KARAKTERISTIK TRANSMISI OTOMATIS SABUK-PULI DENGAN VARIASI BEBAN TUGAS AKHIR - Karakteristik transmisi otomatis sabuk-puli dengan variasi beban - USD Repository

  

KARAKTERISTIK TRANSMISI OTOMATIS SABUK-PULI

DENGAN VARIASI BEBAN

TUGAS AKHIR

  

Untuk memenuhi sebagai persyaratan

mencapai derajat Sarjana Teknik

di Teknik Mesin

  

Oleh:

FX DAMAR PRISTADI

  

045214045

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

CHARACTERISTIC of AUTOMATIC TRANSMISSION of THE BELT-PULLEY

WITH LOAD VARIATION

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

  

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Mechanical of Engineering

By:

FX DAMAR PRISTADI

  

045214045

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAMME

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

INTISARI

  Saat ini hampir semua negara mulai mengembangkan energi terbarukan, salah satunya adalah energi angin. Kincir angin merupakan alat untuk mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi listrik melalui suatu unit transmisi yang dikopel dengan generator, menggunakan prinsip konversi energi. Unit transmisi yang digunakan adalah transmisi jenis sabuk-puli yang dalam perubahan ratio transmisinya dapat berubah secara otomatis sesuai beban yang diinginkan. Hal ini bertujuan agar perubahan ratio dapat sesuai dengan beban yang digunakan.

  Pembuatan transmisi ini dengan bahan puli yang terbuat dari aluminium. Dalam pengujiannya menggunakan variasi tanpa beban, 8 watt, 16 watt, 32 watt, 40 watt, 48 watt, 56 watt. Pengujian transmisi dilakukan dengan cara memasang transmisi pada motor listrik yang kecepatan putarannya dapat diatur oleh inverter dan kemudian dihubungkan pada kegenerator yang telah dihubungkan dengan beban yang berupa lampu, dengan variasi pembebanan 0-56 watt yang ditambahkan secara bertahap dengan kelipatan 8 watt.

  Hasil dari penelitian transmisi didapatkan efisiensi tertinggi adalah 7,138 % didapatkan pada variasi putaran pertama dengan putaran input sebesar 529,625 rpm.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia- Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini adalah sebagai persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini karena adanya bantuan, dukungan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

  3. Bapak Wibowo Kusbandono, S.T., M.T., Dosen Pembimbing Akademik Universitas Sanata Dharma.

  4. Bapak Ir. YB. Lukiyanto, M.T., Dosen Pembimbing Tugas Akhir Universitas Sanata Dharma.

  5. Segenap Dosen di Jurusan Teknik Mesin, yang telah membimbing penulis selama perkuliahan di Universitas Sanata Dharma.

  6. Kepala Laboratorium dan Laboran Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

  8. Serta semua pihak yang telah membantu atas terselesainya Tugas Akhir ini yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.

  Penulis menyadari dalam pembahasan masalah ini masih jauh dari sempurna, maka penulis terbuka untuk menerima kritik dan saran yang membangun.

  Semoga naskah ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Jika ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis minta maaf yang sebesar-besarnya, terima kasih.

  Yogyakarta, 24 Januari 2011 Penulis

  DAFTAR ISI Halaman Judul ............................................................................................... (i)

Title Page ........................................................................................................... (ii)

Persetujuan ........................................................................................................... (iii)

Pengesahan ........................................................................................................... (iv)

Pernyataan .............................................................................. ......................(v)

Persetujuan .................................................................................................. (vi)

Intisari ........................................................................................................... (vii)

Kata Pengantar ............................................................................................... (viii)

Daftar Isi

  ........................................................................................................... (x)

  

Daftar Gambar ............................................................................................... (xiv)

Daftar Tabel ........................................................................................................... (xvi)

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... (1)

  1.1. Latar Belakang Masalah ........................................................... (1)

  1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... (2)

  1.3. Tujuan Penelitian ....................................................................... (2)

  1.4. Batasan Masalah ....................................................................... (2)

  1.5. Manfaat Perancangan ....................................................................... (2)

  

BAB II DASAR TEORI ....................................................................... (4)

