BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar balakang :

Ayam peliharaan dalam bahasa yunani adalah, Galliformes sedangkan

dalam bahasa inggris adalah Gallus gallus domesticus. Ayam peliharaan (Gallus

gallus domesticus) adalah unggas yang biasa dipelihara orang untuk dimanfaatkan

untuk keperluan hidup pemeliharanya. Ayam peliharaan merupakan keturunan

langsung dari salah satu subspesies ayam hutan yang dikenal sebagai ayam hutan

merah (Gallus gallus) atau ayam bangkiwa (bankiva fowl). Makanan utama ayam

adalah dedak atau bekatul dan tepung jagung.

Kota Blitar merupakan salah satu contoh peternakan ayam terbesar di

Indonesia. Sampai pada tahun 2010 sebagai potensi unggulan, produksi telur

Kabupaten Blitar mampu memenuhi 70% dari kebutuhan telur di Jawa Timur dan

secara Nasional memenuhi 30% dari kebutuhan telur ayam Nasional. Tahun 2010

jumlah populasi ayam ras petelur Kabupaten Blitar mencapai 15.467.600 ekor

dengan jumlah produksi telur sebanyak 134.735,3 ton telur. Adapun populasi

ayam buras mencapai 2.826.963 ekor pada tahun 2010 dengan sentra di

Kecamatan Talun (Online ;http://www.blitarkab.go.id/?p=865)

Dari data diatas maka kebutuhan akan pakan semakin banyak. Sedangkan

para peternak dalam mengolah pakan ayam masih banyak yang menggunakan

cara manual, yaitu dilakukan dengan menggunakan tangan dan tidak

menggunakan alat bantu. Sehingga hasil olahan pakan masih kasar dan

prosesnya juga membutuhkan waktu yang lama. Sedangkan tuntutan dari pakan

yang bagus adalah pakan yang mempunyai tekstur halus dan mudah dicerna oleh

ayam. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, maka dalam tugas akhir ini akan

direncanakan dan sekaligus dibuat (rancang bangun) sebuah mesin pengaduk

pakan ternak ayam.

1

Mesin ini meggunakan mixer bertingkat dengan tujuan agar campuran dari

semua bahan dapat bercampur secara homogen. Sedangkan cara kerjanya hampir

sama dengan mesin molen. Mesin ini terdiri dari kerangka mesin, sabuk, pully,

roda gigi dan motor sebagai penggeraknya.

Kelebihan dari mesin pengaduk pakan ini agar lebih efisien waktu dan

tenaga, konstruksi mesin dibuat sederhana sehinga dapat memperkecil biaya

pembuatan dan operator tidak mengalami kesulitan dalam mengoperasikan alat

ini, kuantitas dan kualitas produk yang dihasilkan lebih baik, sehingga mesin ini

dapat digunakan untuk mengatasi permasalahan yang ada.

Dengan dibuatnya alat tersebut diharapkan para peternak ayam dapat

mengolola sendiri pakan ternaknya sesuai dengan kebutuhan dan komposisi yang

diinginkan. Sehingga alat yang dibuat dapat memenuhi kebutuhan akan pakan

ternak dengan biaya yang relatif murah.

1.2 Rumusan Masalah

Berangkat dari latar belakang masalah yang ada, maka dapat ditarik

beberapa rumusan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimanakah menentukan daya yang dibutuhkan untuk mesin

pengaduk pakan ternak ayam?

2. Bagaimanakah merancang komponen-komponen mesin pengaduk

pakan ternak ayam?

3. Bagaimnakah gambar kerja dari mesin pengaduk pakan ternak?

1.3 Batasan Masalah

Agar pembahasan mengenai perencanaan dan pembuatan mesin pengaduk

pakan ternak ini dapat terarah dengan baik, maka dapat diambil batasan-batasan

masalah sebagai berikut :

1. Dasar perhitungan yang dibutuhkan untuk pembuatan mesin pengaduk

pakan ternak ayam.

2

2. Perhitungan perencanaan, pemilihan bahan dan pengecekan kekuatan

bahan yang digunakan sebagai dasar dalam pembuatan mesin pengaduk

pakan ternak ayam.

