Pengujian Dan Analisa Alat Pembutan Es Krim Dengan Kapasitas Tabung 4 Kg Berat Adonan Es Krim

(1)

KARYA AKHIR

PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT PEMBUAT ES KRIM

DENGAN KAPASITAS TABUNG 4 KG

BERAT ADONAN ES KRIM

OLEH :

WAWAN ADHIAKSA NIM : 025202022

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA – IV

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN


(2)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Karya Akhir ini dengan judul “PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT PEMBUAT ES KRIM DENGAN KAPASITAS TABUNG 4 KG BERAT ADONAN ES KRIM.”.

Penyusunan laporan Karya Akhir ini dilakukan untuk menyelesaikan Studi di Program Studi Teknologi Mekanik Industri Universitas Sumatera Utara, sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan.

Dalam kegiatan penulis untuk menyelesaikan Karya Akhir ini, penulis telah banyak mendapat bantuan berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai pihak. Untuk itu maka dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Isril Amir, sebagai Dosen Pembimbing penulis

2. Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Ketua Program Studi Teknologi Mekanik Industri Program Diploma-IV, FT USU.

3. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc sebagai koordinator Program Studi Teknologi Mekanik Industri Program Diploma - IV, FT USU

4. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

5. Kepada orang tua penulis ayahanda Wagiran dan ibunda Sutarmi, yang sudah memberikan doa yang tiada henti-hentinya , semangat dan juga


(3)

bantuan baik moril maupun materiil sehingga penulis bisa menyelesaikan studi penulis di Fakultas Teknik ini.

6. Adik-adik penulis,Wita, Komar, dan Fikri dan juga keponakan penulis Daffa yang sudah memberikan warna dalam kehidupan penulis , semangat dan juga doanya.

7. Zahara Ulfa SP. Yang telah banyak membantu penulis lahir dan bathin sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik.Juga Abah dan Mak serta adik-adiknya yang telah mendoakan penulis.

8. Teman teman penulis, khususnya stambuk 02, Andi SST, Rahmat SST, Dhani SST, Andi BM, Tono, Irfrans, dan teman-teman lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Buat rekan-rekan 03, terutama Yudi (akhirnya selesai juga ya TA kita....) dan Koko SST (makasi banyak ya...) Penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna adanya, karena masih banyak kekurangan baik dari segi ilmu maupun susunan bahasanya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi menyempurnakan laporan ini.

Akhir kata bantuan dan budi baik yang telah penulis dapatkan, menghaturkan terima kasih dan hanya Allah SWT yang telah memberikan limpahan berkat yang setimpal. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis sendiri tentunya.

Medan, April 2008 Penulis


(4)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR LAMPIRAN ... vii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2 Sejarah es krim ... 1.3 Struktur dan kandungan es krim ... 2

1.4.Tujuan dan manfaat ... 3

1.5.Sistematika Penulisan ... 4

1.6. Batasan Masalah ... 5

1.7 Metode pengujian ... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Kualitas dan pembuatan es krim ... 6

2.2 Gambar Penampang Mesin Pembuat es Krim ... 7

2.3.Cara Kerja Mesin Pembuat Es Krim ... 9

2.4.Komponen Sistem Transmisi ... 9

2.5 Effisiensi alat pembuat es krim ... 10

2.6 Kapsitas alat pembuat es krim ... 10

2.7 Perpindahan kalor konduksi ... 10

2.7.1 Bidang Silinder ... 11

2.7.2 Konduktivitas Termal ... 13

BAB III PERENCANAA DAN SPESIFIKASI MESIN PEMBUAT ES KRIM ... 15

3.1 Fluida yang diaduk ... 15

3.2 Penetapan kapasitas tabung es krim ... 15

3.3 Effisiensi alat pembuat es krim ... 15

3.4 Pembuatan es krim ... 16

3.4.1 Bahan pembuat es krim ... 16


(5)

BAB IV PROSEDUR, HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN

ALAT ... 17

4.1 Tempat dan waktu pengujian . ... 17

4.2 Uji fungsi ... 17

4.2.1 Prosedur Uji Fungsi ... 17

4.2.2 Hasil uji fungsi ... 18

4.2.3 Analisa uji fungsi ... 18

4.3 Kinerja sistem transmisi ... 19

4.3.1 Prosedur Kinerja Sistem Transmisi ... 19

4.3.2 Hasil Kerja Sistem Transmisi ... 19

4.3.3 Analisa kinerja sistem transmisi ... 20

4.3.3.1 Analisa dari segi waktu ... 20

4.3.3.2 Analisa dari segi kebutuhan es pendingin ... 21

4.4 Uji Sfesifikasi ... 23

4.4.1 Prosedur Uji Sfesifikasi ... 23

4.4.2 Hasil uji Spesifikasi ... 24

4.5 Analisa perbandingan alat pembuatan es krim ... 24

4.5.1 Perbandingan dari segi waktu ... 26

4.5.2 Perbandingan dari segi kebutuhan es pendingin ... 26

4.5.3 Perbandingan dari segi biaya operasional ... 27

4.6 Analisa perpindahan kalor konduksi ... 28

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 30

5.1 Kesimpulan ... 30

5.2 Saran ... 30 DAFTAR PUSTAKA


(6)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mesin pembuat es krim ... 8

Gambar 2.2 Aliran kalor satu-dimensi melalui silinder bolong dan analogi listriknya ... 12

Gambar 2.3 Aliran kalor satu-dimensi melalui penampang silinder dan analogi listriknya ... 13

Gambar 4.1 Grafik biaya listrik PLN dari segi waktu ... 21

Gambar 4.2 Grafik biaya operasional keseluruhan ... 23

Gambar 4.3 Alat pembuat es krim pada pabrik... 25

Gambar 4.4 alat pembuat es krim yang dirancang ... 25

Gambar 4.5 Perbandingan waktu pembuatan es kirm antara alat dari pabrik dan yang dirancang ... 26

Gambar 4.6 Grafik biaya operasional keseluruhan ... 28


(7)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konduktivitas Termal ... 14

Tabel. 4.1 Hasil uji fungsi ... 18

Tabel. 4.2 Hasil kinerja sistem transmisi ... 20

Tabel. 4.3 Hasil uji spesifikasi ... 24

Tabel 4.4 sfesifikasi tiap-tiap alat ... 25


(8)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Tegangan lentur yang diizinkan σba (kg/mm2) Lampiran 2 Faktor bentuk roda gigi cacing (Y)

Lampiran 3 Faktot tahan aus (Kc) Lampiran 4 Faktot sudut kisar (Kγ)