  2.1. Landasan Teori ....................................................................... (4)

  2.1.2. Kerugian Transmisi Rantai ........................................................... (5)

  2.1.3. Keuntungan Sistem Transmisi Sabuk-Puli ................................... (6)

  2.1.4. Kerugian Sistem Transmisi Sabuk-Puli ................................... (6)

  2.2. Jenis Sabuk dan Material Sabuk ............................................... (7)

  2.2.1. Sabuk Rata ................................................................................... (7)

  2.2.1.1. Sabuk Rata dari Kulit ........................................................... (7)

  2.2.1.2. Sabuk Rata dari Rajutan dan Tekstil ................................... (9)

  2.2.1.3. Sabuk Plastik dan Sabuk Berlapis Majemuk ....................... (10)

  2.2.2. Sabuk-V ................................................................................... (11)

  2.2.2.1. Sabuk-V Standart ....................................................................... (12)

  2.2.2.2. Sabuk-V Sempit ....................................................................... (12)

  2.2.2.3. Sabuk-V Gigi ....................................................................... (13)

  2.3. Tinjauan Pustaka ....................................................................... (14)

  2.4. Perancangan Transmisi Sabuk-V ............................................... (15)

  2.4.1. Transmisi Sabuk-V ....................................................................... (15)

  2.4.2. Poros ............................................................................................... (18)

  2.4.3. Bandul ............................................................................................... (24)

  2.4.4. Pegas ............................................................................................... (24)

  2.5. Daya Listrik ................................................................................... (26)

  2.5.1. Daya Listrik DC ....................................................................... (26)

  2.5.2. Daya Listrik AC ....................................................................... (27)

  

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................... (28)

  4.1. Pengolahan dan Perhitungan Data ............................................... (43)

  ............................................... (53)

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  4.2. Pembahasan ................................................................................... (51)

  4.1.4. Grafik Hasil Perhitungan ........................................................... (47)

  4.1.3. Perhitungan Faktor-Faktor yang Terdapat dalam Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (45)

  4.1.2. Perhitungan Kekuatan Bahan dalam Perancangan Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (44)

  4.1.1. Perhitungan Daya Input Transmisi Sabuk-puli ....................... (43)

  ........................................................... (43)

  3.1. Diagram Alir Penelitian ........................................................... (28)

  BAB IV PERHITUNGAN DATA

  3.8. Data Hasil Pengujian ....................................................................... (40)

  3.7. Langkah-langkah Pengujian ........................................................... (39)

  3.6. Diagram Alir Langkah Pengujian ............................................... (38)

  3.5. Variabel yang Diukur ....................................................................... (38)

  3.4. Variabel yang Divariasikan ........................................................... (37)

  3.3. Peralatan Pengujian ....................................................................... (35)

  3.2. Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (29)

  5.1. Kesimpulan ................................................................................... (53)

DAFTAR PUSTAKA

  ................................................................................... (55)

  LAMPIRAN

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli ............................................... (4)Gambar 2.2 Ukuran Penampang Sabuk-V ........................................................... (11)Gambar 2.3 Diagram Pemilihan Sabuk-V ........................................................... (12)Gambar 2.4 Perhitungan Sabuk-V ....................................................................... (17)Gambar 2.5 Rangkaian Bandul ....................................................................... (24)Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... (28)Gambar 3.2 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli ............................................... (29)Gambar 3.3 Setengah Puli untuk Transmisi Sabuk-V ................................... (30)Gambar 3.4 Generator ............................................................................................... (31)Gambar 3.5 Rangkaian Bandul ....................................................................... (32)Gambar 3.6 Sabuk-V Standart ....................................................................... (32)Gambar 3.7 Rangkaian Poros Penggerak (kiri),

  Rangkaian Poros Digerakkan (kanan) ............................................... (33)

Gambar 3.8 Pegas Tekan ................................................................................... (33)Gambar 3.9 Bantalan ............................................................................................... (34)Gambar 3.10 Rangkaian Listrik dan Multimeter Digital ................................... (35)Gambar 3.11 Pengambilan Data Kecepatan (rpm) dengan Tachometer ........... (35)Gambar 3.12 Pengambilan Data Arus Listrik dengan Multimeter ....................... (36)Gambar 3.13 Inventer Dilihat dari Depan dan Belakang ................................. (36)Gambar 3.14 Diagram Alir Pengujian dan Pengambilan Data ....................... (38)Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kecepatan Putaran Input dan Ratio Transmisi ........ (47)Gambar 4.2 Grafik Hubungan Ratio dan Slip pada Transmisi ....................... (48)Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Slip Yang Terjadi Pada

