23
BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN
3.1 Cara KerjaSistemTransmisiPadaMesinPemerasBatangSorghum
Cara kerja mesin ini adalah tenaga dari motor diesel akan dipindahkan melalui belt menuju puli besar setelah itu putaran ditransmisikan melalui roda gigi
transportir pertama ke roda gigi sedang kemudian putaran itu ditransmisikan lagi oleh roda gigi transportir kedua ke roda gigi besar. Putaran roda gigi besar ini
dihubungkan dengan roda gigi pada rol depan sehingga poros rol berputar. Selanjutnya putaran poros rol depan ini ditransmisikan ke poros rol atas dan
belakang melalui tiga buah roda gigi, sehingga poros rol atas dan belakang dapat berputar. Putaran ketiga buah rol dibuat searah agar saat batangsorghum
dimasukkan, batangsorghum dapat terbawa oleh rol. Secara garis besar proses mesin pemeras batangsorghum adalah mula-
mula batangsorghum dimasukkan antara rol atas dan rol depan kemudian rol menggilas batangsorghum. Penggilasan rol pertama masih tersisa nira dalam
ampas yang kemudian digilas kembali oleh rol belakang sehingga tidak ada lagi nira yang tersisa dalam ampas. Nira tersebut akan jatuh ke penadah yang telah
disediakan. Nira yang telah terkumpul dalam penadah tersebut dapat langsung digunakan untuk proses pembuatan bio etanol selanjutnya.
3.2 PerencanaanPulidanSabuk
Diketahuispesifikasitransmisipadamesinpemerasbatangsorghumdandiesel
sebagaiberikut :
1. Putarandiesel
1
N
= 1420 Rpm 2. Diameter puli yang digerakan
2
D
= 795 mm 3. Panjangsumbupuli dieseldanpuli yang digerakkan x = 4m
commit to user
Analisa perhitungan : 1. Kecepatan sabuk.
V = p
.
1
d
.忐
ﾠ
䠈
=
,ﾠ , ﾠ ﾠ d
䠈
= 29,72 ms
2. Panjang sabuk yang digunakan.
÷÷ ø
ö çç
è æ
- +
+ +
= x
d d
x d
d L
4 2
2
2 2
1 2
1
p
= 1,57鬸0,4 0,795
2.4
鬸Ǵ,s Ǵ,뻰k s.s
= 1,571,195+8+
鬸 Ǵ,k ᑘo
= 1,876+8+0,01
= 9,886 m
3. Sudut kontak
q
yang terjadi pada sabuk antara puli diesel dan pulimesin pemeras batang sorghum.
Gambar3.1Sabukdanpuli.
x = 4 m
B Puli diesel
Puli yang digerakkan
A perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
Untuksabukterbuka, sudutsinggung yang terjadiantarasabukdanpuli Sin
x d
d x
r r
2
1 2
1 2
- =
- =
a
=
Ǵ,뻰k Ǵ,s b.s
a =
ᑘ
0,0495 = 2,83°
Sudut kontak puli pada motor : θ = 180° – 2 .α
180
p
= 180° – 2. 2,83°
180 14
, 3
= 174,34°. 0,1744 = 3,04rad
Sudut kontak puli pada roda gigi : θ = 180°+ 2 .α
180
p
= 180° + 2. 2,83°
180 14
, 3
= 185,66°. 0,1744= 3,04 rad 4. Koefisien gesekan.
µ = 0,54 –
d,䠈 ﾠad,䠈
= 0,54 –
d,䠈 ﾠad,䠈 d , d
= 0,54 –
d,䠈 ﾠ d, d
= 0,54 - 0,233= 0,3 perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
MenghitungBesarnyaKapasitasMesinPemerasBatangSorghum : Luassatubatangsorghum
b
= 3,14 12
2
= 452, 16 mm
2
Luassepuluhbatangsorghum = 452, 16 mm
2
x 10 batang = 4521, 6 mm
2
Gaya pemerasanadalah: Ft =
=
ᑘb,sǴs s bᑘ,o
= 2,74kN Gaya perasdengansudut 70
Ft = 2740 N cos 70 = 8375 N
Kemudianuntukmenentukandaya yang diperlukanpadamesinpemerastebuiniadalahsebagaiberikut :
Torsi padarolatas : T
= Gaya x ½ diameter = 8375N x 0.105 m
= 877,5Nm Dayauntukmemutarrol :
P =
m뻰뻰, .
