commit to user 37
=
þ . þ þ, þ
= 20,2 N Tegangan geser maksimum pada pasak
τ
=
.
u
=
þ3,þ .
þ
= 0,078 ²
Tegangan permukaan yang terjadi pada naf
P =
.
=
þ3,þ þ. þ,1
= 0,25 ²
Tegangan yang diijinkan adalah 8
²
sularso, 1997 : 27 dengan demikian tegangan geser pasak
τ
dan tegangan bidang pada naf P
masih lebih kecil dari pada tegangan ijin, sehingga pasak aman
digunakan.
3.5. Perancanaan poros 1. Torsi pada poros :
N P
T .
. 2
. 60
p
=
=
8 ,
17 .
14 ,
3 .
2 373
. 60
= 8
, 111
22380 = 200,2 Nm
2. Berat Puli Analisa berat puli terdiri dari gaya tarik sabuk total dua buah puli 2
1 2
T T
+ yang menghubungkan reducer dengan poros ditambah dengan berat
material puli itu sendiri. Secara matematis sebagai berikut :
commit to user 38
W
puli
= 20 N 2
1 2
T T
+ = 1409,38 N
W
total
= W
puli
+ 2
1 2
T T
+ = 20 + 1409,38
= 1429,38 N
Gambar 3.3. Skema pembebanan pada poros
Kesetimbangan : S F
x
= 0 R
CH
= 0 S F
y
= 0 -1429,38 + R
BV
– 0.83 . 60 + R
CV
= 0 R
BV
+ R
CV
= 1479,18 S M
A
= 0 -1429,38 . 10 – 0,83 . 60
F
Ǭ3 þ
R
CV
. 60 = 0 R
CV
= 263,13 N R
BV
= 1216;05 N
commit to user 39
Gambar 3.4. Pembebanan dan potongan pada poros
Potongan yang dianalisa :
a. potongan x-x kiri A-B
Gambar 3.5. Potongan x-x A-B
Sehingga : N
X
= 0 V
X
= -1429,38 M
X
= -1429,38 . X
Titik A, X = 0 N
A
= 0 V
A
= -1429,38 N M
A
= 0
Titik B, X = 10 N
B
= 0 V
B
= -1429,38 N M
B
= 14293,8 Ncm
commit to user 40
b. Potongan y-y kiri A-C
Gambar 3.6. Potongan y-y C-B
Sehingga : N
X
= 0 V
X
= -263,13 + 0,83 . X M
X
= 263,13 . X – 0,83 . X
F
þ
Titik C, X = 0 N
C
= 0 V
C
= -263,13 N M
C
= 0
Titik B, X = 60 N
B
= 0 V
B
= -213.33N M
B
= 263,13 . 60 – 0,83 . 60
F
Ǭ3 þ
= 14293,8 Ncm
Diagram Gaya Geser
commit to user 41
Gambar 3.7. Diagram gaya geser
Diagram Momen Lentur
Gambar 3.8. Diagram momen lentur
3. Lendutan poros 1. Panjang ulir
= 550 mm 21,65 inchi 2. Diameter poros D
= 51 mm 2 inchi 3. Modulus elastisitas baja
m = 30000000 4. Jarak pitch p
= 100 mm 4 inchi 5. Massa poros m
= 12 kg ditimbang 6. Percepatan gravitasig
= 9,81 ms
2
a. Momen inersia polair Ip =
32
p x D
4
=
32
p x 2
4
= 1,57 inch
4
b. Berat poros W
1
= m x g = 12 x 9,81
= 117,72 N = 25,98 lbf
commit to user 42
c. Berat ulir total W
2
= p
W x L
=
4 98
. 25
x 21,65 = 140,65 lbf
d. Lendutan poros =
m xIpx
xL xW
384 5
3 2
=
3000000 57
, 1
384 65
, 21
65 ,
140 5
3
x x
x x
= 0.004 inch = 0,1016 mm
Untuk menghindari gesekan antara tabung q 156 mm dengan ulir karena
lendutan maka diameter ulir dibuat 152 mm.
3.6. Perencanaan Mur Dan Baut
Dalam perencanaan mesin extractor cassava ini mur dan baut digunakan untuk merangkai bebebrapa elemen mesin dianrtaranya :
1. Baut pada dudukan tabung pemeras 2. Baut pada dudukan rangka motor, untuk mengunci posisi motor.
3. Baut pada dudukan rangka reducer, untuk mengunci posisi reducer 4. Baut pengunci bantalan.
1. Baut pada dudukan tabung Baut yang digunakan adalah M10 sebanyak 10 buah, terbuat dari baja
ST 37 yang menopang beban P sebesar 330 N. dari lampiran diketahui mengenai baut M10 antara lain sebagai berikut :
1. Diameter mayor d = 10 mm
2. Diameter minor dc = 8,16 mm
3. Tegangan tarik s
= 370 Nmm
2
4. Tegangan geser t
= 240 Nmm
2
5. Faktor keamanan sf = 8
commit to user 43
Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik P
=
4
p .dc
2
. s
s =
2
. .