  Transmisi ............................................................................................... (49)

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Daya Output pada Poros

  Digerakkan ................................................................................... (50)

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Putaran Motor Listrik dan Efisiensi Transmisi ........ (51)

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pengerjaan dari kulit untuk sabuk ........................................................... (7)Tabel 2.2 Penggunaan lapisan dalam sabuk ........................................................... (8)Tabel 2.3 Pengerjaan lain dari kulit untuk sabuk ............................................... (8)Tabel 2.4 Pemilihan Rasio (i) ................................................................................... (15)Tabel 4.1. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Tanpa Beban ........... (40)Tabel 4.2. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 8 Watt ........... (40)Tabel 4.3. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 16 Watt ........... (41)Tabel 4.4. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 24 Watt ........... (41)Tabel 4.5. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 32 Watt ........... (41)Tabel 4.6. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 40 Watt ........... (41)Tabel 4.7. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 48 Watt ........... (41)Tabel 4.8. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 56 Watt ........... (42)Tabel 4.9. Data Hasil Perhitungan Menggunakan Program Microsoft Exel ........... (56)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

  Telah kita ketahui bahwa negara Indonesia adalah negara kepulauan yang terdiri dari beragam suku bangsa, yaitu dari sabang sampai merouke. Dimana masyarakat Indonesia masih banyak dari mereka yang tempat tinggalnya di daerah terpencil yang sulit terjangkau dari energi listrik. Tidak hanya itu saja kelangkaan bahan bakar migas juga mempengaruhi dalam penyediaan energi listrik. Padahal kita ketahui manfaat dari energi listrik itu sangatlah banyak khususnya untuk penerangan.

  Untuk itu kita sebagai generasi muda dituntut untuk dapat menciptakan inovasi- inovasi dengan penggunaan energi terbarukan yang dapat membantu ataupun mempermudah orang lain dalam mendapatkan energi listrik. Salah satu energi yang dapat dimanfaatkan adalah energi angin yang memiliki sifat kecepatan berubah-ubah.

  Untuk itu perlulah sebuah alat, menggunakan prinsip konversi energi dari energi mekanik menjadi energi listrik yaitu kincir angin yang dihubungkan dengan generator listrik. Untuk itu dalam meneruskan daya yang dihasilkan oleh poros kincir angin diperlukan sebuah unit transmisi yang dapat secara otomatis menyesuaikan kecepatan angin yang berubah-ubah.

  Peran transmisi untuk memindahkan tenaga dari poros satu ke poros lainnya yang membuat inovasi demi inovasi bermunculan. Transmisi dibuat untuk menaikkan atau menurunkan putaran yang diberikan dari penggerak entah itu dari segi alam (angin,

  Dari uraian diatas maka akan dibahas tentang transmisi sabuk dan puli pada kincir angin.

  1.2. Rumusan Masalah

  Penggunaan transmisi otomatis sabuk-puli pada kincir angin, belum diketahui berapa persen nilai efisiensinya.

  1.3. Tujuan Penelitian

  a. Merancang, menggambar dan membuat transmisi sabuk-puli yang dapat menghasilkan output bervariasi dengan input konstan.

  b. Mengetahui unjuk kerja (daya input, daya output, ratio, slip, dan efisiensi) transmisi otomatis sabuk-puli.

  1.4. Batasan Masalah

  Dalam penyelesaian tugas akhir ini membatasi masalah tentang perancangan, pembuatan serta pengujian transmisi. Perancangan transmisi meliputi perancangan sabuk-V, poros, bandul, pegas serta pengujian unit transmisi sabuk-puli dengan input konstan. Saat penelitian tidak dimungkinkan pembuatan kincir dalam skala besar, sehingga memanfaatkan motor listrik 3 phase type YY7124, daya ½ Hp. Output bervariasi dengan beban lampu (tanpa beban, 8 Watt, 16 Watt, 32 Watt, 40 Watt, 48 Watt, 56 Watt).

