Perencanaan Puli dan Sabuk

3.5 Perencanaan Puli dan Sabuk

Alasan memilih menggunakan puli dan sabuk dalam perencanaan mesin pengayak yaitu:

1) Mengurangi getaran

2) Tidak berisik dibanding menggunakan gear dan rantai

3) Biaya pembuatan puli dan sabuk lebih murah dibandingkan rantai dan gear

3.5.1 Perencanaan Puli

Puli yang digunakan pada mesin pengayakyaitu perbandingan putaran. Dari spesifikasi motor listrik di atas yang memiliki putaran maksimal 2850 rpmyang direduksi kan menjadi 285 rpm, sementara putaran yang ingin dicapai adalah 365 rpm. Oleh karena itu dilakukan perhitungan perbandingan puli menggunakan Persamaan 2.24 (Sularso 1997) yaitu:

Diketahui 4 = 285 rpm keluaran dari reduser, 4 = 365 rpm dan puli yang

digerakkan (Dp) adalah 80 mm, maka puli yang digerakkan (dp) masih belum diketahui.

Hasil perhitungan perbandingan puli diatas dapat dilihat pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Hasil Perhitungan Perbandingan Puli No n 1 Penggerak n 2 Digerakkan Dp Penggerak dp Digerakkan

3.5.2 Perencanaan Sabuk

Dalam perencanaanhal pertama yang ditentukan dalam pemilihan sabuk yaitu bentuk penampang dari sabuk tersebut berdasarkan daya rencana 285 Watt dan putaran puli kecil yang dapat dipilih seperti yang terlihat pada Gambar 2.10.

Perhitungan sebelumnya bahwa hasil dari daya rencana yang diperoleh untuk alat mesin pengayakdan putaran puli besar 365 Rpm, maka dipilih tipe sabuk A penampang V dengan spesifikasi seperti pada Gambar 2.9.

3.5.3 Perhitungan Panjang Sabuk

pembuatan mesin pengayakditentukan jarak poros adalah 270 mm, maka panjang keliling sabuk yang dibutuhkan dapat ditentukan berdasarkan Persamaan 2.13:

96 = 30 A4BℎA Panjang keliling sabuk yang dibutuhkan berdasarkan perhitungan di atas

diperoleh 30 inchi, maka dipilih panjang sabuk-V standar (Sularso,1997), yaitu 30inchi.

3.5.4 Jarak Antara Sumbu Poros (Cp)

Berdasarkan perhitungan panjang keliling sabuk dengan Persamaan 2.13, maka dipilih spesifikasi panjang sabuk–V standar adalah A30, sehingga jarak antara sumbu poros sebenarnya dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.14, maka jarak sumbu poros (Cp) menjadi:

D + ED² − 8=56 − 6> :6 =

Nilai b dari puli dapat diperoleh menggunakan Persamaan 2.15

Maka dapat diperoleh nilai Cp yang sebenarnya dengan Persamaan 2.14:

D + ED² − 8=56 − 6> :6 =

8 Maka dari hasil perhitungan di atas jarak antara kedua sumbu poros yang

dibuat telah sesuai dengan yang ditentukan sebelumnya yaitu 270 .

3.5.5 Menentukan Sudut Kontak (θ)

Pada puli dan sabuk terjadi sudut kontak P, dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.16. 57=56 − 6>

P = 180° −

P = 180° − =3,70> = 176,3°

Faktor koreksi yang dihasilkan dapat dilihat pada Tabel 2.5.Tetapi karena nilai sudut kontak 176,3° tidak terdapat pada tabel, maka digunakan cara sebagai berikut:

