BAB II

BAB II

DASAR TEORISingkong merupakan tanaman umbi-umbian yang buahnya biasa digunakan untuk membuat berbagai jenis makanan tradisional. Makanan tradisional yang dapat dibuat dengan menggunakan bahan utama yang berasal dari singkong anatara lain; getuk, gaplek, oyek, tiwul, kerupuk dan lain sebagainya. Selain sebagai bahan makanan tradisional, dewasa ini singkong telah banyak digunakan untuk membuat berbagai jenis roti yang termasuk jenis makanan moderen yang dapat meningkatkan harga jualnya.Sebelum diolah menjadi berbagai jenis roti, singkong terlebih dahulu diolah menjadi tepung tapioka. Tepung tapioka sendiri dibuat dengan cara : (a) singkong diparut terlebih dahulu, (b) kemudian hasil parutan tersebut diperas dengan ditambahkan sedikit air, (c) hasil perasan tersebut kemudian diendapkan, (d) tahap terakhir adalah proses pengeringan dari endapan yang telah dihasilkan. Endapan yang sudah kering tersebut dinamakan tepung tapioka.

Proses pemarutan singkong untuk membuat tepung tapioka merupakan proses pemarutan kapasitas besar dan dilakukan dalam waktu yang lama. Hal ini meneybabkan prosusen pembuat tepung tapioka memerlukan sebuah mesin untuk mengerjakannya. Mesin yang diperlukan haruslah irit dalam pengopersian, memiliki keefisienan tinggi, tidak menimbulkan suara bising serta aman dan nyaman dalam pengoperasian. Pemilihan elemen-elemen untuk perancangan dan pembuatan mesin pemarut singkong ini juga harus memperhatikan kekuatan bahan, safety factor, dan ketahanan dari berbagai komponen tersebut. Elemen mesin tersebut adalah mototr elektrik, poros, pully, bantalan duduk, mur dan baut.

2.1. Motor ElekktrikMotor elektrik berfungsi sebagai tenaga penggerak yang digunakan untuk memutar roll pemarut. Pengguanaan motor elektrik disesuaikan dengan kebutuhan daya mesin yang diperlukan untuk proses pemarutan.

Gambar 2.1. Motor Elektrik

Jika (rpm) adalah putaran dari poros motor listrik dan T (kg.mm) adalah torsi pada poros motor listrik, maka besarnya daya P (kW) yang diperlukan untuk menggerakkan sistem adalah :

(Sularso, 1997)

Dengan : P = Daya motor listrik (kW)

T = Torsi (kg.mm)2.2. Poros2.2.1. Macam-macam poros

Poros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran. Pada umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai, dengan demikian poros menerima beban puntir dan lentur (Sularso, 1997). Ada beberapa macam jenis poros, di antaranya yaitu :1. Porors TransmisiPorors transmisi mendapat beban puntir murni atau beban puntir dan lentur. Poros transmisi berfungsi untuk meneruskan daya dari salah satu elemen ke elemen yang lain melalui kopling. 2. Spindel

Spindel merupakan poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama pada mesin perkakas di mana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

2. Gandar

Poros gandar dipasang pada roda-roda kereta api barang, sehingga tidak mendapat beban punter, terkadang poros gandar juga tidak boleh berputar. Gandar hanya mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula yang memungkinkan mengalami beban puntir.

2.2.2. Hal-hal penting yang perlu diperhatikan dalam perancanaan poros

Untuk merancanakan sebuah poros, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut :

1. Kekuatan poros

Suatu poros transmisi dapat mengalami bebn puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros yang mensapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin, dan lain-lain. Kelelahan tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau bila poros mempunyaialur pasak harus diperhatikan. Sehingga sebuah poros harus direncanakan cukup kuat untuk menahan beban-beban di atas.2. Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros telah memiliki kekuatan yang cukup, akan tetapi jika lenturan atau defleksi puntirnya terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian pada suatu mesin perkakas. Hal ini dapat berpengaruh pada getaran dan suaranya (misalnya pada turbin dan kotak roda gigi). Kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan menggunakan poros tersebut.3. Putaran kritis

Bila putaran suatu mesin dinaikan maka pada suati harga putaran tertentudapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini dinmakan putaran kritis. Hal semacam ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik yang dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya.jika memungkinkan, maka poros harus direncanakan sedemikian rupa sehinnga kerjannya menjadi lebih rendah daripada putaran kritisnya.

4. Korosi

Pengguanaan poros propelar pada pompa harus memilih bahan-bahan yang tahan korosi (termasuk plastik), karena akan terjadi kontak langsung dengan fluida yang bersifat korosif. Hal tersebut juga berlaku untuk poros-poros yang terancam kavitasi dan poros pada mesin-mesin yang berhenti lama. Usaha perlindungan dari korosi dapat pula dilakukan akan tetapi sampai batas-batas tertentu saja.