Lampiran 5 Tegangan lentur dan tegangan kontak yang diizinkan (roda gigi kerucut)

Lampiran 6 Faktor dinamis roda gigi kerucut Lampiran 7 Faktor beban lebih Ko, Co

Lampiran 8 Koefesien geometri (J) untuk roda gigi kerucut lurus dengan sudut tekan 20 ° dan sudut poros 90 °

Lampiran 9 Faktor pembagi beban Km, Cm Lampiran 10 Koefesien elastis Cp

Lampiran 11 Faktor geometri (I)

Lampiran 12 Konversi satuan AS yang umum ke satuan SI Lampiran 13 Konversi satuan SI ke satuan AS yang umum


(9)

sBAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Produk es krim merupakan salah satu kebutuhan yang digemari masyarakat pedesaan dan kalangan anak-anak hingga orang tua. Umumnya pengusaha kecil dalam kegiatan produk es krimnya masih tradisional, Seperti yang dilakukan oleh perusahaan es krim di Jl. Cengkeh Turi Pasar 10 Binjai. Caranya yaitu adonan es krim diputar-putar didalam boss menggunakan tangan selama 2–2,5 jam/boss. Kondisi semacam ini tidak menguntungkan karena terlalau lama, dan pekerja sebagai pemasar kehilangan waktu efektifnya untuk segera menjualkan esnya di lingkungan pedesaan.

Problem-problem diatas dikarenakan antara lain kurangnya pengalaman, modal terbatas, penerapan sikap yang salah, kurang mengikuti informasi dan perkembangan, dan kekeliruan pengelolaan Pemecahan masalah yang dilakukan yaitu merujuk pada rumusan masalah berikut:

1. Bagaimana konstruksi alat pembuat es krim?

2. Bagaimana kemudahan/kesulitan mengoperasikan alat?

3. Bagaimanakah unjuk kerja alat pembuat es krim ditinjau dari kualitas dan kuantitas produksinya

1.2Sejarah Es Krim

Es krim dikenal sejak zaman Romawi, yaitu pada 400 tahun Sebelum Masehi. Produksi es krim secara komersial mulai dilakukan pada abad ke-18,


(10)

menyusul ditemukannya mesin freezer pada tahun 1846. Pabrik es krim pertama dibangun di Baltimore, Amerika Serikat, pada tahun 1851.

Es krim dapat dikatakan sebagai jenis hidangan paling populer di dunia. Pada tahun 2003, produksi es krim dunia mencapai lebih dari satu miliar liter dan dikonsumsi oleh miliaran konsumen per tahun.

Menurut Standar Nasional Indonesia, es krim adalah sejenis makanan semi padat yang dibuat dengan cara pembekuan tepung es krim atau campuran susu, lemak hewani maupun nabati, gula, dan dengan atau tanpa bahan makanan lain yang diizinkan. Di pasaran, es krim digolongkan atas kategori economy, good average dan deluxe.

1.3 Struktur Dan Kandungan Es Krim

Es krim tidak lain berupa busa (gas yang terdispersi dalam cairan) yang diawetkan dengan pendinginan. Walaupun es krim tampak sebagai wujud yang padu, bila dilihat dengan mikroskop akan tampak ada empat komponen penyusun, yaitu padatan globula lemak susu, udara (yang ukurannya tidak lebih besar dari 0,1 mm), kristal-kristal kecil es, dan air yang melarutkan gula, garam, dan protein susu.

Berbagai standar produk makanan di dunia membolehkan penggelembungan campuran es krim dengan udara sampai volumenya menjadi dua kalinya (disebut dengan maksimum 100 persen overrun). Es krim dengan kandungan udara lebih banyak akan terasa lebih cair dan lebih hangat sehingga tidak enak dimakan. Bila kandungan lemak susu terlalu rendah, akan membuat es lebih besar dan teksturnya lebih kasar serta terasa lebih dingin. Emulsifier dan stabilisator dapat


(11)

menutupi sifat-sifat buruk yang diakibatkan kurangnya lemak susu dan dapat memberi rasa lengket.

1.4Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan dari pengujian dan analisis kerja alat pembuat es krim adalah 1 Untuk mengetahui kekuatan komponen-komponen dan effisiensi alat pembuat es krim yang telah dirancang yaitu termasuk uji fungsi, kinerja sistem transmisi, dan uji sfesifikasi.

2 Untuk mengetahui kualits es krim yang dibuat dengan alat yang telah dirancang.

Manfaat Perancangan alat pembuat es krim ini adalah :

1. Dapat menambah wawasan tentang proses pembuatan es krim dan mengaplikasikan ilmu yang didapat selama perkuliahan yang digunakan untuk merancang alat pembuat es krim

2. Untuk mendukung pengembangan teknologi tepat guna bagi para industri kecil dan menegah.

3. Bagi mahasiswa yang ingin dan tertarik dapat mengembangkan dari alat pembuat es krim ini.


(12)

1.5 Sistematika Penulisan

Adapun sistematis penulisan karya akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Pendahuluan. Pada bab ini akan dibahas mengenai pengusaha pembuatn es krim secara tradisional. Tujuan dan Manfaat Perancangan, Sistematis Penulisan, Batasan Masalah dan Metode Perancangan.

II. Tinjauan Pustaka. Pada bab ini akan dibahas mengenai berbagai kualitas es krim dari yang sedang dan yang baik. Komponen-komponen sistem transmisi, kapasitas produksi dan effisiensi alat pembuat es krim.

III. Prosedur Pengujian dan analisis. Bab ini terdiri dari tempat dan waktu pelaksanaan pengujian dan analisi, bahan dan peralatan yang dipakai, serta tahapan dan prosedur pengujian.

IV. Hasil dan Analisa Pengujian. Bab ini membahas tentang hasil data dari setiap pengujian melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan memaparkan kedalam bentuk tabel dan grafik.

V. Kesimpulan. Pada bab ini akan memaparkan kesimpulan dari analisa beberapa pengujian alat pembuat es krim.

Daftar Pustaka. Referensi yang mendukung karya akhir ini akan secara lengkap disajikan untuk kemudahan dalam mencari data maupun bahan kajian berikutnya.

Lampiran. Segala data hasil survey, data pendukung rancangan serta beberapa lampiran yang digunakan dalam penulisan Karya Akhir ini dilampirkan guna memudahkan dalam mencari maupun sebagai bahan kajian berikutnya.