bπ sǴ
oǴ
= 3673,8 watt =
o뻰,m 뻰so
= 4,92 HP perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
Perbandingan tranmisi 1. Motor Puli A
ᚘᑘ ᚘb
=
b ᑘ
N
2
=
ᑘsbǴ sᑘ 뻰k,
= 732,32 Rpm 2. Puli B - Pinion C
Satuporos, maka N
A
= N
C
N
A
= 732,32 Rpm
3. Pinion C – Roda Gigi D N
D
=
.ᚘ
=
ᑘbs . 뻰b,b oǴs
= 150,35Rpm 4. Roda Gigi D – Pinion E
Satuporosmaka N
D
=N
E
N
D
= 150,35Rpm 5. Pinion E – Roda Gigi F
N
F
=
.ᚘ
=
ᑘ Ǵ, .bᑘ mᑘb
= 39,8 Rpm ᢀ 40 Rpm
Torsi padarodagigiØ 875 mm : T
=
oǴ b
sǴ
=
o뻰,m oǴ
b sǴ
= 877,5N.m perpustakaan.uns.ac.id
commit to user
Daya untuk memutar poros roda gigi Ø 875 mm: P
=
b π oǴ
=
m뻰뻰, bπ
ᑘ Ǵ oǴ
= 16734 watt
Torsi pada poros puli : T
=
oǴ b
=
ᑘo뻰s oǴ b
뻰Ǵ
= 234N.m Daya untuk memutar poros puli :
P =
bπ oǴ
=
bs bπ
뻰Ǵ oǴ
= 17904 watt =
ᑘ뻰kǴs 뻰so
≈ 24 HP
Efisiensi daya mesin :
Efisiensi =
䙨 䙨 li l
䙨 i l
R.S. KHURMI.,2002 Efisiensi daya mesin diesel 24 HP yang digunakan sebagai penggerak adalah :
Efisiensi =
s,kb bs
X
100 = 0,205
X
100 = 20,5
commit to user
17904 W = 鬸
ᑘ b
v = 鬸
ᑘ b
29,72
ᑘ b
=
ᑘ뻰kǴs bk,뻰b
ᑘ b
= 602,42
..........i
v 2,3 log
=
ᑘ
.
ᑘ
0,3 3,04 0,912
log
÷÷ ø
ö çç
è æ
2 1
T T
=
Ǵ,kᑘb b,
log
÷÷ ø
ö çç
è æ
2 1
T T
= 0,397
÷÷ ø
ö çç
è æ
2 1
T T
= 2,49 ...........ii
Dari persamaan i dan ii 602,42
b b
2,49 602,42 +
b
= 2,49
b
602,42 = 1,49
b b
= 404,38 N
ᑘ
404,3 602,42
ᑘ
= 1006,72 N 5. Massa per meter panjang sabuk m.
m = Area x Panjang x Densitas
=
A
x 9,886m x 1140kgm
3
= 9886
A
kgm
2
commit to user
6. Gaya tarik sentrifugal Tc. Tc
= m x V
2
= 9886
A
kgm
2
x 29,72ms
2
= 9886
A
x 883,2784 N = 8,732.
10
o
A
N 7. Gaya tarik total.
T = T
1
+ Tc = 1006,72N+8,732.
10
o
A
N ............iii
8. Gaya tarik maksimum pada sabuk T. T
= A
.
s
= 4. 10
o
A
N .............iv
Dari persamaan iii dan iv 1006,72N+8,732.
10
o
A
N = 4.
10
o
A
N 4,732.
10
o
A
N = 1006,72 N
A
= 212,747. 10
o b
A
= 212,747
b
9. Daya yang ditransmisikan sabuk pada kecepatan v = 29,35ms. P
=
2 1
T T -
v = 1006,72 N– 404,38N29,35 ms
= 17678,679watt = 23,70 hP
commit to user
3.3 PerhitunganRoda Gigi
Kategori