5. Bahan poros

Poros pada mesin umumnya terbuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis. Meskipun demikian, bahan tersebut kelurusannya agak kurang tetap dan dapat mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya jika diberi alur pasak, karena ada tegangan sisa dalam terasnya. Akan tetapi, penarikan dingin juga dapat membuat permukaannya menjadi keras dan kekuatannya bertambah besar.

Poros-poros yang dipakai untuk meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja paduan dengnan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap kausan. Beberapa bahan yang dimaksud di antaranya adalah baja khrom, nikel, baja khrom nikel molibdem, dan lain-lain. Sekalipun demikian, pemakaian baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasanya hanya untuk putaran tinggi dan beban berat saja. Hal ini perlu mempertimbangkan dalam pengguanaan baja karbon yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang diperlukan.

Gambar 2.2. Poros

2.2.3. Rumus perhitungan

(Sularso, 1994: 7) Dengan : = Daya rencana (HP) = Faktor koreksi

= Daya nominal output dari motor penggerak (HP)

T = 9,74.10

(Sularso, 1994: 7)

Dengan : T = Momen puntir (N.mm)

n= putaran motor penggerak (rpm) Tegangan geser :

(Sularso, 1994: 7)

Maka diameter poros untuk beban puntir dan lentur :

d

(Sularso, 1994: 7)

Dengan : d= Diameter poros (mm) = Tegangan geser (kg/mm)

k= Faktor korelasi

k = Faktor koreksi Tegangan geser maksimum :

(Sularso, 1994: 7)

2.3. Puli V-BeltPuli V-belt merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk mentransmisikan daya seperti halnya sproket rantai dan roda gigi. Puli pada umumnya dibuat dari besi cor kelabu FC 20 atau FC 30, dan adapula yang terbuat dari baja.

Perkembangan yang pesat dalam bidang penggerak pada berbagai mesin yang menggunakan motor listrik telah membuat arti sabuk untuk alat penggerak menjadi berkurang. Akan tetapi, sifat elastisitas daya dari sabuk untuk menampung kejutan dan getaran pada saat transmisi membuat sabuk tetap dimanfaatkan untuk mentransmisikan daya dari penggerak pada mesin perkakas.Keuntungan jika mengguanakan puli :1. Bidang kontak sabuk-puli luas, tegangan puli biasanya lebih kecil sehingga lebar puli bisa dikurangi.

2. Tidak menimbulkan suara yang bising dan lebih tenang.

Gambar 2.3. Puli

V-BeltSabuk atau belt terbuat dari karet dan mempunyai penampung trapesium. Tenunan, teteron dan semacamnya digunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sabuk V dibelitkan pada alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah karena pengaruh bentu baji, yamg akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relative rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan dari sabuk-V jika dibandingkan dengan sabuk rata. Gambar di bawah menunjukan berbagai porsi penampang sabuk-V yang umum dipakai.

Gambar 2.4. Konstruksi dan ukuras penampang sabuk-V (Sularso, 1994: 164)

Pemilihan puli belt sebagai elemen transmisi didasarkan atas pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : Dibandingkan roda gigi atau rantai, penggunaan sabuk lebih halus, tidak bersuara, sehingga akan mengurangi kebisingan.

Kecepatan putar pada transmisi sabuk lebih tinggi jika dibandingkan dengan belt.

Karenan sifat penggunaan belt yang dapat selip, maka jika terjadi kemacetan atau gangguan pada salah satu elemen tidak akan menyebabkan kerusakan pada elemen lain.

2.3.2. Rumus perhitungan puli dan sabukMesin pemarut singkong ini menggunakan sabuk-V sebagai penerus daya dari motor listrik ke poros, dengan rumus perhitungan : Perbandingan transmisi

(Sularso, 1994 : 166)

Dengan : = putaran poros pertama (rpm)

= Putaran poros kedua (rpm)

= diameter puli penggerak (mm)

= diameter puli yang digerakan (mm) Kecepatan sabuk

(m/s)

Dengan : V = kecepatan sabuk (m/s)

d = diameter puli motor (mm)

n = putaran motor listrik (rpm) Panjang sabukL = 2C + (dp + Dp) + (Dp - dp)

Dengan : L = panjang sabuk (mm)

C = jarak sumbu poros (mm)

D= diameter puli penggerak (mm)D= diameter puli poros (mm)BantalanBantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak-balik dapat bekerja dengan aman, halus dan panjang umur. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros atau elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak bekerja dengan baik, maka prestasi kerja seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja semestinya. Jadi, jika disamakan pada gedung, maka bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan pondasi pada suatu gedung.