Tabel 3.2 Sudut Kontak Pada Puli Dan Sabuk

P−P S T −S T U P−P= S T −S T V

180 − 176,3 1,00 − S T U 180 − 174 = 1,00 − 0,99

3,7 1,00 − S T U 6= 0,01

3,7 . 0,01 = 6 =1,00 − S T U >

0,037 = 6 − 6S T U

0,037 − 6 S

T U = −6

S T U = 0,99 Jadi didapatkan sudut kontak dengan faktor koreksi adalah 0,99

3.5.6 Menentukan Besarnya Daya yang Akan Ditransmisikan

Besarnya daya yang akan ditransmisikan oleh sabuk dapat dihitung menggunakan Persamaan 2.17: Dimana nilai C 1 ,C 2 ,C 3 dan C 4 didapat dari tabel 2.4 (penampang sabuk A) yaitu:

C -4

1 = 0,8542;C 2 = 1,342; C 3 = 2,436.10 ;C 4 = 0,1703.

Dan hasil perbandingan puli Dp/dp (Tabel 2.7) yaitu:80 mm/62,46 mm = 1,28 mm, maka nilai perbandingan yang dihasilkan dapat dilihat pada tabel 2.7.Tetapi

karena nilai 5 merupakan nilai diatas 1,64, maka diambil nilai K A = 1,0840

K A = 1,0840 %3 &

= 0,285 rpm Dp

n 1 = Putaran puli penggerak dibagi 1000 yaitu:

= 80 mm = 3,14 inchi

1 W = =56 . 4 > X: − Y

6Z − : =56. 4 > − : =[\] 56. 4 >^ + : . 4 X S^

W = =3,14 A4BℎA . 0,285 6 > X0,8542 − Y

3,14 A4BℎAZ

− 2,436. 10 _ =3,14 A4BℎA . 0,285 6 > − 0,1703=[\] 3,14 A4BℎA . 0,285 6 >^

+ 1,342 . 0,285 6 X

1,1106^ W = =0,894 A4BℎA. 6 > `0,8542 − 0,42 A4BℎA − 0,0002436 =0,894>

− 0,1703 =−0,048>a + 0,382 6 `0,9a W = =0,894 A4BℎA. 6 >`0,434 AB4ℎA − 0,000217 − =−0,00174>a + 0,343 6 W = =0,894 A4BℎA. 6 >. `0,532 A4BℎAa + 0,344 6 W = =0,894>. `0,532a + 0,344 W = 0,81 bc

3.5.7 Jumlah Sabuk

Jumlah sabuk yang akan digunakan pada mesin pengayak dapat ditentukan menggunakan Persamaan 2.18: W

d= W\. S

P2

0,09 bc d=

0,81bc . 0,99 0,09 bc

d= 0,8 bc = 0,112 Jadi jumlah sabuk yang digunakan sebanyak 1 buah sabuk.

3.5.8 Gaya Tarik Sabuk

Besarnya nilai gaya yang terjadi pada sabuk pada saat sabuk meneruskan putaran dari motor penggerak ke poros adalah tergantung dari jenis bahan dan tipe sabuk yang digunakan. Dalam hal ini karena sabuk yang digunakan adalah sabuk dari bahan karet dan tipe A (Tabel 3.3), maka ada beberapa konstanta-konstanta yang harus diketahui dari sabuk tersebut diantaranya koefisien gesekan yang terjadi dengan puli, tegangan tarik sabuk yang diizinkan dan massa jenis sabuk.

Tabel 3.3 Keterangan Sabuk (Standar Mitsuboshi)

Keterangan Dimensi

Panjang sabuk

30 inchi = 762 mm Tegangan tarik yang diizinkan

4,5 N/mm 2 Dimensi sabuk

12,5 x 9 x 5,95 mm Massa jenis sabuk (

1,3i10 b]/

)'fgh

Koefisien gesek antara sabuk

dan puli baja ( µ )

3.5.9 Menghitung Kecepatan Linier Sabuk

Kecepatan sabuk dapat dicari dengan Persamaan 2.19:

3.5.10 Menghitung Sudut Kontak Puli

Sudut kontak pulai dapat ditentukan dengan Persamaan 2.16: 57=56 − 6>

P = 180° −

P = 180° −

3.5.11 Menghitung Gaya Tarik Sentrifugal Sabuk

Gaya tarik sentrifugal sabuk dapat dicari dengan Persamaan 2.20: c! . j

kB = ]. Berat sabuk (Ws) dapat diperoleh dari persamaan berikut:

c! = ) . ] Massa sabuk ( ) ) digunakan persamaan berikut:

) =e )'fgh . Luas penampang sabuk (A sabuk ) berbentuk penampang trapesium.