  1.5. Manfaat Penelitian b. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat teknologi kincir angin yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

BAB II DASAR TEORI

2.1. Landasan Teori

  Transmisi merupakan sistem dari suatu alat yang berfungsi untuk menggerakkan suatu alat sehingga alat tersebut dapat bekerja.

Gambar 2.1 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli.

  Dengan sistem transmisi sabuk dan puli, dalam memindahkan tenaga akan lebih cepat. Di karenakan transmisi sabuk dan puli merupakan salah satu sistem pemindah tenaga otomatis. Tenaga ditransmisikan dari poros yang satu ke poros yang lain melalui sebuah sabuk (belt) yang melingkar/melilit pada puli yang terpasang pada poros-poros tersebut.

  Kemampuan transmisi dari sistem ini sangat ditentukan oleh karakter gesekan

  (yang mengakibatkan terjadinya tegangan tarik) menentukan besarnya momen puntir yang dapat ditransmisikan.

  Ada beberapa macam transmisi yang digunakan pada kincir angin antara lain transmisi rantai dan transmisi sabuk puli.

2.1.1. Keuntungan Transmisi Rantai

  a. Mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar

  b. Tidak memerlukan tegangan awal

  c. Keausan kecil pada bantalan

  d. Mudah memasangnya 2.1.2.

   Kerugian Transmisi Rantai

  a. Variasi kecepatan yang tak dapat dihindari karena lintasan busur pada spoket yang mengait mata rantai b. Suara berisik

  c. Getaran karena tumbukan antara rantai dan dasar kaki gigi spoket

  d. Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang diakibatkan oleh gesekan dengan spoket

  

(dikutip dari Buku Sularso Kiyokatsu Suga, Elemen Mesin, Dasar Perancangan dan

Pemilihan).

2.1.3. Keuntungan Sistem Transmisi Sabuk-Puli a. Pemindahan tenaga berlangsung secara elastik.

  b. Suara tidak berisik

  c. Dapat menerima dan meredam beban kejut

  d. Jarak poros tidak tertentu

  e. Jarak poros yang lebih besar dapat dicapai

  f. Dipandang dari segi konstruksi dan pembuatan; mudah dan murah

  g. Hanya memerlukan sedikit perawatan (tanpa pelumas) 2.1.4.

   Kerugian Sistem Transmisi Sabuk dan Puli

  a. Slip yang terjadi mengakibatkan rasio angka putaran tidak konstan

  b. Diukur dari besarnya tenaga yang ditransmisikan, sistem transmisi sabuk dan puli ini memerlukan dimensi/ukuran yang lebih besar daripada sistem transmisi roda gigi maupun rantai.

  (dikutip dari Buku B. Sudibyo, Ing. HTL, Transmisi sabuk)

  Dengan perbandingan transmisi rantai dan transmisi sabuk puli diatas, dalam perancangan transmisi dari kincir angin akan digunakan transmisi sabuk puli. Maka dari itu pemilihan jenis sabuk dan material sabuk sangat menentukan dalam kinerja transmisi secara maksimal.

2.2. Jenis Sabuk dan Material Sabuk

  Dalam merancang transmisi sabuk, material sabuk harus disesuaikan dengan tututan kebutuhan, yaitu: a. Faktor gesekan

  b. Tegangan tarik

  c. Elastisitas

  d. Frequensi tekukan

  e. Faktor kepekaan terhadap lingkungan kerja (kelembaban udara, pengaruh kimiawi dan lain-lain).

  Karena sifat-sifat material tidak dapat mengatasi semua jenis tuntutan kebutuhan, maka seorang perancang haruslah dapat menentukan atau memilih material untuk sabuk yang paling bermanfaat.

2.2.1. Sabuk Rata 2.2.1.1. Sabuk Rata Dari Kulit Dengan material sabuk dari kulit sapi, maka faktor angka gesekan dapat diatasi.