3. Perencanaan gambar kerja mesin pengaduk pakan ternak ayam.

1.4 Tujuan

1. Tujuan Umum

Tujuan secara umum dari rancang bangun mesin pengaduk pakan ternak adalah:

1. Untuk memperoleh wawasan dan pengalaman dalam merancang –

bangun sebuah mesin yang sedang dibutuhkan dan memiliki nilai lebih

sehingga dapat meningkatkan ketrampilan dan daya kreatifitas mahasiswa.

2.Untuk mengaplikasikan atau menerapkan disiplin ilmu yang telah

diperoleh selama masa perkuliahan terutama mata kuliah elemen mesin,

pengetahuan bahan teknik, teknologi bahan, mekanika kekuatan bahan,

dinamika permesinan dan gambar teknik.

2. Tujuan khusus

Tujuan secara khusus dari rancang bangun mesin pengaduk pakan ternak

ayam ini adalah :

1.Untuk mengetahui daya yang dibutuhkan dari mesin pengaduk pakan ternak

ayam.

2. Dapat merancang komponen-komponen mesin pengaduk pakan ternak ayam.

3.Dapat membuat perhitungan perencanaan, memilih bahan dan mengecek

kekuatan bahan yang nantinya digunakan sebagai dasar dalam pembuatan

mesin pengaduk pakan ternak ayam.

4. Dapat membuat gambar kerja mesin pengaduk pakan ternak ayam.

3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 POROS

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari mesin. Hampir

semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan

utama dalam tranmisi itu dipegang oleh poros. Poros juga untuk meneruskan

daya yang diklasifikasikan menurut pembebanannya sebagai berikut :

a. Poros transmisi, yaitu poros yang mendapat beban murni atau punter

dan daya lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalui

kopling, roda gigi, pulley sabuk atau sproket rantai, dan lain-lain.

b. Spindel adalah poros transmisi pendek, seperti poros utama mesin

perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran disebut spidel.

Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil

dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

c. Gandar adalah poros seperti yang dipasang di antara roda-roda kereta

barang, dimana tidak mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang

tidak boleh berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat

beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula dimana

akan mengalami beban puntir juga.

Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros lurus umum, poros engkol sebagai poros utama dari mesin total, dan lain-lain. Poros luwes untuk transmisi daya kecil agar terdapat kebebasan dari perubahan arah, dan lain-lain. Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal yang perlu diperhatikan adalah :

Kekuatan poros

Suatu poros ransmisi dapat mengalami beban punter atau lentur atau

gabungan antara punter dan lentiur seperti telah diuraikan diatas. Juga ada

poros yang mendapat beban tarik atau tekan seperti poros baling-baling

kapal atau turbin, dan lain-lain. Kelelahan tumbukan atau pengaruh

4

konsentrasi tegangan bila diameter poros diperkecil (poros bertangga) atau

bila poros mempunyai alur pasak harus diperhatikan.

Kekakuan poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekakuan yang cukup tetapi jika

lenturan atau defleksi puntirannya terlalu besar akan mengakibatkan

ketidaktelitian atau menimbulkan getaran yang merugikan dan suara

berisik. Karena itu, disamping kekuatan poros, kekakuan juga harus

diperhatikan dan disesuaikan dengan mesin yang akan memakai poros

tersebut.

Putaran kritis

Bila putaran suatu mesin dinaikkan maka pada suatu harga putaran tertentu

dapat terjadi putaran yang luar biasa. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal

ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik, dll. Sehingga

mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Oleh

karena itu, poros harus direncakan sedemikian rupa sehingga putaran

kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya.

Korosi

Bahan-bahan tahan korosi harus dipilih poros propeler dan pompa bila

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

poros yang terancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang sering berhenti

lama. Sampai batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan

terhadap korosi.

Bahan poros

Poros untuk mesin pada umumnya dibuat dari baja yang ditarik dingin dan

difinis, baja karbon kontruksi mesin (disebut bahan S-C) yang dihasilkan

dari ingot yang di-“kill” (baja baja yang dideoksidasikan dengan

ferrosilikon dan dicor; kadar karbon terjamin) (JIS G3123 Tabel 1.1).

Meskipun demikian, bahan ini kelurusannya agak kurang tetap dan dapat

mengalami deformasi karena tegangan yang kurang seimbang misalnya

bila diberi alur pasak. Karena ada tegangan sisa di dalam terasnya. Tetapi

penarikan dingin membuat permukaan poros menjadi keras dan

kekuatannya menjadi besar. Poros-poros yang digunakan untuk

5

meneruskan putaran tinggi dan beban berat umumnya dibuat dari baja

paduan dengan pengerasan kulit yang sangat tahan terhadap keusan.