(13)

1.6 Batasan masalah

Dalam penulisan karya akhir ini, pembahasan dibatasi sebagai berikut 1. Uji fungsi

2. Kinerja sistem transmisi 3. Uji Sfesifikasi, dan

4. Kualitas es krim yang dibuat dengan alat pembuat es krim

1.7 Metode Pengujian

Metode yang dilakukan dalam pengujian yaitu pengujian fungsi setiap komponen alat dan yang kedua adalah kinerja sistem transmisi, selanjutnya uji sfesipiksi dan yang terakhir adalah pengujian kualitas es krim yang dibuat dengan alat pembuat es krim.


(14)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kualitas dan pembuatan es krim

Es krim adalah sejenis makanan semi padat. Di pasaran, es krim digolongkan atas kategori economy, good average dan deluxe. Perbedaan utama dari ketiga jenis es krim tersebut terletak pada kualitas dan kandungan lemak

susunya. Es krim kualitas sedang tergolong es krim agak baik, adonannya terdiri

dari susu, gula putih, kuning telur, tepung, maizena, pewarna yang aman terhadap kesehatan, pengharum/vanili, air, dan garam secukupnya.

Es krim kualitas baik adonannya dapat dibeli di toko, adonan ini merupakan barang paten dan siap digunakan. Bahan tersebut dapat langsung dimasukkan ke dalam tabung/boss es dan diberi air sesuai petunjuk lalu diputar. Dalam waktu sekitar 60 menit es krim telah jadi dan siap dihidangkan.

Pembuatan es krim sebenarnya sederhana saja, yakni mencampurkan bahan-bahan dan kemudian mendinginkannya. Air murni pada tekanan 1 atmosfer akan membeku pada suhu 0ºC. Namun, bila ke dalam air dilarutkan zat lain, titik beku air akan menurun. Jadi, untuk membekukan adonan es krim pun memerlukan suhu di bawah 0ºC. Misalkan adonan es krim dimasukkan dalam wadah logam, kemudian di ruang antara ember kayu dan wadah logam dimasukkan es.

Awalnya, suhu es itu akan kurang dari 0ºC (coba cek hal ini dengan mengukur suhu es yang keluar dari lemari pendingin). Namun, permukaan es yang berkontak langsung dengan udara akan segera naik suhunya mencapai 0ºC


(15)

dan sebagiannya akan mencair. Suhu campuran es dan air tadi akan tetap 0ºC selama esnya belum semuanya mencair. Seperti disebut di atas, jelas campuran es krim tidak membeku pada suhu 0ºC akibat sifat koligatif penurunan titik beku.

Bila ditaburkan sedikit garam ke campuran es dan air tadi, kita mendapatkan hal yang berbeda. Air lelehan es dengan segera akan melarutkan garam yang kita taburkan. Dengan demikian, kristal es akan terapung di larutan garam. Karena larutan garam akan mempunyai titik beku yang lebih rendah dari 0ºC, es akan turun suhunya sampai titik beku air garam tercapai. Dengan kata lain, campuran es krim tadi dikelilingi oleh larutan garam yang temperaturnya lebih rendah dari 0ºC sehingga adonan es krim itu akan dapat membeku.

Tetapi, kalau campuran itu hanya dibiarkan saja mendingin tidak akan dihasilkan es krim, melainkan gumpalan padat dan rapat berisi kristal-kristal es yang tidak akan enak kalau dimakan. Bila diinginkan es krim yang enak di mulut, selama proses pembekuan tadi adonan harus diguncang-guncang. Pengocokan atau pengadukan campuran selama proses pembekuan merupakan kunci dalam pembuatan es krim yang baik.

2.2 Gambar Penampang Mesin Pembuat es Krim

Untuk menghasilkan sebuah es krim, adonan yang sudah dibuat harus dimasukan kedalam alat pembuat es krim, yang cara kerjanya adalah diputar baik secara manual ataupun dengan menggunakan motor penggerak. Alat di disain sedemikian rupa untuk menghasilkan pembuatan es krim yang baik. Dibawah ini adalah contoh mesin pembuat es krim


(16)

1 2 3

4 5

6

7 8

9 10

Gambar 2.1 Mesin pembuat es krim Keterangan :

1. Motor penggerak

2. Gear box roda gigi cacing 3. Sabuk transmisi

4. Puli

5. Roda gigi kerucut 6. Pengaduk

7. Tabung pendingin 8. Tempat adonan es krim 9. Saluran pembuangan 10.Rangka batang

Daya dari motor penggerak diteruskan pada bagian sistem transmisi yang berupa puli dan roda gigi dan selanjutnya diteruskan tabung tempat adonan es krim. Dalam hal ini pengaduk tetap diam sedangkan tempat adonan es krim yang berputar.


(17)

2.3 Cara Kerja Mesin Pembuat Es Krim

Cara kerja mesin pembuat es krim adalah sebagai berikut :

1. Setelah adonan es krim selesai kemudian diletakan didalam tabung es (alat pembuat es krim dengan temperatur sekitar 30 ºC .

2. Pada sistem ini alat pembut es krim dilengkapi dengan motor penggerak sebagai penggerak utama , dimana dalam perencanaan ini motor penggerak yang dipergunakan adalah elektromotor.

3. Tenaga yang dihasilkan elektromotor ditransmisikan melalui puli dan roda gigi, roda gigi yang dipergunakan disini adalah roda gigi cacing yaitu untuk memtrasmisikan putaran pada sumbu poros yang tidak sejajar dan roda gigi kerucut untuk mentrasmisikan putaran pada poros harizontal menjadi vertikal.

4. Akibat adanya perbedaan temperatur antara tabung pendingin dengan tabung adonan es krim maka temperatur pada tabung pendingin (0ºC) akan berpindah kebagian tabung adonan yang mengakibatkan adona es krim akan membeku.

2.4 Komponen sistem transmisi

Sistem transmisi merupakan bagian yang terpenting didalam alat pembuat es krim karena prores pembuat es krim tidak akan berjalan tanpa adanya sistem transmisi. Dalam perancangannya sistem transmisi yan digunakan adalah puli dan roda gigi.


(18)

2.5 Effisiensi alat pembuat es krim

Perbandingan daya yang dibutuhkan untuk menggerakan tabung es dengan daya output dari motor penggerak dapat dihitung dengan rumus berikut :

(%) erak motorpengg smisi sistemtran P P = η (2.1)

2.6 Kapasitas alat pembuat es krim

Kapasitas es krim dapat dihitung dengan rumus berikut :

Waktu adonan massa

Q= (2.2)

Kapasitas dapat ditentukan dari hasil percobaan biasanya kecepatan produksi pada awal pengerjaan agak lama bila dibandingkan dengan proses yang ke dua.