Tabel 2.1 Pengerjaan Dari Kulit Untuk Sabuk

  

NO Kondisi Kerja Pengerjaan Kulit Kode

  1 Normal Dimasak dengan kulit bakau Temperatur tinggi (sampai 80

  C) L

  2 Pengaruh kimiawi rendah dan Dimasak dengan asamkrom kelembaban udara tinggi C

Tabel 2.2 Penggunaan Lapisan Dalam Sabuk Lapisan Tebal Sabuk Lebar Sabuk

  Tunggal 3………7 mm Sampai 500 mm Ganda dan majemuk 8……..12 mm Sampai 1800 mm

Tabel 2.3 Pengerjaan Lain Dari Kulit Untuk Sabuk Kode Pengerjaan Kulit Karakter

  N T Direntang basah Direntang kering

  Sewaktu dioperasikan, pertambahan panjang dari jenis N lebih kecil dari pada jenis T

  HG G S Dipres berat Dipres Standar

  Kadar lemak sampai 7 % 14 % 25 % Dalam pemilihan jenis sabuk dari kulit, dipakai kode gabungan, misalnya HGLN.

  Untuk pemilihan jenis sabuk kulit dipakai patokan Semakin tipis sebuah sabuk dibandingkan diameter puli dan semakin tinggi kecepatannya (semakin tinggi frekwensi tekuknya), maka sabuk yang dipilih harus dari kulit yang dipres semakin berat dan kulit harus semakin ringan. Kriteria sabuk untuk beberapa pemakaian: a. Sabuk kulit HG dipakai untuk semua jenis transmisi sabuk, terutama untuk transmisi tenaga yang besar pada poros dengan jarak yang pendek.

  b. Sabuk G mencukupi untuk pemakaian normal.

2.2.1.2. Sabuk Rata Dari Rajutan dan Tekstil

  Sabuk yang dibuat dari material organic (kapas/katun, bulu/rambut binatang, sutera alam dll) atau dari material sintetik (sutera sintetik, nilon dll) dikenal sebagai sabuk rajutan atau sabuk tekstil.

  Dibandingkan dengan sabuk dari kulit, sabuk rajutan atau sabuk tekstil memiliki kelebihan, yaitu: sabuk rajutan atau sabuk tekstil dapat dibuat tanpa sambungan sehingga keberisikannya dapat dikurangi. Adapun kerugian/kekurangannya ialah sabuk rajutan atau sabuk tekstil bersifat peka terhadap robekan pada tepi yang mudah menjalar ke tengah lebar sabuk.

  Sabuk rajutan atau sabuk tekstil yang tebal biasanya dibuat berlapis-lapis. Lapisan-lapisan tersebut disatukan dengan cara:

  a. dijahit

  b. dilam dengan karet alam (Balata) c. divulkanisir dengan karet.

  Yang paling sering dipakai adalah sabuk balata. Sabuk balata yaitu beberapa lapis rajutan katun dilem menjadi satu dengan karet alam. Kekuatan dari sabuk tersebut 2-3 kali lipat kekuatan sabuk kulit. Jenis sabuk ini tidak cocok bila dipakai diruangan yang panas, peka terhadap oli dan bensin, tetapi tidak peka terhadap kelembaban udara.

2.2.1.3. Sabuk Plastik dan Sabuk Berlapis Majemuk

  Sabuk dari plastik (nilon, perlon dll) memiliki kekuatan tarik yang tinggi dan hampir tidak elastik. Tetapi jenis ini jarang dipakai karena faktor gesekannya kurang baik, sehingga hanya beberapa jenis tuntutan kebutuhan saja yang dapat terpenuhi.

  Yang paling sering digunakan atau dipakai adalah sabuk berlapis majemuk tanpa sambungan. Lapisan-lapisannya terdiri dari plastik dan kulit yang dilem dengan kuat.

  Menurut aturan, sabuk tersebut terdiri dari 2 atau 3 lapis yaitu: L (T) : lapisan sentuh L : dari kulit K : lapisan tarik K : dari plastik T (L) : lapisan penutup T : dari tekstil

  Lapisan sentuh dibuat dari kiulit yang dimasak dengan asam krom, lapisan tarik dari plastik dan lapisan penutup dari rajutan yang divulkanisir dengan karet. Selain itu, lapisan penutup dapat dibuat dari kulit yang dimasak dengan asam krom agar dapat di pakai pada kedua lapisan.

