BAB III PERANCANGAN
3.1. Perencanaan Kapasitas Penghancuran
Kapasitas Perencanaan
: 100 kg/jam
PutaranMotor
: 1400 Rpm
Diameter Gerinda (D3)
: 200 mm
Diameter Puli Motor (D1)
: 50,8 mm
Tebal Permukaan (t)
: 20 mm
Jumlah Gerinda (l)
: 1 Buah
Diameter Kedelai (dk)
: 4 mm – mm – 5 5 mm
Panjang Kedelai (l)
: 5 mm – mm – 6 6 mm
Berat Kedelai
: 5 gram – gram – 10 10 gram
(wk)
Jarak pusat poros ke pusat gerinda ( R )
: 90 mm
Gambar 3.1 mesin penghancur kedelai
Dimana berat satu irisan bahan baku kedelai
Dimana : Wɭ
= berat satu irisan bahan baku kedelai
Wk
= berat kedelai
L
= panjang kedelai
wɭ 3.1.1
= 1,66 gram
Menetukan Putaran Piringan Dimana :
n3
= putaran piringan
W1
= berat satu irisan bahan baku kedelai
Kapasitas
= l.n3.w1
100 kg/jam = 1 x n3 x 1,66 1500 gr/mnt = 1x n3 x 1,66
= 903,6 Rpm n2 = n3
3.1.2
Menentukan Daya Motor Dimana : Momen
=T
Gaya
=F
Jarak poros
= R
Daya
=P
Daya
= momen x putaran
Momen
= R x Gaya
( sularso, hal 166 )
= 0,09 x 10 kg = 0,9 kg.m Daya
= momen x putaran
= 0,9 x 903,6 60 = 13,554 kg.m/det = 0,19 HP Jadi daya yang di pakai adalah 0,5 Hp Catatan : 1 Hp = 75 kg.m / dtk = 0,747 Kw daya motor penggerak yang paling kecil adalah 0,5 Hp
3.1.3
Menentukan Diameter Puli Penggerak ( Sularso, hal 166 ) Dimana : n1
= putaran motor
n2 = n3 = putaran piringan D1
= diameter puli motor
D2
= diameter puli penggerak
D3
= diameter gerinda
Maka
= 78,70 mm
Jadi untuk mesin yang dirancang di dapat
D1
= 50,8 mm
dengan
n1 = 1400 rpm
D2
= 78,70 mm
dengan
n2 = 903,6 rpm
D3
= 204 mm
dengan
n3 = 903,6 rpm
Contoh gambar puli penggerak dan puli yang digerakan
D2
D1 Gambar 3.2 pully penggerak dan puli yang digerakan
Dibawah ini contoh gambar puli penggerak.
gambar 3.3 pully penggerak (sumber menggambar sendiri )
3.2. Perancangan Sabuk- V
3.2.1
Perhitungan Panjang Sabuk Selanjutnya kita menentukan jenis sabuk, panjang sabuk yang akan digunakan serta memilih tipe sabuk, unutk ukuran motor pen ggerak: Daya motor : (Pm) = 0,5 HP Putaran motor (n1) = 1400 rpm Maka dipilih sabuk - V tipe A
) Gambar 3.4 sabuk-V tipe A ( Sumber : menggambar sendiri )
Untuk mengetahui panjang sabuk yang digunakan kita dapat memakai rumus ( sularso, hal 170 ) Dimana: L = Panjang sabuk (mm) C = Jarak antara sumbu poros (mm) Panjang sabuk – V: Diketahui: D1 = 50,8 mm D2 = 78,70 mm C = 300 Maka :
= 503,96 mm
= 504 mm
Ukuran sabuk yang dipakai adalah sabuk tipe A dengan panjang 504 mm. karena terdapat perbedaan antara perhitungan permukaan sabuk maka jarak antara sabuk sumbu deapat dikoreksi dengan cara: ( sularso, hal 170 ) ( sularso, hal 170 ) Maka
= 1007,92 – 406,63 = 601,29 mm
= 149,67 mm = 150 mm Jadi jarak antara sumbu poros pertama dan kedua adalah 150 mm.