2.7 Perpindahan kalor konduksi

Jika pada suatu benda terdapat gradien suhu (Temperatur Gradient), maka menurut pengalaman akan terjadi perpindahan energi dari bagian bersuhu tinggi kebagian bersuhu rendah. Dapat dikatakan bahwa energi berpindah secara konduksi berbanding dengan gradien suhu normal :

x T A q ∂ ∂ ~

Jika dimasukkan konstanta proposionalitas atau tetapan kesebandingan, maka :

x T KA q ∂ ∂ − = (2.3)

Dimana q adalah laju perpindahan kalor dan x T

merupakan gradien suhu ke arah


(19)

sedangkan tanda minus diselipkan agar memenuhi hukum thermodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ketempat yang lebih rendah. Pada persamaan diatas disebut juga hukum Fourier tentang konduksi kalor, yaitu menurut nama ahli matematika fisika bangsa Perancis, Joseph Fourier yang telah memberi sumbangan yang sangat penting dalam pengolahan analitis masalah perpindahan kalor konduksi. 2.7.1 Bidang Silinder

Perhatikan suatu silinder panjang dengan jari-jari dalam ri, jari-jari luar

rO, dan panjang L, seperti pada gambar 2.2. Silinder mengalami beda suhu Ti- To

rL Ar =2π

. Untuk silinder yang panjangnya sangat besar dibandingkan dengan diameternya, dapat diandaikan bahwa aliran kalor berlangsung menurut arah radial, sehingga koordinat ruang yang diperlukan untuk menentukan sistem ini adalah r . Hukum Fourier digunakan lagi dengan menyisipkan rumus luas yang sesuai. Luas bidang aliran kalor dalam sistem silinder adalah

Sehingga hukum Fourier menjadi

dr dT kA qr =− r


(20)

kL ri ro Rth π 2 ) / ln( = ri dr r ro q

L Ti To

q kL ri ro Rth π 2 ) / ln( =

Gambar 2.2 Aliran kalor satu-dimensi melalui silinder bolong dan analogi listriknya

Atau

dr dT krL

qr =−2π (2.4)

Dengan kondisi batas T= Ti pada r = r

T = T

i

o pada r = r

Penyelesaian persamaan 2.18 adalah

o ) / ln( ) ( 2 i o o i r r T T kL

q= π − (J.P. Holman: Perpindahan Kalor hal 30) (2.5) Dimana: q = Laju perpindahan kalor (W)

k = Konduktifitas thermal benda (W/m.ºC) L = Panjang benda (m)

(TiTo) = Beda temperatur di dalam silinder dengan luar silinder (ºC) ro = Jari-jari luar silinder (m)


(21)

T4 r4 T3 r3 T2 r2 T1 r1 q C B A

RA RB RC

T1 T2 T3 T4

q L k r r A π 2 ) 1 / 2 ln( L k r r B π 2 ) 2 / 3 ln( L k r r C π 2 ) 3 / 4 ln(

Konsep tahanan thermal dapat juga digunakan untuk dinding lapis rangkap berbentuk silinder, seperti halnya dengan dinding datar. Untuk sistem tiga lapis seperti pada gambar 2.8 penyelesaiannya adalah :

C B

A r r k r r k

k r r T T L q / ) / ln( / ) / ln( / ) / ln( ) ( 2 3 4 2 3 1 2 4 1 + + −

= π (2.6)

Sistem berbentuk bola dapat ditangani sebagai suatu dimensi apabila suhu berfungsi sebagai jari-jari saja aliran kalornya menjadi :

o i o i r r T T k q / 1 / 1 ) ( 4 −−

= π (2.7)

Gambar 2.3 Aliran kalor satu-dimensi melalui penampang silinder dan analogi listriknya

2.7.2 Konduktivitas Termal

Persamaan 2.17 merupakan persamaan dasar tentang konduktivitas termal. Berdasarkan rumus itu maka dapatlah dilaksanakan pengukuran dalam percobaan untuk menentukan nilai kondiktivitas termal berbagai bahan. Untuk meramalkan konduktivitas termal zatcair dan zat padat ada teori-teori yang digunakan dalam berbagai situasi tertentu. Mekanisme konduktivitas termal pada gas cukup sederhana. Energi kinetik molekul ditunjukan oleh suhunya, jadi pada bagian bersuhu tinggi molekul-molekul mempunyai kecepatan yang lebih tinggi dari pada


(22)

yang berada dibagian yang bersuhu rendah, molekul-molekul ini selalu berada dalam gerakan acak saling bertumbukan satu sama lain dinama terjadi pertukaran energi dan momentum. Jika suatu molekul bergerak dari daerah yang bersuhu tinggi kedaerah yang bersuhu rendah, maka molekul itu akan mengangkut energi kebagian sistem suhu yang lebih rendah

Nilai konduktivitas termal beberapa bahan diberikan pada tabel 2.1 dibawah ini.

Tabel 2.1 Konduktivitas Termal

Konduktivitas termal

Bahan W/m.ºC Btu/h.ft. ºF

Logam Perak (murni) Tembaga (murni) Alumunium (murni) Nikel (murni) Besi (murni) Baja karbon Timbal (murni) Baja krom nikel (18% Cr, 8%Ni) Zinc (murni) 410 385 202 93 73 43 35 16,3 112,2 237 223 117 54 42 25 20,3 9,4 Bukan logam Kuarsa Magnesit Marmar Batu pasir Kaca jendela Kayu mapel Serbuk gergaji Wol kaca 41,6 4,15 2,08-2,94 1,83 0,78 0,17 0,59 0,038 24 2,4 1,2-1,7 1,06 0,45 0,096 0,034 0,022 Zat cair Air raksa Air Amonia

Minyak lumas SAE 50 Freon 12, CCl2F2

8,21 0,556 0,540 0,147 0,073 4,47 0,327 0,312 0,085 0,042 Gas Hidrogen Helium Udara Uap air Karbon dioksida 0,175 0,141 0,024 0,0206 0,0146 0,101 0,081 0,0139 0,0119 0,00844


(23)

BAB III

PERENCANAA DAN SPESIFIKASI MESIN PEMBUAT ES KRIM

3.1 Fluida yang diaduk.

Peninjauan pada fluida yang akan diaduk perlu dilakukan dalam perancangan alat pembuat es krim. Fluida yang diaduk adalah yang termasuk dalam klasifikasi cairan kental yang nantinya akan membeku akibat pendinginan.