  Sabuk ini sangat elastik, tidak kaku dan tidak peka terhadap bahan-bahan pelumas maupun kelembaban udara. Faktor slipnya kecil (2%) dan umur pakainya panjang. Karakter transmisi sabuk ini cukup presisi, dapat dipakai untuk rasio yang besar (1:20) dan kemampuan transmisinya 3 kali lipat sabuk kulit, meskipun jarak poros-poros pulinya kecil.

  Karena biasanya sabuk ini tipis dan kecil, maka cocok untuk kecepatan yang tinggi, malahan kerapkali dapat menggantikan fungsi dari sabuk-V.

  Jika sabuk rata yang ada dipasaran tidak dalam keadaan tersambung maka penyambungan dapat dilakukan dengan berbagai cara: a. dilem

  b. dijahit c. disambung dengan berbagai jenis sarana penyambung dari metal.

  Terutama pada jenis-jenis sambungan inilah tergantung umur pakai dan besarnya tenaga transmisi yang diijinkan.

  Yang paling baik adalah sambungan dengan lem, karena pada jenis sambungan- sambungan lain hanya dapat dimanfaatkan 80-90 % kemampuan transmisi sabuk.

2.2.2. Sabuk-V

  Sabuk-V adalah sabuk karet dengan tambahan benang-benang rajutan sebagai elemen penguat terhadap tegangan tarik pada bagian atas dari profil sabuk yang berbentuk trapesium. Bagian luar dari profil sabuk-V berupa rajutan yang divulkanisir sebagai pelindung bagian dalam.

Gambar 2.2 Ukuran Penampang Sabuk-V.Gambar 2.3 Diagram Pemilihan Sabuk-V.

2.2.2.1. Sabuk-V Standart (Conventional V-Belt)

  Sudut profil α = 35-39

  Jenis tipe ukuran = 12 macam ----- (ISO : 7 macam) Lihat tabel TM. 4

  Kwosien b/h = 1,5-1,65 Panjang sisi dalam L

  2 = 100-18000 mm

  (yang ada di pasaran) 2.2.2.2.

   Sabuk-V Sempit (Wedge V-Belt)

  Sabuk-V sempit ini dipakai untuk kecepatan yang lebih besar dari pada transmisi sabuk-V standar.

  Jenis tipe ukuran = 5 macam ------ (USA/British: 3 macam) Lihat tabel TM. 7 Ada juga bentuk khusus dari sabuk-V sempit (lihat gambar d), yaitu permukaan sisi dalamnya berbentuk cekung dengan tujuan sebagai stabilisator benang-benang rajutan sehingga gesekan antara molekul-molekul di dalam sabuk dapat dikurangi.

2.2.2.3. Sabuk-V Gigi (Rawedge Cog) Dalam perancangan ini pemilihan sabuk (Rawedge Cog) digunakan sabuk gigi.

  Sabuk gigi merupakan elemen transmisi dengan bentuk gabungan antara rantai dan sabuk rata. Dengan demikian keuntungan dari kedua jenis elemen transmisi tersebut ada di dalam sabuk gigi, yaitu:

  1. Fleksibel/luwes/tidak kaku

  2. Tidak berisik

  3. Tidak membutuhkan pelumas Jenis sabuk ini dibuat dari plastik poliuretan atau karet neoprene dengan bagian inti/bagian pembawa beban yang terletak di zona netral (zona bebas deformasi) dari kawat baja yang digulung secara memanjang/aksial. Gaya keliling (F u ) yang harus dipindahkan dari puli yang satu ke puli yang lain oleh sabuk ini dapat mencapai 5000 N dan kecepatan kelilingnya (v u ) sampai 60 m/s.

2.3. Tinjauan Pustaka

  Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi (Sularso, Kiyokatsu Suga, 2004). CVT, lengkapnya Continuously

  Variable Transmission , merupakan salah satu sistem pemindah tenaga otomatis yang

  banyak digunakan saat ini. Perbedaan dasar CVT dibandingkan dengan pemindah tenaga lain, seperti transmisi otomatis konvensional dan manual, adalah cara meneruskan torsi dari mesin ke roda. Pada CVT, tidak lagi digunakan roda-roda gigi untuk menurunkan atau menaikkan putaran ke roda. Sebagai penggantinya, digunakan dua puli dan sabuk logam. Karena tidak ada lagi roda-roda gigi, maka pada CVT tidak ada perbandingan gigi seperti transmisi otomatis konvensional dan manual. Yang ada adalah perbandingan putaran dari terendah sampai tertinggi. Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan harganyapun murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai 500 (kW). (http://web.ipb.ac.id). Transmisi sabuk puli merupakan salah satu jenis system transmisi. Tenaga/daya/momen puntir ditransmisikan dari poros yang satu ke poros yang lain melalui sebuah sabuk (belt) yang melingkar/melilit pada puli yang terpasang pada poros-poros tersebut. (B. Sudibyo, Ing. HTL).

