62 Maka volume total adalah:
V
total
= V
1
+ V
2
+ V
3
V
total
= 78072,96 + 130443,45 + 319725
V
total
= 528241,41 mm
3
Maka berat batang torak W adalah :
W = ρ . V
TOTAL.
g
;
Massa jenis ρ = 7822 kgm
3
W = 7822. 5,28241.10
-9
.9,81
W = 40,53 N
4.5 BANTALAN
Bantalan adalah elemen mesin penumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung dengan halus, aman, dan
masa pakai yang relative lama. Bantalan harus cukup kuat dan kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan
tidak bekerja dengan baik, maka prestasi seluruh system akan menurun atau tidak dapat bekerja sebagai mana mestinya.
Dalam pemilihan bantalan untuk poros yang berputar, perlu diperhatikan beberapa hal seperti besarnya beban yang terjadi, kekerasan, umur
bantalan, serta keuntungan dan kerugian dari suatu jenis bantalan. Dalam perencanaan ini untuk poros engkol dipilih gelinding, karena beban yang terjadi
63 tidak terlalu besar serta putaran yang relatif rendah. Adapun keuntungan dari
penggunaan bantalan gelinding diantaranya ;
Gambar 4.7 penampang bantalan
Gesekan yang kecil, terdapat sedikit keausan, pemakaian pelumas yang lebih hemat, mudah dibongkardan diganti. Sedangkan kerugiannya antara lain
membutuhkan ruang yang lebih luas dibandingkan dengan bantalan luncur, serta peka terhadap kotoran dan debu.
Bantalan yang digunakan adalah bantalan gelinding dengan roda bantalan berbaris tunggal. Untuk bantalan gelinding gaya aksial yang terjadi
sangat kecil, sehingga gaya aksial dapat diabaikan. Beban ekivalen yang terjadi adalah :
P
r
= v.x.F
r
+ y.F
a
Dimana : P
r
= Beban ekivalen yang terjadi x = Faktor beban radial
v = Faktor mekanisme bantalan
64 F
r
= Faktor beban aksial F
a
= Gaya aksial yang terjadi Ukuran bantalan dapat ditentukan melalui diameter poros engkol, dimana
diameter poros engkol 75 mm. Maka ukuran – ukuran bantalan yang digunakan adalah sebagai berikut :
Diameter dalam d = 75 mm
Diameter luar D = 160 mm
Ketebalan B = 37 mm
Beban dinamis yang diizinkan C = 87,2 kN
Champer r = 2 mm
Kedua bantalan yang menumpu poros engkol mempunyai ukuran dan jenis yang sama.
4.6 SABUK DAN PULLI 4.6.1 Sabuk
Sabuk yang dipergunakan dalam perencanaan ini merupakan jenis sabuk –V yang digerakkan oleh motor listrik dengan daya 35 kW. Dalam
merencanakan ukuran sabuk, dilakukan perhitungan analitis maupun dengan menggunakan grafis seperti pada gambar 4.8 yang diambil dari [11]. Grafik ini
bertujuan untuk menetukan tipe sabuk dari parameter daya koreksi dan putaran pada pulli terkecil.
Daya rencana :P
c
= 1,2.P P
c
= 1,2. 35 kW P
c
= 42 kW
65
Gambar 4.8 Grafik Menentukan Tipe Sabuk
Dari hasil survey lapangan diketahui bahwa motor listrik yang digunakan dengan frekuensi , f = 40 Hz dan jumla pole, p = 4; sehingga putaran
pulli terkecil : rpm
p f
N 1200
4 40
. 120
. 120
= =
=
Sehingga dari grafik pada gambar 4.8 diperoleh jenis sabuk C dengan merencanakan diameter pulli d = 250 mm atau sama dengan 9,84 inchi.
66 Perbandingan transmisi i menurut [11]:
d D
n N
i =
=
Dimana : N = Putaran motor listrik
n = Putaran kompresor D = Diameter pulli kompresor
d = Diameter pulli motor listrik
d D
i =
= 965
1200
Maka D = 1,2. 250 mm = 300 mm
Jarak sumbu kedua pulli Cmenurut [11] :
D d
i C
+ +
= 2
. 1
300 2
250 .
1 2
, 1
+ +
= C
mm C
600 =
Diambil : C = 600 mm
Panjang puncak sabuk L menurut [11] :
C d
D d
D C
L .
4 .
57 ,
1 .
2
2
− +
+ +
=
690 .
4 250
300 250
300 .
57 ,
1 600
. 2
2
− +
+ +
= L
mm L
03 ,
2064 =
; diambil L = 81 in = 2057,4 mm
67 Dengan demikian dipilih ukuran standar jenis sabuk 22 C
Jumlah sabuk z menurut [11] :
r C
H P
z =
r r
H k
k H
. .
2 1
= Harga k
1
dapat diperoleh dari grafik pada gambar 4.9 ; sedangkan nilai k
2
dapat diperoleh dari tabel dari lampiran 4.
− +
− −
− =
a r
k r
C d
r d
r C
d r
C d
C C
H 1
1 .