Beberapa diantaranya adalah baja khorm nikel, baja khorm nikel

molibden, dll. Sekalipun demikian pemakaian baja paduan khusus tidak

selalu dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan beban berat.

Dalam hal demikian perlu dipertimbangkan penggunanaan baja karbon

yang diberi perlakuan panas secara tepat untuk memperoleh kekuatan yang

diperlukan.

1.1.1 Poros Dengan Beban Puntir

Daya yang disalurkan melalui putaran suatu poros mengalami beban puntir. Hal ini disebabkan oleh torsi dari daya yang ditransmisikan. Factor-faktor yang mempengaruhi tegangan akibat beban puntir :

a. Diameter poros. ( Sularso, 1997:20 )

b. Bentuk poros (pejal atau berlubang), hal ini berpengaruh pada inersia.

c. Torsi yang dialami.

Langkah-langkah untuk merencanakan suatu poros dengan beban puntir, yaitu :

a. Tentukan daya yang ditransmisikan

b. Faktor koreksi (ƒc)

c. Daya rencana Pd = ( T1000 )( 2 πn 1

60)

102 (kw)

d. Momen puntir rencana T = 9,74 x 105 Pdn1

(kg mm)

e. Bahan poros perlakuan panas. Dari kekuatan tarik 𝝈s (kg/mm2) dan

apakah poros bertangga atu beralur pasak serta factor keamanan Sƒ..

f. Tegangan geser yang diizinkan τ a =

T

(π ds

3

16)

=5,1 T

d s3 (kg.mm2)

g. Faktor koreksi untuk momen puntir Kt dan faktor lenturan Ct

h. Diameter poros ds = (5,1τa

K t CbT )1/3 (mm) (1.1)

i. Ukuran pasak dan alur

j. Factor konsentrasi tegangan pada poros bertangga dan pada pasak

6

k. Tegangan geser yang diperlukan

1.1.2 Poros Dengan Beban Puntir Dan Lentur

Poros pada umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai. Dengan demikian poros tersebut mendapat beban punter dan lentur sehingga pada permukaan poros akan terjadi tegangan geser τ=T /Zp karena momen punter T dan tegangan geser σ=M /Z karena momen lentur.

Untuk bahan yang liat seperti pada poros, dapat dipakai teori tegangan geser

maksimum τ max = √a2+4 τ2

2 . Sedangkan pada poros pejal dengan penampang

bulat, σ = 32 M/π ds3 dan τ = 16 T/π ds

3 sehingga :

τ = (5,1/d s3) √ M 2+T 2 (1.2) (Sularso, 1997:17 )

Beban yang bekerja pada poros pada umumnya adalah beban berulang. Jika poros tersebut mempunyai roda gigi untuk meneruskan daya besar maka kejutan berat akan terjadi pada saat mulai atau sedang berputar.

Dengan mengingat macam, sifat beban, dll. ASME menganjurkan suatu rumus untuk menghitung diameter poros secara sederhana dimana sudah dimasukkan pengaruh kelelahan karena beban berulang. Disini faktor koreksi Kt untuk momen punter seperti terdapat dalam persamaan (1.1) akan terpakai lagi. Faktor lenturan Cb dalam perhitungan ini tidak akan dipakai, dan sebagai gantinya dipergunakan faktor koreksi Km untuk momen lentur yang dihitung. Pada poros yang berputar dengan pembebanan momen lentur yang tetap, besarnya faktor Km adalah 1,5. Untuk beban dengan tumbukan ringan Km terletak diantara 1,5 dan 2,0 dan untuk dengan beban tumbukan berat Km terletak antara 2 dan 3. Dengan demikian persamaan (1,2) dapat dipakai dalam bentuk

τ max = (5,1/d s3) √(K ¿¿m M )2+¿¿¿¿ (1,3)

Dari persamaan diatas maka, diameter porosnya yaitu :

d s ≥ [ (5,1/τ a) √(K ¿¿m M )2+¿¿¿¿ 1/3 (1,4)

(Sularso, 1997:18 )

2.2 PASAK

7

F’

FF

F’

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk meneptapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, sprocket, puli, kopling, dll. pada poros. Momen diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros.