3.2 Penetapan kapasitas tabung es krim.

Kapasitas dari tabung es krim ini direncanakan yaitu sekitar 4 kg berat adonan es krim untuk tiap satu tabung es krim, dengan diameter 22,86 cm dan tinggi 40 cm.

3.3 Effisiensi alat pembuat es krim

Effisiensi dapat dapat dihitung dari persamaan (2.1) : 9984 , 0 25 , 0

2496 , 0 )

( 25 . 0

0023 , 0 2270 , 0 0203 . 0

= =

+ +

=

Hp


(24)

3.4 Pembuatan es krim 3.4.1 Bahan pembuat es krim

Bahan Jumlah

Tepung kanji 7 Ons

Tepung maizena 1 Bungkus

Air dingin 0,8 Liter

Air panas 2,5 liter

Susu 1 Sachset

Kelapa 5 Buah

Sari manis ½ Bungkus (secukupnya)

Gula 7 Ons

Pewarna es 1 Botol kecil

Santan kelapa ½ tabung adonan es krim

Garam 5 sendok makan

Garam kasar 4 genggam tangan

Es batangan 1 ½ batang

3.4.2 Cara pembuatan es krim

1. Tepung kanji dicampur air dingin 0,8 liter, dicampur secara perlahan-lahan hingga merata dan dicampur dengan maizena.

2. Masukan air panas 2,5 liter lalu diaduk hingga merata

3. Garam, gula, sari manis, dan susu dimasukan kedalam adonan. 4. Masukan santan dan aduk sampai merata dan masukan air kelapa. 5. Masukan pewarna dan aduk sampai merata.


(25)

BAB IV

PROSEDUR, HASIL DAN ANALISA PENGUJIAN ALAT

4.1 Tempat Dan Waktu Pengujian

Pengujian dilakukan ditempat pembuatan alat yaitu di bengkel las Jl. Grya Helvetia Medan

4.2 Uji fungsi

4.2.1 Prosedur Uji Fungsi

Dalam uji fungsi, bagian utama yang akan diuji yaitu sistem transmisi yang telah dibuat. Cara pengujiannya adalah:

1 Memastikan baut pengikat puli dalam sistem transmisi terpasang dengan baik

2 Memastikan puli dan sabuk terpasang dengan baik untuk menghindari slip

3 Menghidupkan motor listrik

4 Mengamati kerja listrik, poros, puli, bantalan, sabuk V, roda gigi cacing, roda gigi kerucut dan melihat apakah semua komponen tersebut bekerja dengan baik

5 Amati dan lihat dengan teliti putaran puli-nya terjadi slip atau

7 Bila semua komponen bekerja dengan baik dan sistem transmisi bisa bekerja sehingga dapat mereduksi kecepatan 1420 rpm menjadi 60 rpm,

sliding 6. Menghitung putaran akhir dari pemutar pada rangka atas sebelum


(26)

berarti sistem transmisi alat pembuat es krim tersebut siap untuk berproduksi.

4.2.2 Hasil uji fungsi Tabel. 4.1 Hasil uji fungsi

Bagian transmisi Pemasangan

Kinerja tanpa beban Baik Tidak Baik Tidak

Puli 1 (Ø 3”) √ √

Puli 2 (Ø 3”) √ √

Sabuk 38” √ √

Roda gigi cacing √ √

Puli 3 (Ø 4”) √ √

Puli 4 (Ø 3”) √ √

Sabuk 27” √ √

Roda gigi kerucut (10) √ √

Roda gigi kerucut (16) √ √

4.2.3 Analisa uji fungsi

Dari tabel 4.1 diatas bahwa semua komponen transmisi terpasang dengan baik, baut pengikat puli dipastikan kuat mengikat puli dan sabuk dipastikan tidak kedor, maka alat ini siap untuk digunakan


(27)

4.3 Kinerja sistem transmisi

4.3.1 Prosedur Kinerja Sistem Transmisi

Kinerja transmisi yang dirangkaikan dengan tabung es krim. Cara pengujiannya

1 Merakit semua bagian utama alat pembuat es krim yang siap dipakai untuk proses produksi

2 Membuat adonan es krim dan menuangkannya ke dalam tabung es krim 3 Memasang tabung es krim ke dalam tabung pendingin

4 Memecah es batu dan mencampur dengan garam, kemudian dimasukkan ke dalam tabung pendingin hingga ¾ tinggi tabung es krim

5 Menghidupkan alat pembuat es krim dan mengamati putaran tabung es krim tersebut

6 Setelah diputar ± 45 - 50 menit, sampai dihasilkan es krim yang dikehendaki;

7 Lepaskan penjepit putar dari piringan pemutar dan lepaskan tabung es krim dari penjepit putar;

8 Tabung es krim diangkat dan dimasukkan ke dalam gerobak dorong es krim untuk dipasarkan.

4.3.2 Hasil Kerja Sistem Transmisi

Setelah semua komponen berfungsi dengan baik maka akan dilakukan pengujian kedua. Dalam pengujian ini dilakukan dengan beban yang sama yaitu beban adonan es krim sebesar 4 kg, tetapi dengan putaran yang berbeda yaitu 60 rpm dan 100 rpm. Dibawah ini akan disajikan hasil kinerja sistem transmisi


(28)

Tabel. 4.2 Hasil kinerja sistem transmisi

Beban (kg) Putaran (rpm)

Lama pembuatan es

krim (menit)

Kebutuhan es pendingin

(batang)

4 60 50 0,5

100 45 1

Satu batang es berukuran 100 × 25 × 25 cm 4.3.3 Analisa kinerja sistem transmisi

Dalam hal ini akan dibandingkan penguunaan putaran yang effisien dari segi waktu dan dari segi kebutuhan es.

4.3.3.1 Analisa dari segi waktu

Untuk putaran 60 rpm dengan lama pembuatan es krim 50 menit, maka biaya penggunaan listrik dari PLN adalah :

Bila biaya listrik per kWH adalah Rp. 475,-, maka biaya total selama 50 menit : Biaya total = Rp. 475 × 50/60 × daya motor (kW)

= Rp. 475 × 50/60 × 0,25 × 0,746 = Rp. 73,8229 / produksi

Untuk putaran 100 rpm :

Biaya total = Rp. 475 × 45/60 × 0,25 × 0,746 = Rp. 66,4406 / produksi


(29)

Rp62.00 Rp64.00 Rp66.00 Rp68.00 Rp70.00 Rp72.00 Rp74.00 Rp76.00

Putaran (rpm)

B

ia

y

a

60 rpm 100 rpm

Gambar 4.1 Grafik biaya listrik PLN dari segi waktu

Dari grafik diatas jelas terlihat bahwa biaya terbesar kalau putaran tabung 60, jadi makin rendah putaran tabung makin lama proses pembuatan es krim sehingga biaya listrik PLN semakin banyak dan sebaliknya jika putaran tabung tinggi maka proses pembuatan es krim akan semakin cepat sehingga biaya listrik PLN tidak begitu banyak.