2.4. Perancangan Transmisi Sabuk-V 2.4.1. Transmisi Sabuk-V

  Transmisi sabuk-V hanya dapat berfungsi seperti yang diharapkan, yaitu memindahkan tenaga, dari puli yang satu ke puli yang lain. Dengan beberapa pertimbangan bahwa daya dan putaran yang digunakan relatif kecil sehingga dengan sabuk-V cukup mampu untuk memindahkan gaya dan putaran yang digunakan.

   Menghitung perbandingan reduksi transmisi atau rasio (i)

  n d  s _{1 2}

  1 (2.1)

  i

    

  n d  s u _{2 1}

  (Sularso-Kiyokatsu Suga, 166) Keterangan: n

  1 = Putaran puli penggerak (rpm)

  n = Putaran puli yang digerakkan (rpm)

  2

  d

  1 = Diameter puli penggerak (mm)

  d

  2 = Diameter puli yang digerakkan (mm)

Tabel 2.4 Pemilihan Rasio (i)

  Jenis sabuk/system transmisi sabuk Rasio (i) Sabuk rata lurus

  ≤ 6 Dengan puli penegang istimewa, misalnya: sabuk berlapis

  Sampai 15 Majemuk tanpa sambungan Sampai 20 Sabuk-V

  Sampai 10

   Menghitung kecepatan linier (v) sabuk-V

  d n _{1 1} (2.2) v 

  60  1000 Keterangan: v = Kecepatan linier V-belt (m/s)

  (Sularso-Kiyokatsu Suga, 166)  Menghitung panjang sabuk (L)

   ²

  1 L 

  2 C  d  d  d  d (2.3)

      _{1 2 2 1}

  2

  4 C Keterangan: L = Panjang Sabuk (mm) C = Jarak poros (mm)

  (Sularso-Kiyokatsu Suga, 170)  Menghitung Jarak Antara Poros (C) _{2 2}

  b b

  8 ( d d )    _{2 1}

  (2.4)

  C 

  8 Keterangan: 2 

  b  L   d  d  _{2 1}

  (Sularso-Kiyokatsu Suga, 170)

  C

Gambar 2.4 Perhitungan Sabuk-V

   Menghitung Besarnya Slip Perbedaan besarnya tegangan ini menyebabkan sabuk ketika dipakai juga mengalami perbedaan pertambahan panjang antara sisi kendor dan sisi tegang.

  Proses penyamaan kembali pertambahan panjang yang berbeda tersebut menimbulkan gerakan relatip dari sabuk pada puli, yaitu searah dengan arah gerak sabuk yang sebenarnya.

  Permukaan puli yang sengaja dibuat halus bertujuan untuk menghindarkan terjadinya aus yang terlalu cepat pada sabuk akibat gerakan relatip.

  Biasanya, gerakan relatip yang terjadi tersebut di atas dinamakan “SLIP KEMULURAN” dan besarnya tergantung pada elastisitas sabuk, perbedaan/selisih gaya tarik sabuk.

  % 100 ₁ ^{2 1}  

   

  n n n

  (2.5) n1 n2 d

  1 /2

  d

  2 /2

   Menghitung Daya Keluaran 

  P out = P in – ( x P in ) (2.6)

  100 Keterangan: P out = daya keluaran pada poros puli digerakkan (kW) P = daya yang dikenakan pada poros puli penggerak (kW)

  in

  = slip (%) ฀

   Menghitung Efisiensi Alat Perhitungan Efisiensi (

  η) Transmisi dapat dihitung berdasarkan perbandingan daya yang dihasilkan oleh poros puli digerakkan (P ) dengan daya yang diberikan

  out

  pada poros puli penggerak (P in ) yang tersedia dari motor listrik yang dapat dituliskan dengan persamaan berikut:

  P _out 

    100 % (2.7)

  P _in

  Keterangan: = Efisiensi alat/transmisi sabuk puli (%)

  η

2.4.2. Poros

  Sebagai elemen yang meneruskan daya dan putaran, poros merupakan elemen utama, diliat dari fungsi tersebut. Sebagian besar mekanisme yang mentransmisikan daya dilakukan melalui putaran dan hanya poros yang dapat melakukan tersebut.