4 dc
P
p
=
2
16 ,
8 14
, 3
330 .
4
= 6,3 Nmm Tegangan tarik
s tegangan tarik ijin s , maka baut pada dudukan
motor aman.
Kekuatan baut berdasar perhitungan sejumlah 10 baut P
=
4
p .dc
2
. s .n
s =
n dc
P .
. .
4
2
p =
10 .
16 ,
8 .
14 ,
3 330
. 4
2
= 0,63 Nmm
2
Tegangan tarik s tegangan tarik ijin s , maka baut pada dudukan
motor aman.
2. Baut pada dudukan motor Baut yang digunakan adalah M10 sebanyak 4 buah, terbuat dari baja
ST 37 yang menopang beban P sebesar 130 N. dari lampiran diketahui mengenai baut M10 antara lain sebagai berikut :
1. Diameter mayor d = 10 mm
2. Diameter minor dc = 8,16 mm
3. Tegangan tarik s
= 370 Nmm
2
4. Tegangan geser t
= 240 Nmm
2
5. Faktor keamanan sf = 8
Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik P
=
4
p .dc
2
. s
commit to user 44
s =
2
. .
4 dc
P
p
=
2
16 ,
8 14
, 3
130 .
4
= 2,5 Nmm Tegangan tarik
s tegangan tarik ijin s , maka baut pada dudukan
motor aman.
Kekuatan baut berdasar perhitungan sejumlah 4 baut P
=
4
p .dc
2
. s .n
s =
n dc
P .
. .
4
2
p =
4 .
16 ,
8 .
14 ,
3 130
. 4
2
= 0,62 Nmm
2
Tegangan tarik s tegangan tarik ijin s , maka baut pada dudukan
motor aman.
3. Baut pada dudukan reducer Baut yang digunakan adalah M10 sebanyak 4 buah, terbuat dari baja
ST 37 yang menopang beban P sebesar 100 N. dari lampiran diketahui mengenai baut M10 antara lain sebagai berikut :
1. Diameter mayor d = 10 mm
2. Diameter minor dc = 8,16 mm
3. Tegangan tarik s
= 370 Nmm
2
4. Tegangan geser t
= 240 Nmm
2
Kekuatan baut berdasarkan perhitungan tegangan tarik P
=
4
p .dc
2
. s
s =
2
. .
4 dc
P
p =
2
16 ,
8 .
14 ,
3 100
. 4
commit to user 45
= 1,9 Nmm Tegangan tarik
s tegangan tarik ijin s , maka baut pada dudukan
motor aman.
Kekuatan baut berdasar perhitungan sejumlah 4 baut P
=
4
p .dc
2
. s .n
s =
n dc
P .
. .
4
2
p =
4 .
16 ,
8 .
14 ,
3 100
. 4
2
= 0,48 Nmm
2
Tegangan tarik s tegangan tarik ijin s , maka baut pada dudukan
motor aman. 3.7 Perhitungan Las
Perhitungan Pengelasan yang ada pada kontruksi mesin ini pada
bagian rangka dan tabung adalah las sudut dan las V, hopper, tabung dan screw conveyor
menggunakan las listrik. Perhitungan kekuatan las pada sambungan tepi pada rangka dengan tebal plat 3 mm, panjang pengelasan
40 mm, sehingga untuk memperhitungkan kekuatan las ditentukan A dengan :
A = 3 mm . sin 45 . 40 mm = 3 mm . 0,707 . 40 mm
= 84,85 mm
2
Maka tegangan yang terjadi pada sambungan A
F max
= s
85 ,
84 15 kg
=
s = 0,176 kgmm
2
= 17,6 kgcm
2
Elektroda yang digunakan E 6013 E 60 = kekuatan tarik terendah setelah dilas adalah 60.000 psi atau 42,2
kgmm
2
1 = posisi pengelasan mendatar, vertical atas kepala dan horizontal
commit to user 46
3 = jenis listrik adalah DC polaritas balik DC+ diameter elektroda 2,6 mm, arus 60 – 110 A. Karena s pengelasan s ijin maka pengelasan
aman.
3.8 Perhitungan rangka