4.3.3.2 Analisa Dari Segi Kebutuhan Es Pendingin

Untuk putaran 60 rpm dengan lama pembuatan es krim 50 menit, maka biaya penggunaan es pendingin adalah :

Bila biaya es pendingin / batang adalah Rp. 18000,-, maka biaya total : Biaya total = Rp. 18000 × 0,5 = Rp. 9000 (untuk pembuatan awal)


(30)

Untuk proses pembuatan es krim kedua dan seterusnya perlu penambatan es pendingin sebanyak 0,1 batang.

Untuk putaran 100 rpm :

Biaya total = Rp. 18000 × 1 = Rp. 18000 (untuk pembuatan awal)

Untuk proses pembuatan es krim kedua dan seterusnya perlu penambatan es pendingin sebanyak 0,2 batang.

Bila alat direncanakan dalam waktu satu hari dapat memproduksi 10 tabung es, maka biaya total operasional keseluruhan untuk putaran 60 rpm adalah :

Biaya operasional keseluruhan = Rp.73,8229×10 + Rp.9000 + Rp.18000×0,1×9 = Rp. 25938,3

Untuk putaran 100 rpm

Biaya operasional keseluruhan =Rp.66,4406 ×10 + Rp.18000 + Rp.18000×0,2×9 =Rp.51064,5

Maka untuk itu dipilih dengan putaran 60 rpm karna lebih hemat 49 %, untuk kualitas es krim kategori ekonomi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 4.2 dibawah ini.


(31)

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

60

100

Putaran (rpm)

B ia y a ( R p ) / 1 0 k a li p r o d u k s i

Dari segi

kebutuhan es

dari segi

kebutuhan es

Dari segi waktu

Gambar 4.2 Grafik biaya operasional keseluruhan 4.4 Uji Spesifikasi

4.4.1 Prosedur Uji Spesifikasi

Uji spesifikasi dilakukan untuk mengetahui dimensi alat, komponen yang dipakai, bahan yang dipakai, kekuatan bahan dan hasil yang dicapai oleh sistem pembuat es krim tersebut. Cara pengujiannya yaitu:

1 Mengukur dan mencatat seluruh bagian alat dan dicocokkan dengan gambar kerjanya

2 Mencatat semua komponen yang dipakai, baik yang dibuat sendiri maupun komponen jadi yang dibeli beserta bahan komponen tersebut


(32)

3 Mencatat proses perancangan, proses pembuatan dan proses perakitan komponen menjadi alat pembuat es krim

4 Membuat kesimpulan pengujian spesifikasi sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

4.4.2 Hasil Uji Spesifikasi

Uji ini dimaksudkan untuk mentukan batas kemampuan alat, dengan data sebagai berikut :

Tabel. 4.3 Hasil uji spesifikasi

Kapasitas beban 4 kg

Kapsitas alat 50 menit / tabung

Motor penggerak ¼ Hp 1420 (rpm)

Sistem transmisi Puli dan roda gigi

Data-data diatas diperoleh dari pengujian-pengujian sebelumnya

4.5 Analisa Perbandingan Alat Pembuatan Es Krim

Alat pembuat es krim yang sudah diuji kemudian dibandingkan dengan alat pembuat es krim pada pabrik pembuat es krim di Jl. Cengkeh Turi Pasar 10 Binjai. Adapun data sfesifikasi tiap-tiap alat dapat dilihat pada tabel 4.4


(33)

Tabel 4.4 sfesifikasi tiap-tiap alat

Kategori Alat pembuat es krim pada pabrik

Alat pembuat es krim yang dirancang

Kapasitas beban 4 kg 4 kg

Kapsitas alat 45 menit / tabung 50 menit / tabung Motor penggerak 0,168 Hp 2850 (rpm) 0,25 Hp 1420 (rpm) Sistem transmisi Pelak sepeda dan roda gigi Puli dan roda gigi

Gambar 4.3 Alat pembuat es krim pada pabrik

Sedangkan untuk alat pembuat es krim yang telah dirancang dapat dilihat pada gambar 4.4 berikut :


(34)

4.5.1 Perbandingan Dari Segi Waktu

Dari segi waktu dapat dilihat dalam tabel 4.4, bahwa alat pembuat es krim dari pabrik lebih cepat bila dibandingkan dengan alat pembuat es krim yang telah dirancang. Kecepatan produksinya yaitu lima menit lebih cepat , faktor yang mempengaruhi yaitu karena putaran pada alat pembuat es krim dari pabrik lebih cepat yaitu 120 rpm sedangkan alat pembuat es krim yang dirancang yaitu 60rpm.

42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

W

a

k

t

u

(

m

e

n

it

)

/

t

a

b

u

n

g

pabrik Rancangan

Gambar 4.5 Perbandingan waktu pembuatan es kirm antara alat dari pabrik dan yang dirancang

4.5.2 Perbandingan Dari Segi Kebutuhan Es Pendingin

Dari kebutuhan es pendingin alat pembuat es krim dari pabrik membutuhkan es pendingin lebih banyk yaitu 1 batang es, untuk pembuatan es krim kedua dan seterusnya perlu penambahan es sebanyak 0,2 batang. Sedangkan pada alat pembuat es krim yang telah dirancang membutukan es pendingin yaitu


(35)

½ batang dan untuk pembuatan es krim kedua dan seterusnya perlu penambahan es krim sebanyak 0,1 batang.

4.5.3 Perbandingan Dari Segi Biaya Operasional

Untuk alat pembuat es krim dari pabrik, maka biaya penggunaan listrik PLN adalah :

Biaya total = Rp. 475 × 45/60 × daya motor (kW) = Rp. 475 × 45/60 × 0,125

= Rp. 44,5312 / produksi

Sedangkan untuk alat pembuat es krim yang dirancang : Biaya total = Rp. 475 × 50/60 × daya motor (kW)

= Rp. 475 × 50/60 × 0,25 × 0,746 = Rp. 73,8829 / produksi

Biaya operasional keseluruhan adalah biaya listrik PLN dalam memproduksi es krim ditambah biaya es pendingin.