Pasak pada umummnya dapat digolongkan atas beberapa macam, yaitu menurut letaknya pada poros dapat dibedakan antara pasak pelana, pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung, yang umumnya berpenampang segi empat. Dalam arah memanjang dapat berbentuk prismatik atau berbentuk tirus. Pasak benam prismatik ada yang khusus dipakai sebagai pasak luncur. Di samping macam di atas ada pula pasak tembereng dan pasak jarum.

Pada luncur memungkinkan pergeseran aksial roda gigi, dll pada porosnya, seperti pada seplain. Yang paling umum dipakai adalah pasak benam yang dapat meneruskan momen yang besar. Untuk beban dengan tumbukan, dapat dipakai pasak singgung.

1.2.1 Hal-hal Penting Dan Tata Cara Perencanaan Pasak

Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat dimana terdapat bentuk prismatik dan tirus yang kadang-kadang diberi kepala untuk memudahkan pencabutannya. Kemiringan pada pasak tirus umumnya sebesar 1/100, dan pengerjaan harus hati-hati agar naf tidak menjadi eksentrik. Pada pasak yang rata, sisi sisinya harus pas dengan alur pasak agar pasak tidak menjadi goyah dan rusak. Ukuran dan bentuk standart pasak diberikan dalam table 1.2. Untuk pasak umumnya dipilh bahan yang mempunyai kekuatan tarik lebih dari 60 (kg/mm2), lebih kuat dari pada porosnya.

Perhitungan pasak didasarkan pada tegangan geser dan gaya tekan yang terjadi pada pasak

gambar 2.2.1 pasak

8

Pasak yang mengalami tegangan geser

FtA

≤ SSypN

(2.1)

TrxWxL

≤ SSypN

(2.2)

L ≥ TN

rxWxSSyp (2.3)

Dimana :

Ft = gaya tangensial (lbf) (N)

T = torsi yang bekerja pada poros (lbin) (Nm)

A = luas permukaan geser [W x L] (in2) (m2)

r = jari-jari poras (in) (m)

SSyp = 0,58 Syp

Pasak yang mengalami gaya tekan

2 xFtHxL

≤ SSypN

(2.4)

2 xTrxHxL

≤ SSypN

(2.5)

L ≥ 2TN

rHLSSyp (2.6)

Dimana :

Ft = gaya tangensial (lbf) (N)

T = torsi yang bekerja pada poros (lbin) (Nm)

A = luas permukaan geser [W x L] (in2) (m2)

r = jari-jari poras (in) (m)

9

2.3 RODA GIGI KONIS (bevel gear)

Gambar 2.3.1 Roda Gigi Konis

Roda gigi konis ini digunakan untuk memindahkan daya dengan

kedudukan poros yag tidak paralel dan saling berpotongan. Agar dapat lebih jelas

lagi dapat dilihat pad gambar.

Pada perencanaan model pencampur ini penulis menggunakan roda gigi

konis dengan gigi luras untuk memindahkan daya, dimana jelas ini paling

sederhana dan digunakan untuk kecepatan yang tidak terlalu tinggi, dan bila

kecepatan pada pitch /me-nya lebih dari 1000 ft/menit tidak dijamin adanya

kehabisan kerja dan kebisingan. Nama-nama bagian dan ukuran utama roda gigi

konis dapat dilihat pada gambar

10

Gambar 2.3.2 Nama-nama Badan Bevel Gear

Sudut nitch untuk sepasang roda gigi konis kebanyakan dibuat 90º, tetapi

ada juga yang membuat dengan sudut lain sesuai keperluan. Apabila kedua poros

membetuk sudut 90º dan kedua roda gigi sama ukurannya, pasangan ini masing-

masing mempunyai sudut pitch 45º. Seperti pada roda gigi lurus, sudut tekan

dapat dibuat 14,5º, 20º atau 25º tetapi standard untuk sudut tekan ini adalah 20º.