Gambar 2.5. Bantalan duduk

Berdasarkan dasar gerakan bantalan terhadap poros, maka bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :2.5.1. Bantalan luncurBantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban yang besar. Bantalan ini memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dibuat dan dipasang dengan mudah. Bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar karena gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu sederhana, gesekan yang besar antara poros dengan bantalan menimbulkan efek panas sehingga memerlukan suatu pendinginan khusus. Dengan adanya lapisan pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga harganya lebih murah.Macam-macam bantalan luncur :

1. Bantalan radial2. Bantalan aksial

3. Bantalan khusus

2.4.2. Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol jarum dan rol bulat. Bantalan gelinding pada umumnya cocok untuk beban kecil daripada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnyaputaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Bantalan gelinding hanya dibuat oleh pabrik-pabrik tertentu saja karena konstruksinya yang sukar dan ketelitiannya yang tinggi. Harganya pun pada umumnya relatif lebih mahal jika dibandingkan dengan bantalan luncur. Sebagai usaha uintuk menekan biaya pembuatan serta memudahan dalam pemakain, bantalan gelinding diproduksi menurut standar dalam berbagai ukuran dan bentuk. Keunggulan bantalan ini adalah pada gesekannya yang sangat rendah. Pelumasannya pun sangat sedeerhana, yaitu cukup dengan gemuk, bahkan pada macam yang memakai sil sendiri tidak perlu pelumasan lagui. Meskipun ketelitiannya sangat tinggi, namun karena adana gerakan elemen gelinding dan sangkar, pada putaran yang tinggi bantalan ini agak gaduh jika dibandingkan dengan bantalan luncur.

Gambar 2.6. Komponen bantalan gelinding

2.4.3. Rumus perhitungan

Beban ekuivalen dinamisP = x. . v. Fr + Fa . Y

(Sularso, 1994: 136)Dengan : x = 0,56

v = 1

y = 1,45

Fr = beban radial

Fa = beban aksial

Faktor kecepatan

(Sularso, 1994:136)

Faktor umur

Umur bantalan

LK = 500

Mur dan Baut

Mur dan baut merupakan alat pengikat yng sangat penting dalam suatu rangkaian mesin. Pemilihan mur dan baut sebagai pengikat harus dilakukan dengan teliti untuk mendapatkan ukuran yang sesuai dengan beban yang diterimanya sebagai usaha untuk mencegah kecelakaan dan kerusakan pada mesin. Mur dan baut pada mesin pemarut singkong ini digunakan untuk mengikat beberapa komponen, antara lain :1. Pengikat pada bantalan

2. Pengikat pada dudukan motor listrik

3. pengikat pada puli

Gambar 2.7. Macam-macam Mur dan Baut(Sularso, 1994 : 293-295)Penentukan jenis dan ukuran mur dan baut harus memperhatikan berbagai faktor seperti sifat gaya yang bekerja pada baut, cara kerja mesin, kekuatan bahan, dan lain sebagainya. Adapun gaya-gaya yang bekerja pada baut dapat berupa :

1. Beban statis aksial murni2. Beban aksial bersama beban puntir

3. Beban geserPengelasanBerdasarkan definisi dari Deutche Industries Normen (DIN), las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Definisi tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam yang menggunakan energi panas. Las juga dapat diartikan penyambungan dua buah logam sejenis maupun tidak sejenis dengan cara memanaskan (mencairkan) logam tersebut di bawah atau di atas titik leburnya, disertai dengan atau tanpa tekanan dan disertai atau tidak disertai logam pengisi.Berdasarkan cara kerjanya, pengelasan diklasifikasikan menjadi tiga kelas utama yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

1. Pengelasan cair adalah metode pengelasan dimana bagian yang akan disambung dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik ataupun busur gas.

2. Pengelasan tekan adalah metode pangalasan dimana bagian yang akan disambung dipanaskan sampai lumer (tidak sampai mencair), kemudian ditekan hingga menjadi satu tanpa bahan tambahan.

3. Pematrian adalah cara pengelasan dimana bagian yang akan disambung diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair yang rendah. Dengan metode pengelasan ini logam induk tidak ikut mencair.

2.5.1. Klasifikasi Las Berdasarkan Sambungan dan Bentuk Alurnya.

1. Sambungan Las Dasar

Sambungan las pada konstruksi baja pada dasarnya dibagi menjadi sambungan tumpul, sambungan T, sambungan sudut dan sambungan tumpang. Sebagai perkembangan sambungan dasar di atas terjadi sambungan silang, sambungan dengan penguat dan sambungan sisi yang ditunjukan pada gambar 2.8 di bawah ini.