Untuk alat pembuat es krim dari pabrik, maka :

Biaya operasianal : Rp. 44,5312 × 10 + Rp. 18000 + Rp. 18000 × 0,2 × 9 = Rp. 80845 / 10 kali produksi.

Untuk alat pembuat es krim yang telah dirancang :

Biaya operasianal : Rp. 73,8229 × 10 + Rp. 9000 + Rp. 18000 × 0,1 × 9 = Rp. 25938 / 10 kali produksi.


(36)

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000

Pabrik Rancangan

B

ia

y

a

(

R

p

)

/

1

0

k

a

li

p

ro

d

u

k

s

i

dari segi kebutuhan es dari segi kebutuhan es dari segi w aktu

Gambar 4.6 Grafik biaya operasional keseluruhan

4.6 Analisa Perpindahan Kalor Konduksi

Dari hasil perocoban bahwa temperatur pada tabung pendingin yaitu -3 ºC dan pada tabung adonan es krim yaitu 0 ºC. Pengukuran dilakukan melalui tiga titik sampel dan hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.5 dibawah ini :


(37)

RA T1 T2 q r1 T1 r2 T2 q

Tabel 4.5 Temperatur masing-masing tabung

No Temperatur pada tabung pendingin (ºC)

Temperatur pada tabung adonan (ºC)

1 -3 0

2 -3 0

3 -3 0

3

− =

To Ti =0

Gambar 4.7 Aliran pindahan kalor pada tabung es

Bahan tempat adonan es krim terbuat dari plat seng dengan diameter 22,86 cm, panjang 40 cm dan tebal pelat 2 mm, maka pindahan kalor pada tabung pendingin dapat dihitung dengan persamaan 2.19 sebagai berikut :

) 43 , 9 / 43 , 11 ln( )) 3 ( 0 ( 40 , 0 2 , 112

2 × × − −

= π q

=


(38)

SBAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari beberapa pengujian yang telah dilakuakn maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Kecepatan produksi alat adalah 50 menit per tabung dengan effisiensi alat 99 %.

2. Kecepatan putar yang digunakan adalah 60 rpm karena lebih effisien 49 % dari kecepatan 100 rpm.

3. Alat pembuat es krim dari pabrik lebih cepat 5 menit dibanding alat yang dirancang.

4. alat pembuat es krim dari pabrik lebih banyak membutuhkan es pendingin yaitu 1 batang sedangkan untuk alat pembuat es krim yang telah dirancang hanya ½ batang.

5. Dengan menggunakan alat pembuat es krim yang telah dirancang dapat menghemat biaya 49 % dari alat pembuat es krim dari pabrik.

5.2 Saran

1. Sebaiknya diutamakan perawatan komponen-komponen dari alat ini teru terutama pada tempat adonan es krim karena mudah korosi.


(39)

DAFTAR PUSTAKA

Artikel Departement Kesehatan Republik Indonesia, 2007 Artikel Kimia@net Portal Kimia Indonesia ,2007

Holman, J.P. Perpindahan Kalor. Edisi ke-6. Erlangga. Jakarta. 1988.

Shigley, Joseph E. Perencanaan Teknik Mesin. Edisi ke-4. Erlangga. Jakarta. 1983.

Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita: Jakarta, 1994


(40)

LAMPIRAN

Lampiran 1 tegangan lentur yang diizinkan σba (kg/mm

2

Bahan roda gigi cacing

) Pembebanan satu

arah

Pembebanan dua arah

Besi cor 8,5 5,5

Perunggu untuk roda gigi

17 11

Perunggu antimon 10,5 7

Damar sintetis 3 2

(Sularso;elemen mesin;hal279)

Lampiran 2 Faktor bentuk roda gigi cacing (Y) Sudut tekanan nominal Faktor bentuk (Y)

14,5º 0,100

20 º 0,125

25 º 0,150

30 º 0,175

(Sularso;elemen mesin;hal279) Lampiran 3 faktot tahan aus (Kc

cacing

)

Roda gigi cacing Kc (kg/mm2) Baja (kekerasan HB Perunggu forfor

250)

0,042

Baja celup dingin Besi cor 0,035

Baja celup dingin Perunggu fosfor 0,056

Baja celup dingin Perunggu fosfor yang dicil 0,085

Baja celup dingin Perunggu antimon 0,085

Baja celup dingin Damar sintetis 0,087

Besi cor Perunggu fosfor 0,106


(41)

Lampiran 4 faktot sudut kisar ( Sudut kisar )  10 < γ 1   25 10 − = γ 1,25  25 > γ 1,50

(Sularso;elemen mesin;hal279)

Lampiran 5 Tegangan lentur dan tegangan kontak yang diizinkan (roda gigi kerucut)

Bahan Perlakuan panas

Kekerasan permukaan minimum Tegangan lentur yang diizinkan(kg/ mm2 Tegangan kontak yang diizinkan(kg /mm

) 2)

HB HRC

Baja

Celup dingin sementasi Celup dingin sementasi Celup dingin frekuensi tinggi Celup dingin dan temper Celup dingin dan temper Celup dingin dan temper

625 575 500 440 300 180 60 55 50 22,7 22,7 10,2 18,9 14,4 10,2 189 151 144 144 102 92 Besi cor Pengecoran Pengecoran Pengecoran 200 175 - 5,3 3,1 2,0 49 38 23 (Sularso;elemen mesin;hal271)

Lampiran 6 faktor dinamis roda gigi kerucut Kecepatan keliling

(v) m/s

Faktor dinamis (Kv, Cy) 5-10

Roda gigi kerucut

dengan ketelitian tinggi 10-15

0,866-0,800 0,800-0,784 Roda gigi kerucut

dengan ketelitian rendah

5-10 10-15

0,666-0,552 0,552-0,480 (Sularso;elemen mesin;hal271)


(42)

Lampiran 7 faktor beban lebih Ko, C

Sisi penggerak

o

Sisi yang digerakan

Tanpa tumbukan Tumbukan sedang Tumbukan berat

Tanpa tumbukan 1,00 1,25 1,75

Tumbukan

sedang 1,25 1,50 2,00

Tumbukan berat 1,50 1,75 2,25

(Sularso;elemen mesin;hal271)

Lampiran 8 Koefesien geometri (J) untuk roda gigi kerucut lurus dengan sudut tekan 20º dan sudut poros 90º

Jumlah gigi dari roda gigi yang akan ditentukan faktor

gemetrinya

Jumlah gigi dari roda-roda gigi yang berpasangan

Faktor geometri (J)