Untuk menghitung gaya-gaya kontak gigi yang terjadi pada pasangan roda

gigi konis ini maka dapat kita gunakan persamaan di bawah ini:

Fn = Ft/ cos Φ ……………………(2.3.1)

Ft = Fn cos Φ ……………………(2.3.2)

Fa = Fr = Fn sin Φ cos γ ……………………(2.3.3)

Ft = Hpx 33000

πxdxn12

……………………(2.3.4)

Dimana : Ft = gaya tangensial (lbf)

Fn = gaya normal (lbf)

Fr = gaya radial (lbf)

Fa = gaya aksial (lbf)

Φ = sudut tekan

Hp = daya input

d = diameter pitch circle (in)

11

n = putaran per menit (rpm)

Untuk merancang lebar gigi roda gigi bevel dapat kita gunakan persamaan di

bawah ini :

T = Ft(dp2

−b2

sinγ ¿ ……………………(2.3.5)

2.4 BANTALAN

2.4.1 Klasifikasi Bantalan

Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Berdasarkan gerakan bantalan terhadapporos:

a. Bantalan luncur

Pada bantalan inin terjadi gesekan lincir antara poros dan bantuan karena

permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara

lapisan pelumas.

b. Bantalan Gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan delinding antara bagian yang berputar

dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol atau rol

jaram.

2. Berdasarkan arah beban terhadap poros:

a. Bantalan Radial

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

b. Bantalan Aksial

Arah beban bantalan ini sejajar sumbu poros.

c. Bantalan Gelinding Khusus

Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus

sumbu poros.

12

Gambar 2.4.1 Gaya Pada Bantalan

2.4.2 Bantalan Gelinding

Bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding atau sering disebut

bantalan anti gesek. Pada bantalan gelinding, digunakan elemen gelinding

yang dapat berupa bola atau silinder. Keunggulan bantalan gelinding

dibandingkan dengan bantalan luncur adalah terletak pada sistem

pelumasan, dimana pada bantalan gelinding dapat diberikan hanya sekali

pada saat pembuatan yang dapat berupa grease, sedang pada bantalan

luncur pelumasannya diberikan secara berkala.

Jenis dari bantalan gelinding adalah sebagai berikut:

1. Bantalan gelinding dengan bola (ball beahng)

a. Bantalan gelinding bola radial (radial ball bearing)

b. Bantalan gelinding bola menyudut (angular coniaci bau beahng)

c. Bntalan gelinding bola aksial (thmst bearing)

2. Bantalan gelinding dengan roll (roll bearing)

a. Bantalan gelinding roll silinder (cylitidrical rouer hearwig)

b. Bantalan gelinding roll jarum (needle roller bearing)

c. Bantalan gelinding m/l tirus (janpered rolling hearing)

d. Bantalan gelinding mll lengkuug (sphehcal roller bearing)

13

2.4.3 Trusi Bearing

Bearing ini memiliki fungsi khusus selain sebagai pemegang, juga

berfungsi sebagai penahan. Penahan disini berarti untuk menahan poros

vertikal agar tidak jatuh kebawah. Lihat gambar

Gambar 2.4.2 Perbedaan Trusi Bearing dan Roll Bearing

Gambar 2.4.3 Macam-macambantalan gelinding

2.4.4 Beban Pada Bantalan

Pada perencanaan bantalan atau bearing ditinjau berdasarkan beban

ekuivalennya:

Beban ekuivalen statis

P = XoxFr + (YoxFa)

(2.21)

Dimana :

14

Fr = beban radial (kg)

Fa = beban aksial (kg)

Xo = faktor beban ke arah radial

Yo = faktor beban ke arah aksial

Beban ekuivalen dinamis

P = X x V x Fr – (Y x Fa)

(2.22)

Dimana :

Fr = beban radial (kg)

Fa = beban aksial (kg)

Xo = faktor beban ke arah radial = 0,56

Y = faktor beban ke arah aksial

V = beban putar pada ring dalam = 1

2.4.5 Perhitungan beban real (Pw)

Untuk menentukan beban real maka beban yang diperoleh perlu dikalikan

dengan suatu faktor sebagai berikut:

Untuk putaran tanpa tumbukan seperti pada elektromotor

dikalikan dengan faktor fw = 1,0 -1,1

Pada penggunaan yang normal pada sebuah roda dikalikan dengan

faktor fw = 1,1 – 1,3-

Untuk penggunaan pada putaran dengan beban tumbukan

dikalikan dengan faktor fw = 1,2 – 1,5

Rumus untuk menghitung beban real adalah sebagai berikut:

Pw = fw x P

(2.23)

Dimana :

Pw = beban real (kg)

fw = faktor keamanan

P = beban (kg)