. .
log .
. .
2 4
2 3
2 1
hp ;
diambil dari [9]
Gambar 4.9 Grafik Menentukan Harga K
1
Dimana : C
1
,C
2
,C
3
,C
4
; diperoleh dari tabel pada lampiran 5 berdasarkan penampang sabuk d = Diameter pulli motor listrik in
68
C E
A D
B
r =
2 ,
1 965
1200 965
= =
N
k
a
= faktor perbandingan putaran yang harganya dapat dilihat pada lampiran 6 Untuk penampang sabuk C, diperoleh :
C
1
= 2,786 , C
2
= 9,788 , C
3
= 7,46.10
-4
, C
4
= 0,5214 Pada
= d
D
1,2 ; maka diperoleh k
a
= 1,0463
Kedudukan sabuk dan pulli dapat dilihat pada gambar 4.10.
Ө
Gambar 4.10 Kedudukan Sabuk Terhadap Pulli
AB = 600 mm CD = BE =
2 2
300 .
4 1
600 −
BE = 595,3 mm Bila sudut CAB =
α ; maka
= =
AB BE
α
sin
0,992
o
8 ,
82 =
α
o
64 ,
165 .
2 =
= α
θ Sehingga dari gambar 4.9 diperoleh k
1
= 0,76sedangkan dari lampiran 4 untuk jenis sabuk 22 C dan L = 81 in diperoleh k
2
= 0,89.
69
−
+
−
− −
=
a r
k r
C d
r d
r C
d r
C d
C C
H 1
1 .
. .
log .
. .
2 4
2 3
2 1
; diambil dari [9]
− +
− −
− =
−
0463 ,
1 1
1 2
, 1
. 788
, 9
84 ,
9 .
2 ,
1 84
, 9
. 2
, 1
log .
5214 ,
84 ,
9 .
2 ,
1 .
10 .
46 ,
7 84
, 9
788 ,
9 786
, 2
2 4
r
H
hp H
r
8419 ,
13 =
r r
H k
k H
. .
2 1
= 8419
, 13
. 89
, .
76 ,
=
r
H hp
H
r
36 ,
9 =
P
c
= 42 kW = 56,28 hp Jadi jumlah sabuk :
01 ,
6 36
, 9
28 ,
56 =
= =
r C
H P
z Diambil : z = 6 buah
Ukuran penampang sabuk-V seperti terlihat pada gambar 4.11 dapat ditentukan berdasarkan tabel pada lampiran 7.
Gambar 4.11 Bentuk Penampang Sabuk
70 Untuk jenis sabuk 22 C diperoleh :
• Lebar a = 22 mm
• Tebal sabuk tunggalb = 13 mm
• Tebal sabuk bergabung b
’
= 17 mm
4.6.2 Pulli
Ukuran-ukuran utama pulli disesuaikan dengan ukuran sabuk –V yang digunakan. Pada gambar 4.12 dapat dilihat bentuk penampang pulli, dimana
ukuran pulli pada motor listrik dan pada kompresor adalah sama, tetapi diameternya saja yang berbeda.
Gambar 4.12 Bentuk Penampang Pulli
Untuk
o
40 =
α dan sudut SPQ = 70
o
, maka mm
tg x
73 ,
4 70
13 = =
71 c = a – 2.x
= 22 – 2.4,73 mm = 12,54 mm B = 6.a + 7.c
B = 6.22 + 7.12,54 B = 220 mm
4.7 KATUP VALVE
Katup bergerak secara otomatis sesuai dengan gerakan ke luar masuk udara bertekanan yang melewatinya. Katup banyak digunakan pada kompressor
bertekanan positif positive displacement compressor. Katup yang dipakai terdiri atas dua tipe, yaitu poppet valve dan channel
valve. Di mana channel valve dapat digunakan sebagai katup masuk inlet dan katup ke luar discharge, hanya dengan mengubah posisi pegas penekan pada
katup, berbeda dengan poppet valve.
S c R P X X Q
72
Gambar 4.13 ChannelValve
Katup harus memiliki daya tahan yang baik, terutama terhadap besarnya tekanan udara, tahan terhadap getaran serta mampu mengikuti timing
pergerakan udara bertekanan. Hal ini menjadi syarat utama untuk dapat beroperasi dengan baik.
Gambar 4.14 Poppet valve
73
73
BAB V ANALISA KEKUATAN KOMPONEN UTAMA KOMPRESOR
5.1 KEKUATAN SILINDER
Dinding silinder akan mengalami tegangan menanjang dan tegangan melintang akibat tekanan kompresi. Dimana tegangan memanjang dianalisa
sepanjang silinder sedangkan tegangan melintang dianalisa pada penampang melintang selinder tersebut.
5.1.1 Tegangan Tarik
Penampang silinder yang mengalami tegangan tarik dapat dilihat pada gambar 5.1.
Gambar 5.1 Distribusi Gaya pada Penampang Silinder
1
. .
. σ
π t D
P =
p D
F .
. .
4 1
2
π
=
F P
= p
D t
D .
. 4
1 .
. .
2 1
=
σ π