Gambar 3.6 Penampang Sabuk Berbentuk Trapesium

W 1 = 12,5 mm; W 2 = 5,59 mm; T = 9 mm

Maka luas penampang sabuk adalah

Volume sabuk adalah :

)'fgh = )'fgh . 96

Massa sabuk adalah sebesar: ) =e )'fgh . )'fgh

) = 1,3i10 _ b]/

= 0,08 b] Berat sabuk adalah: c! = ) . ]

c! = 0,08 b] . 9,81 /! c! = 0,78 d

Gaya tarik sabuk pada puli dapat ditentukan dengan Persamaan 2.20:

c!. j kB =

0,78 d . =0,48 /!> kB =

kB = 0,45 d

Menentukan gaya tarikan sabuk pada sisi kencang, dapat menggunakan Persamaan 2.21:

o ' = 365,85 d Menentukan nilai sisi kendor sabuk pada sisi kencang menggunakan Persamaan 2.22:

o ' o f = r sT

365,85 d o f = r = , t , u>

= 107,14d

Maka besarnya gaya tarikan efektif yang terjadi pada puli, dapat diketahui dari Persamaan 2.23.

o vw =o ' −o f o vw =o ' −o f

3.5.12 Menghitung g gaya tumpuan pada poros

Menentukan n nilai momen M yang terjadi pada poros, , dapat diperoleh menggunakan persam maan momen.

Gambar 3.7 G Poros pada Batang Pengayun

DBB Awal 258,71 N

Fby

Fcy

Gambar 3.8 G Diagram Benda Bebas Awal

+↑ Σ Mc = 0

−258,71 d = 170> + + oD{ =110> = 0 −143980,7 d + + oD{ = 110> = 0

43980,7 d oD{ = 110

= 399,82 d = 399,82 d

d + oB{ = 0 141,1 d oB{ = −141,11 d =↓> oB{

DBB Akhir

G Gambar 3.9 Diagram Benda Bebas Akhir

3.5.13 Menentukan n Momen puntir poros

Menentukan n nilai momen puntir yang terjadi pada poros os, dapat dihitung dari setiap potongan p n poros. Dengan demik ikian DBB menjadi:

258,71 N 141 41,11 N

399,82 N

Gambar 3.10 Potongan Poros

Potongan I

258,71 N

Gambar 3.11 Potongan Pertama

+ ↑ }o{ = 0

−258,71 d + = 0 = 258,71 d

+ }~x = 0 −258,71 d=i> = > − ~i = 0 ~i = 258,71= =i> •=0

~i = 258,71 71 =0>

~i = 0 • = 60 ~i = 258,71 71 d =60

= 15522,6 d d

Potongan II

258 58,71 N

399,82 N

Gambar 3.12 Potongan Kedua

+↑ }o{ = 0

−258,71 d + 399,82 − = 0 = 141,1 d

+ }~i = 0 −258,71 71 d =i> + 399,82 d =i − 60

> − ~i = =0 Mx = −258,71 71 d=i> + 399,82

~i = −258,71 71 d=60

− 60 >=0 ~i = −15922 15922,42 d

X = 170 ~i = 258,71 71 d =170

− 60 > ~i = 43980 ,7 d + 43980,2 d

> − 399,82 d =170

~i = −0,5 d d

Diagram momen punt ntir

F (N)

15522,6 N

Posisi X (mm)

Gambar 3.13 Diagram Momen Puntir