2.4.6 Perhitungan umur bearing

Umur bearing yang telah beroperasi dapat dihitung dengan menggunakan

rumusan sebagai berikut:

15

LH = 106(CP

)pangkat 6 jam

(2.24)

Dimana:

P = beban ekivalen (lbf)(N)

n = putaran (rpm)

C = kapasitas dinamis bantalan

b = 3, untuk ball bearing

b = 10/3, untuk roll bearing

2.5 PULLEY DAN SABUK

Sabuk biasanya dipakai untuk memindahkan daya antara dua poros

yang sejajar, dengan jarak yang relatif jauh dan tidak memungkinkan

transmisi langsung dengan roda gigi. Poros-poros harus terpisah pada suatu

jarak minimum tertentu, yang tergantung pada jenis sabuk, agar lebih

efisien. Sabuk mempunyai karakteristik sebagai berikut:

Bisa dipakai pada jarak sumbu yang panjang

Penyetelan atas jarak sumbu biasanya diperlukan sewaktu sabuk

sedang dipakai

Dengan menggunakan pulley yang bertingkat, suatu alat pengubah

perbandigan keepatan yang ekonomis dapat digunakan

Karena adanya slip dari gerakan sabuk yang lambat, perbandingan

kecepatan sudut antara kedua poros tidak konstan atau pun sama

dengan perbandingan diameter pulley

Bila menggunakan sabuk yang datar, aksi dari kopling bisa didapat

dengan menggeser sabuk yang bebas ke pulley yang dipasang

tetap.

Secara umum sabuk dapat dibedakan menjadi tiga bagian besar yaitu:

a. Sabuk datar (flat belt)

Umumnya terbuat dari kulit yang disamak atau kain yang diserapi

dengan karet. Sabuk datar yang modern terdiri dari inti elastis yang

kuat. Seperti benang baja atau nilon, untuk memudahkan daya dan

16

menerima beban, digabung dengan selubung yang lugas untuk

memberi gesekan antara sabuk da pulley. Sabuk datar sangat efisien

untuk kecepatan tinggi, tidak bising, dan dapat memindahkan jumlah

daya yang besar pada jarak sumbu yang panjang, tidak memerlukan

pulley yang besar, dan dapat memindahkan daya antara pulley pada

posisi yang tegak lurus satu sama lain.

b. Sabuk V (V belt)

Terbuat dari karet dan mempunyai penampang menyerupai trapesium.

Tenunan Tetoron atau bahan-bahan seperti nylon, dacron, rayon, glass

fiher, atau sieel lensile cords dipergunakan sebagai inti sabuk untuk

membawa tarikan yang besar. Sabuk V dibelitkan di alur pulley yang

berbentuk V pula. Konstruksi sabuk V dapat dilihat pada gambar 2.9 di

bawah ini. Berbeda dengan sabuk datar, sabuk V dipakai dengan ikatan

yang lebih kecil dan pada jarak sumbu yang lebih pendek. Sabuk V ini

tidak berujung atau tidak memiliki sambungan seperti halnya pada

sabuk datar.

Gambar 2.5.1 Konstruksi Sabuk V

c. Sabuk V yang bermata rantai (link V belt)

Terbuat dari kain berkaret yang bergerigi dan digabungkan dengan alat

pengikat logam yang sesuai. Jenis sabuk ini bisa dilepaskan pada

setiap mata rantai dan panjangnya bisa diatur dengan melepas beberapa

mata rantai. Ini menghindarkan kebutuhan akan penyetelan sumber

putaran dan menyederhanakan pemasangan. Sabuk ini juga

memungkinkan untuk merubah tegangan untuk mendapatkan efisiensi

17

yang maksimum dan juga mengurangi jumlah ukuran persediaan sabuk

yang harus disimpan.

Dalam tuisan ini, hanya sabuk V saja yang akan dijelaskan lebih lanjut.

V-belt adalah salah satu elemen mesin yang banyak digunakan di

kalangan industri saat ini, seperti pada industri automobile, generator,

A, dan masih banyak lagi. V-belt dapat dikerjakan untuk

mentransmisikan gaya dari suatu shaft ke shaft yang lain yang jaraknya

relatif jauh. Gaya yang hilang akibat gesekan dan creep hanya sekitar 3

sampai 5persen. Selain itu V-belt mempunyai keuntungan lain yaitu

merupakan elemen mesin yang fleksibel yang dengan raudali dapat

digunakan untuk mentransmisikan torsi dan gerakan berputar yang

dapat digunakan untuk menggerakkan suatu komponen tertentu ke

komponen yang lain. Selain itu, pemeliharaannya juga mudah. V-belt

tidak berujung pangkal (smoothness), kehandalannya tinggi, hentakan

dan suara bising yang dihasilkan rendah.