Gambar 2.8. Jenis-jenis sambungan dasar

(Wiryo Sumarto H, 1994, 157)2. Sambungan Tumpul

Sambungan tumpul adalah jenis sambungan las yang paling efisien, sambungan ini terbagi menjadi dua yaitu :1) Sambungan penetrasi penuh

2) Sambungan penetrasi sebagian

Sambungan penetrasi penuh terbagi lagi menjadi sambungan tanpa plat pembantu dan sambungan dengan plat pembantu. Bentuk alur dalam sambungan tumpul sangat mempengaruhi efisiensi pekerjaan dan jaminan sambungan.

Pada dasarnya dalam pemilihan bentuk alur harus mengacu pada penurunan masukan panas dan penurunan logam las sampai harga terendah yang tidak menurunkan mutu sambungan. 3. Sambungan bentuk T dan bentuk silang

Sambungan bentuk T dan bentuk silang ini secara garis besar terbagi menjadi dua jenis (seperti pada gambar 2.8), yaitu :

1) Jenis las dengan alur datar

2) Jenis las sudut

Dalam pelaksanaan pengelasan mungkin ada bagian batang yang menghalangi, hal ini dapat diatasi dengan memperbesar sudut alur.

Ganbar 2.9. Macam-macam sambungan T

(Wiryosumarto H, 1994 : 159)

4. Sambungan Tumpang

Sambungan tumpang dibagi menjadi tiga jenis seperti yang ditunjukan pada gambar 2.10 dikarenakan sambungan jenis ini tingkat keefisienannya rendah, maka jarang sekali jarang sekali digunaka untuk pelaksanaan sambungan konstruksi utama.

Gambar 2.10. Sambungan Tumpang

(Wiryosumarto H, 1994 : 160)5. Sambungan SisiSambunga sisi dibagi menjadi dua (seperti ditunjukan pada gambar 2.11), yaitu :

1) Sambungan las dengan alur

Untuk jenis sambungan ini platnya harus dibuat alur terlebih dahulu.

2) Sambungan las ujung Sedangkan untuk jenis sambungan ini pengelasan dilakukan pada ujung plat tanpa ada alur. Sambungan las ujung hasilnya kurang memuaskan, kecuali jika dilakukan pada posisi datar dengan aliran listrik yang tinggi. Oleh karena itu, maka pengelasan jenis ini hanya dipakai untuk pengelasan tambahan atau pengelasan sementara pada pengelasan plat-plat yang tebal.

Gambar 2.11. Sambungan Sisi

(Wiryosumarto H, 1994 : 161)6. Sambungan Dengan Plat PenguatSambungan ini dibagi dalam dua jenis yaitu sambungan dengan plat penguat tunggal dan sambungam dengan plat penguat ganda seperti yang ditunjukan pada gambar 2.12. Sambungan jenis ini mirip dengan sambungan tumpang, maka sambungan jenis ini pun jarang digunakan untuk penyambungan konstruksi utama.

Gambar 2.12. Sambungan Dengan Penguat

(Wiryosumarto H, 1994 : 161)Kekuatan LasKekuatan las dipengaruhi oleh beberapa faktor, oleh karena itu penyambungan dalam proses pengelasan harus memenuhi beberapa syarat, antatra lain :1. Benda yang dilas tersebut harus dapat cair atau lebur oleh panas

2. Bahwa antara benda-benda padat yang disambungkan tersebut terdapat kesesuain sifat lasnya sehingga tidak melemahkan atau meninggalkan sambungan tersebut.

3. Cara-cara penyambungan harus sesuai dengan sifat benda padat dan tujuan dari penyambungannya.

4. Perhitungan kekuatan las, seperti pada rumus di bawah ini :Tegangan Total :

(Zainul Achmad, 1999: 59) Dengan : F = Gaya yang bekerja (N)

= Tegangan total (N/mm)

H = Tinggi plat (mm)

A = Luas penampang (A = 2.a.)

a= Lebar pengelasan (mm)

= Panjang las

_1267549133.unknown

_1267549673.unknown

_1267552724.unknown

_1267597115.unknown

_1269453318.unknown

_1269453479.unknown

_1267597200.unknown

_1267597262.unknown

_1267596962.unknown

_1267597081.unknown

_1267552860.unknown

_1267549826.unknown

_1267552618.unknown

_1267549786.unknown

_1267549324.unknown

_1267549600.unknown

_1267549631.unknown

_1267549414.unknown

_1267549233.unknown

_1267549263.unknown

_1267549200.unknown

_1267475347.unknown

_1267475908.unknown

_1267476309.unknown

_1267476457.unknown

_1267475937.unknown

_1267475822.unknown

_1267475881.unknown

_1267475752.unknown

_1267474874.unknown

_1267474996.unknown

_1267475244.unknown

_1267474981.unknown

_1267474793.unknown

_1267474842.unknown

_1267474705.unknown