Maka diperoleh : Vp = L x A
A = 2
, 1
1300 ,
3
m
A = 0,1083 m
3
Maka diperoleh diameter silinder adalah :
A =
4
π x D
2
D = π
A .
4
D = π
1083 ,
. 4
D = 1379
, D = 0,371 m = 371 mm
Dengan mengambil clereance antar diameter worm screw dan silinder sebesar 2,5 mm, maka diperoleh harga diameter worm screw :
D
o
= 371 mm – 2 x 2,5 D
o
= 366 mm.
3.3 Perancangan Ulir
Sistem kerja screw press sangat tergantung pada ulir yang terdapat pada worm screw
. Ulir inilah yang membawa adukan sawit tadi hingga ke ujung dari ulir. Pada perancangan ulir ini, direncanakan screw press memiliki 5 daun.
Dengan jarak picth yang semakin kecil.
Gambar 3.2 Gambar bentuk Worm Screw Ulir yang terdapat pada worm screw ini termasuk jenis ulir berpuncak
acme thread . Gambar detail dari worm screw ini dapat kita lihat beserta ukuran-
ukuran standart dapat kita lihat pada gambar 3.3
Do = diameter luar Dp = diameter picth
Di = diameter dalam Ht = tinggi ulir
Gambar 3.3 Detail dari ulir berpuncak
Dari gambar diatas dapat kita peroleh diameter picth rata-rata Dp = Do – 0,5p – 0,1 ………………………………... literatur 2, hal 671
Rumus berlaku bila Do dan P dalam satuan inchi Dimana :
P = jarak antara ulir pada titik atau bagian yang sama P
rata-rata
= 205 mm = 8,070 inchi Do = diameter Worm screw = 305 mm = 118,95 inchi
Maka : Dp = 12,01 – 0,5 8,070 – 0,1
Dp = 7,875 inchi = 200 mm = 20 cm
Diameter poros root ulir = 110 mm Maka tinggi ulir :
h
t
=
2 Di
Do −
h
t
=
2 110
305 −
h
t
= 97,5 mm Dalam proses penekanannya terhadap adukan sawit, maka adukan ini
memberikan reaksi terhadap pergerakan ulir. Tekanan yang disebabkan oleh adukan ini adalah sekitar 50 bar data survey PTPN IV KEBUN P. MANDOGE.
P
A
= 50 bar = 50.10
5
Nm
2
= 5,099.10
5
Kgm
2
Jadi beban yang terjadi pada ulir ini adalah : W = P
A
x A A = Luas permukaan ulir yang mengalami pembebanan
A = Ao – Ai
A = 4
4
2 2
Di Do
π π
−
A = 4
2
Di Do
− π
Dimana : Do = diameter puncak = 305 mm
Di = diameter akar poros = 110 mm Sehingga :
A = 4
2
Di Do
− π
A = 4
110 305
2
− π
A = 29849,625 mm
2
A = 0,0298 m
2
Maka : W = P
A
x A W = 5,099.10
5
Kgm
2
x 0,0298 m
2
W = 0,152.10
5
Kg Regangan sebenarnya atau tegangan lentur dapat ditaksir pada dasar atau poros
ulir dengan rumus :
Tegangan lentur SI =
2
4 Di
W A
W π
= ………………………...... literatur 3, hal 391
Dimana : Di = diameter poros ulir
Maka :
SI = mm
Kg
2
110 152
, 4
π SI = 1,60.10
4
Kgm
2
Tegangan geser pada dasar ulir poros
Ss =
3
16 Di
T π
…………………………………. literatur 3, hal 391 Dimana :
T = momen torsi
T = W
− +
α µ
θ µ
α θ
tan cos
tan .
cos 2
n n
Dp
……………….. literatur 2, hal 674 Dimana :
T = torsi yang digunakan untuk memutar batang ulit
W = beban yang diterima batang ulir total
D
p
= diameter rata-rata picth μ
= koefisien gesekan ulir 0,16 μ
c
= koefisien gesek pada kollar α
= sudut kemiringan ulir θ
n
= sudut kemiringan alur Sudut kemiringan ulir α
α = tan
-1
Dp π
1 ……………………………. literatur 2, hal 672
L = m x p Ulir ini termasuk ulir L alur maka m = 1
Sehingga : L = 1 x 205
= 205 mm
α = tan
-1
200 205
π α = tan
-1
0,3265 α = 18,08
Sudut kemiringan alur θ
n
θ
n
= tan
-1
cos α tan β2 ……………………………. literatur 2, hal 674 dan untuk ulir berpuncak β = 29
……………………. literatur 2, hal 669 Maka :
θ
n
= tan
-1
cos α tan β2 θ
n
= tan
-1
cos 18,08 . tan 29
θ
n
= tan
-1
0,2454 θ
n
= 13,81 Maka :
T = W
+
−
+
m c
n n
r Dp
. tan
cos tan
. cos
2
µ α
µ θ
µ α
θ
T = 0,152 .10
5
+
−
+ 08
, 18
tan .
16 ,
81 ,
13 cos
16 ,
08 ,
18 tan
. 81
, 13
cos 2
200
T = 0,152.10
5
918858382 ,
86268521 ,
31
T = 527081,022 Kg mm T = 527,081 Kg m
Maka tegangan geser pada dasar ulir poros
Ss =
3
16 Di
T
π
Ss =
3
110 ,
. 081
, 527
. 16
π
Ss = 2016019,537
2
m Kg
Ss = 20,16037.10
5 2
m Kg
Tegangan lentur yang dialami oleh ulir adalah :
SI
max
=
2 SI
+ Ss
max
SI
max
=
5 5
10 .
16037 ,
20 2
10 .
60 ,
1 +
SI
max
= 20.10
5
Kgm
2
Untuk pemilihan bahan perlu ditentukan kekuatan tarik dari bahan rancangan :
Ss =
2 1
Sf x
Sf t
σ ………………………………………… literatur 4, hal 8
Dimana : σt = kekuatan tarik
Sf
1
= faktor keamanan yang tergantung pada jenis bahan, kita ambil 6 Sf
2
= faktor keamanan yang tergantung pada bentuk yang berkisar antara 1,3 – 3, dan kita ambil 2,5.
σt = Ss Sf
1
x Sf
2
σt = 20,16037.10
5
6 x 2,5 σt = 30240555 Kgm
2
σt = 30,240 Kgmm
2
Dari kekuatan tarik tersebut maka disesuaikan dengan bahan yang akan dipilih pada tabel 3.1, maka bahan yang dipilih S30C.
Tabel 3.1 Baja karbon untuk konstruksi mesin dan baja batang yang difinisi dingin untuk poros
Standar dan macam
Lambang Perlakuan
panas Kekuatan
tarik kgmm
2
Keterangan
Baja karbon konstruksi
mesin JIS G 4501
S30C S35C
S40C S45C
S50C S55C
Penormalan Penormalan
Penormalan Penormalan
Penormalan Penormalan
48 52
55 58
62 66
Batang baja yang difinisi
dingin S35C – D
S45C – D S55C – D
- -
- 53
60 72
Ditarik dingin, digerinda,
dibubut, atau gabungan
antara hal-hal tersebut
Sumber : Sularso dan Suga Kiyokatsu, dasar perancangan dan pemilihan elemen mesin, PT. Pradnya Paramita, Jakarta 1980 hal 3
3.4 Perancangan Poros Penghubung dan Pasak