Konstruksi V-belt merupakan struktur yang kompleks. Tensile cord

disediakan untuk memberikan kekuatan tarik yang besar dan pada

bagian bawah dari V-belt terbuat dari karet atau pondasi neoprem yang

didesain untuk mengimbangi teknan yang cukup besar. V-belt juga

didesain untuk mengimbangi perubahan kecepatan yang tiba-tiba atau

karena mengalami perlakuan kasar, tegangan kejut, dan pengaruh

lingkungan sekitar seperti temperatur. Koefisien gesekan antara karet

dan dry steel adalah 0,3 tapi harga ini bisa lebih kecil sebagai akibat

dari pengaruh minyak pelumas dan grease. Jika belt tidak diijinkan

untuk slip koefisien gesek statik dapat diaplikasikan.

Di dunia industri, desain V-belt biasanya berdasarkan tabel yang

telah disediakan oleh industri tersebut yang dipakai sebagai pedoman

atau standard. Namun dapat didesain berdasarkan metode alternatif

yaitu dengan mengetahui kecepatan input, output, dan horsepower dari

N-belt. Dengan menggunakan persamaan berikut didapatkan torsi pada

pulley yang terkecil sebagai fungsi dari revolusi per menitnya.

18

T1 = 63.025 . H

n1lb .∈¿

(2.25)

Dengan mengetahui radius dari pulley yang terkecil, R1 dan radius

dari pulley besar, R2 putaran pada pulley kedua yang lebih besar dapat

duketahui dengan menggunakan persamaan berikut:

R 2R 1

=n 1n 2

(2.26)

Untuk mengetahui besarnya sudut kontak (θ) dapat diperoleh dengan

menggunakan rumus berikut:

Sin c = R 2−R 1

C (2.27)

Maka sudut kontaknya didapat:

α1 = π - 2α (2.28)

panjang sabuk V dapat diperleh dengan menggunakan rumus berikut:

Lp = 2C + 1,57 (D+d) + (D−d)2

4 C (2.29)

C = K+K2−32(D−d)2

16

(2.30)

K = 4Lp- 6,28 (D-d) (2.31)

Dimana:

C = jarak sumbu

D = diameter puncak dari pulley besar

d = diameter puncak dari sabuk (sama sebagai panjang

efektif)

Lp = panjang puncak dari sabuk (sama sebagai panjang

efektif)

Untuk menggunakan besarnya daya yang bekerja pada pulley dapat

digunakan rumus berikut:

H = [C1 – C 2d

−¿C3(rd)2 - C4log (rd)](rd) + C2r( 1 - 1

KA )

(2.32)

19

Konstanta C1 sampai C4 tergantung pada penampang

sabuk (lampiran tabel)

r = rpm pada poros putaran tinggi dibagi 1000

Ka = faktor perbandingan putaran

H1 = daya (horse power)

d = diameter puncak dari pulley kecil, in

selanjutnya dipethatikan bahwa nilai daya yang didapat dari persamaan

(2.23) adalah untuk busur kontak 180º dan panjang sabuk rata-rata.

2.6 MOTOR LISTRIK

Motor elektrik adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai tenaga

penggerak. Pengguanaan motor elektrik disesuaikan dengan kebutuhan

daya mesin. Motor elektrik pada umumnya berbentuk silinder dan

dibagian bawah terdapat dudukan yang berfungsi sebagai lubang baut

supaya motor listrik dapat dirangkai dengan rangka mesin atau

konstruksi mesin yang lain. Poros penggerak terdapat di salah satu ujung

motor listrik dan tepat di tengah-tengahnya, seperti pada gambar 2.1

dibawah ini.

20

Gambar 2.1. Motor Elektrik

Jika n1

(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, 2004) :

P=(T /1000 )(2 πn1 /60 )102

P= T

9 ,74×105n1

Dengan : P = Daya motor listrik (kW)

T = Torsi (kg.mm)

21

22