16 10 0,172

10 16 0,168

(Sularso;elemen mesin;hal272)

Lampiran 9 faktor pembagi beban Km, Cm

Pinion dan roda gigi kedua-duanya memakai bantalan

dua ujung

Salah satu dari pinion atau roda gigi memakai bantalan satu

ujung

Pinion dan roda gigi kedua-duanya memakai bantalan

satu ujung Roda gigi reduksi

umum 1,00-1,10 1,10-1,25

1,25-1,40

Otomobil 1,00-1,10 1,10-1,25 ---

Kapal terbang 1,00-1,25 1,10-1,40 1,25-1,50


(43)

Lampiran 10 koefesien elastis Cp

Bahan roda gigi

Bahan pinion

Baja

E = 2,27 × 10-4 (kg/mm2

Besi Cor

) E = 1,44 × 10-4 (kg/mm2)

Baja 74,2 64,9

Besi cor 64,2 59,6

(Sularso;elemen mesin;hal272) Lampiran 11 faktor geometri (I)

Jumlah gigi pinion Jumlah gigi roda gigi Faktor geometri (I)

10

10 0,050

15 0,055

20 0,060

20

10 0,048

15 0,056

20 0,062

(Sularso;elemen mesin;hal273)

Lampiran 12 Konversi satuan AS yang umum ke satuan SI


(44)

Lampiran 13 Konversi satuan SI ke satuan AS yang umum


(1)

DAFTAR PUSTAKA

Artikel Departement Kesehatan Republik Indonesia, 2007 Artikel Kimia@net Portal Kimia Indonesia ,2007

Holman, J.P. Perpindahan Kalor. Edisi ke-6. Erlangga. Jakarta. 1988.

Shigley, Joseph E. Perencanaan Teknik Mesin. Edisi ke-4. Erlangga. Jakarta. 1983.

Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Paramita: Jakarta, 1994


(2)

LAMPIRAN

Lampiran 1 tegangan lentur yang diizinkan σba (kg/mm

2

Bahan roda gigi cacing

) Pembebanan satu

arah

Pembebanan dua arah

Besi cor 8,5 5,5

Perunggu untuk roda gigi

17 11

Perunggu antimon 10,5 7

Damar sintetis 3 2

(Sularso;elemen mesin;hal279)

Lampiran 2 Faktor bentuk roda gigi cacing (Y) Sudut tekanan nominal Faktor bentuk (Y)

14,5º 0,100

20 º 0,125

25 º 0,150

30 º 0,175

(Sularso;elemen mesin;hal279)

Lampiran 3 faktot tahan aus (Kc cacing

)

Roda gigi cacing Kc (kg/mm2)

Baja (kekerasan HB Perunggu forfor 250)

0,042

Baja celup dingin Besi cor 0,035

Baja celup dingin Perunggu fosfor 0,056

Baja celup dingin Perunggu fosfor yang dicil 0,085

Baja celup dingin Perunggu antimon 0,085

Baja celup dingin Damar sintetis 0,087

Besi cor Perunggu fosfor 0,106


(3)

Lampiran 4 faktot sudut kisar ( Sudut kisar )  10 < γ 1   25 10 − = γ 1,25  25 > γ 1,50

(Sularso;elemen mesin;hal279)

Lampiran 5 Tegangan lentur dan tegangan kontak yang diizinkan (roda gigi kerucut)

Bahan Perlakuan panas

Kekerasan permukaan minimum Tegangan lentur yang diizinkan(kg/ mm2 Tegangan kontak yang diizinkan(kg /mm

) 2)

HB HRC

Baja

Celup dingin sementasi Celup dingin sementasi Celup dingin frekuensi tinggi Celup dingin dan temper Celup dingin dan temper Celup dingin dan temper

625 575 500 440 300 180 60 55 50 22,7 22,7 10,2 18,9 14,4 10,2 189 151 144 144 102 92 Besi cor Pengecoran Pengecoran Pengecoran 200 175 - 5,3 3,1 2,0 49 38 23

(Sularso;elemen mesin;hal271)

Lampiran 6 faktor dinamis roda gigi kerucut Kecepatan keliling

(v) m/s

Faktor dinamis (Kv, Cy)

5-10 Roda gigi kerucut

dengan ketelitian tinggi 10-15

0,866-0,800 0,800-0,784 Roda gigi kerucut

dengan ketelitian rendah

5-10 10-15

0,666-0,552 0,552-0,480 (Sularso;elemen mesin;hal271)


(4)

Lampiran 7 faktor beban lebih Ko, C Sisi penggerak

o

Sisi yang digerakan

Tanpa tumbukan Tumbukan sedang Tumbukan berat

Tanpa tumbukan 1,00 1,25 1,75

Tumbukan

sedang 1,25 1,50 2,00

Tumbukan berat 1,50 1,75 2,25

(Sularso;elemen mesin;hal271)

Lampiran 8 Koefesien geometri (J) untuk roda gigi kerucut lurus dengan sudut tekan 20º dan sudut poros 90º

Jumlah gigi dari roda gigi yang akan ditentukan faktor

gemetrinya

Jumlah gigi dari roda-roda gigi yang berpasangan

Faktor geometri (J)

16 10 0,172

10 16 0,168

(Sularso;elemen mesin;hal272)

Lampiran 9 faktor pembagi beban Km, Cm Pinion dan roda gigi

kedua-duanya memakai bantalan dua ujung

Salah satu dari pinion atau roda gigi memakai bantalan satu

ujung

Pinion dan roda gigi kedua-duanya memakai bantalan

satu ujung Roda gigi reduksi

umum 1,00-1,10 1,10-1,25

1,25-1,40

Otomobil 1,00-1,10 1,10-1,25 ---

Kapal terbang 1,00-1,25 1,10-1,40 1,25-1,50


(5)

Lampiran 10 koefesien elastis Cp Bahan roda gigi

Bahan pinion

Baja

E = 2,27 × 10-4 (kg/mm2

Besi Cor

) E = 1,44 × 10-4 (kg/mm2)

Baja 74,2 64,9

Besi cor 64,2 59,6

(Sularso;elemen mesin;hal272)

Lampiran 11 faktor geometri (I)

Jumlah gigi pinion Jumlah gigi roda gigi Faktor geometri (I)

10

10 0,050

15 0,055

20 0,060

20

10 0,048

15 0,056

20 0,062

(Sularso;elemen mesin;hal273)

Lampiran 12 Konversi satuan AS yang umum ke satuan SI


(6)

Lampiran 13 Konversi satuan SI ke satuan AS yang umum