Dibawah ini adalah contoh gambar sabuk - V
Gambar 3.5 Sabuk- V ( sumber : menggambar sendiri )
3.2.2
Menentukan Kecepatan Linier Sabuk – V ( sularso, hal 166 )
3.2.3
Menentukan Tegangan Sabuk – V T1 = (F1 – F2) R
( R.S.Khurmi, hal 423 )
Dimana : T1
= momen torsi pada poros motor (kg) = 313,04 kg
F1
= tegangan sabuk sisi tarik (kg)
F2
= tegangan sabuk sisi kendor (kg)
R
= radius puli (mm) = 25,4 mm
Maka F1 – F2 = = F1 – F2 = 12,3 kg
( Tabel 3, lampiran )
3.3. Perencanaan Poros
3.3.1
Perencanaan Poros Diketahui data-data poros Panjang poros = 300 mm 2
Bahan poros S30C dengan kekuatan tarik στ = 48 kg/mm ( tabel 11, lampiran ) Data yang ditransmisikan P (Kw) P
= 0,5 HP = 0,373 Kw
Putaran poros 1,n1
= 1400 rpm
Putaran poros 2,n2
= 903,45 rpm
Faktor koreksi, fe
=1,2
Pd
= 0,45
= 0,373. 1,2
( tabel 10, lampiran )
Momen rencana T1 (kg/mm) ( Sularso, hal 7 ) Dimana : T1
= momen puntir
pd
= faktor koreksi
n1
= putaran motor
T1 = 311,68 kg. mm
Momen rencana T2 ( kg / mm ) ( Sularso, hal 7 ) dimana : T2 = momen puntir pd = faktor koreksi n2 = putaran piringan
T2 = 485,05 kg.mm
Gaya – gaya pembebanan pada poros a. Tegangan geser yang diijinkan
τα
=
Dimana : 2
στ
= Tegangan tarik bahan S30C ( 48 kg/mm )
Sf 1
= faktor keamanaan untuk bahan ( 6,0 ) ( sularso, hal 8 )
Sf 2
= faktor keamanaan untuk konsentrasi tegangan alur pasak dan kekerasan ( 2,0 ) ( sularso, hal 8 )
τα
= 2
= 4 Kg / mm
b. Diameter poros I
ds1
=
1/3
[Kt.cb.T1 ]
dimana : 2
τα
= tegangan geser ( 4 kg/ mm )
Kt
= faktor koreksi karena puntiran dan tumbukan ringan (3,0). ( sularso, hal 8 )
Cb
= faktor koreksi karena beban dan tumbukan ringan (2,3) Sularso, hal 8 )
(
T1
= momen puntir (311,68 kg/ mm )
T2
= momen puntir ( 485,05 kg/ mm )
Sehingga, ds1
1/3
=[
. 2,3 . 3,0 . 311,68 ]
= 13,99 mm = 14 mm Diameter poros yang dipakai dalam perencanaan pada poros 1 yaitu 14 mm
c.
Diameter poros 2
ds2
1/3
=[
Kt.cb.T2 ]
sehingga ds2
1/3
=[
. 2,3 . 3,0 . 485,05]
= 16,21 mm = 16 mm
Diameter poros yang dipakai dalam perencanaan pada poros 2 yaitu 16 mm
Gambar. 3.6 poros ( Sumber menggambar sendiri )
d. Berat poros
Wp
2
∙ ds ∙ ι∙ γ
=
Dimana d
= diameter poros yang direncanakan = 16 mm
l
= panjang poros
= 300 mm
γ
= berat jenis bahan baja karbon
= 0,00785 kg /cm .
2
( tabel 8, lampiran ) Maka ; Wp
=
2
∙ 1,6 ∙ 30 ∙ 0,00785
= 0,50 kg
e.
Pengecekan kekuatan poros
1.
Pengecekan terhadap tegangan geser poros I τmax
=
∙Kt ∙ cb ∙T1
(
sularso, hal 12 )
·3.2,3.311,68 2
= 2, 67 kg/ mm
2.
Pengecekan terhadap tegangan geser poros 2 τmax
=
∙Kt ∙ cb ∙T2
.3.2,3.485,05 2
= 4,16 kg/mm
( sularso, hal 12 )
3.
Defleksi puntiran ( θ ) θ = 584 ∙
( sularso, hal 18 )
dimana : 2
d
3
sularso, hal 18 ) L
= panjang poros ( 300 mm )
T2
= momen punter (485,05 kg. mm )
d2
= diameter poros (16 mm)
db
= diameter baut (10 mm)
sehingga
2
= 1,56 mm
f.
Menghitung kekuatan baut pada poros
Bahan baut yang digunakan adalah = JIS B 1051 ( tabel lampiran) Gaya tangensial poros F =
= 60,63 kg 3.4. Perencanaan puli 1.
Dimensi puli tipe A Diketahui ( tabel 6, lampiran ) : W
2
= modulus geser (kg/mm ), untuk baja G = 8,3. 10 kg/ mm . (
=11,95 mm
Lo = 9,2 mm
Ko = 8,0 mm f
= 10 mm
K = 4,5 mm
Gambar. 3.6 pully ( sumber menggambar sendiri )
a.
Puli 1 (puli motor ) Diketahui ; Karena dp < 200 maka puli yang dipakai solid tanpa jejari lebar permukaan puli luar ; B = 2. F = 2.10 = 20 mm
Diameter luar puli ; de = dp + 2 . ko = 50,8 + 2. 8 = 66,8 mm
Kedalaman alur h = Ko + K = 4,5 + 8 = 12,5 mm
2.
Berat Puli 2
W puli = Dimana
D :
D
= Diameter puli
=78,79 mm
T
= Tebal puli
= 3 cm 2
= Berat jenis cast iron = 0,00725 kg/ cm ( tabel 8, lampiran )
Untuk berat puli dianggap tinggal 50
karena adanya beberapa lubang pada jari-jari
puli, sehingga : W puli
=
2
7,870
3· 0,00725 0,5 = 0,52 kg
