 dan mesin pompa dan

kompresor torak dengan tekanan maksimum yang diijinkan adalah 0,2 Kg/mm2

dengan tekanan kecepatan maksimum yang diijinkan adalah 0,2-0,3 Kg/mm2 m/s.

Keterangan:

Bahan perunggu

⁄

Mesin pompa dan kompresor torak

⁄

⁄

4.8.1 Perhitungan Perbandingan Lebar/Diameter Standar Bantalan

Data yang diperoleh untuk tegangan geser poros sebesar 3,5 kg/mm2 dan

tekanan maksimum dari mesin pompa dan kompresor torak sebesar 0,2 kg/mm2.

Adapun persamaan untuk mencari perbandingan lebar diameter bantalan.

Diketahui:

√

√

√

√

Jadi perbandingan lebar/diameter bantalan sebesar 1,8 kg/mm2

4.8.2 Perhitungan Panjang Bantalan

Data yang diperlukan untuk beban bantalan 70 kg dengan diameter poros

16 mm. Adapun persamaan untuk mencari panjang bantalan.

Diketahui:

Jadi, panjang bantalan sebesar 32 mm.


29

4.8.3 Perhitungan Tekanan Permukaan Bantalan

Data yang diperlukan untuk beban bantalan 70 kg dengan diameter 16 mm

dan panjang bantalan 32 mm. Adapun persamaan untuk mencari tekanan

permukaan bantalan.

Diketahui:

Jadi, tekanan permukaan bantalan sebesar 0,13 kg/mm2

4.8.4 Perhitungan Kecepatan Poros

Data yang diperlukan untuk diameter poros sebesar 16 mm dan kecepatan

putar motor 1200 RPM. Adapun persamaan untuk mencari kecepatan keliling

poros.

Diketahui:

4.8.5 Perhitungan Harga Tekanan kecepacatan Bantalan

Data yang diperlukan untuk tekanan permukaan bantalan sebesar 0,13

kg/mm2 dan kecepatan keliling poros sebesar 1 m/s. Adapun persamaan untuk

mencari harga tekanan kecepatan bantalan.

Diketahui:

⁄ ⁄

⁄


30

4.9 Mekanisme Kerja mesin Pencacah

Saat plastik dimasukkan ke dalam hoper , maka poros yang digerakkan

oleh pully akan menarik plastik sehingga plastik akan masuk kedalam mesin

pencacah, disaat itu masuk maka pisau yang berputar cepat akan memotong

plastik-plastik sehingga plastik akan terpotong potong menjadi bagian yang kecil-

kecil.

Untuk memasukkan plastik kedalam hoper hanya didorong oleh tangan,

sehingga saat plastik-plastik ini akan langsung terpotong.

plastik yang dimasukkan kedalam mesin pencacah ini akan dicacah

menggunakan banyak pisau yang digerakan oleh pully yang dibantu dengan v belt

dan diputar oleh motong dengan kpasitas 2 hp. Sehingga plastik terpotong

menjadi bagian yang kecil-kecil dan bisa diolah kembali menjadi hasil yang lebih

bermanfaat.

Gambar 4.9 Mesin pencacah plastik

Spesifikasi mesin pencacah plastik 70 kg/jam :

1. Dimensi : 90 cm x 40 cm x 65 cm.

2. ada 6 buah 2 buah pisau diam dan 4 buah pisau gerak.

3. Ketebalan pisau 20 mm.

4. 2 buah pully

5. Ketebalan Rangka 12 mm.


31

19.59 cm

88.50 cm

64.65 cm

25.92 cm

50 cm

40 cm


BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN - UPNVJ

Documents

Transcript of BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN - UPNVJ