  Berdasarkan fungsinya sebagai pemindah daya, poros dapat di klasifikasikan menurut pembebanan, meliputi:

  1. Poros Transmisi Poros semacam ini mengalami beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya yang ditransmisikan pada poros ini biasanya melalui kopling, roda gigi, sabuk puli, rantai dan lainnya.

  2. Spindel Poros ini relatif pendek dan biasanya digunakan sebagi poros utama mesin perkakas. Poros ini mengalami beban utama berupa puntiran. Syarat utama yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah deformasi yang harus kecil dan bentuknya yang harus presisi.

  3. Gandar Poros ini tidak mengalami beban puntir dan kadang-kadang tidak boleh berputar.

  Poros ini mengalami beban lentur kecuali digerakkan oleh penggerak mula karena mengakibatkan beban puntir pada poros.

  Beberapa yang harus diperhatikan dalam pemilihan poros. Karena itu sebuah poros diperlukan beberapa faktor yang harus dipenuhi untuk menjamin tingkat keberhasilan fungsi sebuah poros. Faktor yang harus diperhatikan adalah:

  1. Kekuatan Poros Poros akan mengalami beban tunggal atau gabungan beberapa beban.

  Kelelahan, tumbukan atau pengaruh tegangan bila poros mengalami pengecilan diameter harus diperhatikan. Poros harus dirancang untuk mampu menahan beban-beban yang terjadi.

  2. Kekakuan Poros Lenturan atau defleksi puntir suatu poros tidak boleh terlalu besar. Defleksi yang besar akan mengakibatkan ketidaktelitian, getaran dan suara.

  3. Putaran Kritis Mesin akan mengalami getaran yang luar biasa apa bila putaran mesin dinaikkan sampai putaran kritisnya. Adanya putaran kritis ini akan merusak poros.

  Sehingga umur pemakaian dari poros tidak lama.

  4. Korosi Kondisi pemakaian poros harus diperhatikan, sehingga kerusakan yang diakibatkan dari korosi dapat dikurangi. Tempat-tempat yang kemungkinan korosi

  5. Bahan Poros Pemilihan bahan poros ini sangat penting untuk menjaga poros mampu menahan beban yang terjadi dan menghindari dimensi yang terlalu besar.

  Perhitungan Kekuatan Poros  Menghitung daya rencana.

  P  f  P (kW) _{d c}

  (2.8) Keterangan:

  P d = daya rencana (kW) f c = faktor koreksi 1 P = daya nominal output dari motor penggerak (kW) (Sularso-Kiyokatsu Suga,7)  Menghitung momen puntir (momen rencana). ₅ P _d T 

  9 , 74  10  (2.9)

  n ₁ Keterangan:

  T = momen puntir (kg/mm) n = putaran poros (rpm)

  1

  (Sularso-Kiyokatsu Suga, 7)

   Menghitung tegangan geser.

   

  ) ₁ Sf = angka keamanan 1 5,6 untuk beban SF dengan kekuatan yang dijamin.

  2

   = kekuatan tarik (kg/mm

  ) _B

  2

  = tegangan geser yang diizinkan (kg/mm

  

  (2.11) Keterangan: _a

   

    _{2 1} Sf Sf ^{B a}

  3 ₃ 1 ,

  ) d s = diameter poros (mm) (Sularso-Kiyokatsu Suga, 7)  Menghitung tegangan geser yang diizinkan.

  2

  = tegangan geser (kg/mm

  (2.10) Keterangan: τ

   

      

       

  16 ^{S S} d T d T 

  5

  6 untuk beban S-C dengan pengaruh massa. ₂ Sf = angka keamanan 2 1,2-3, pengaruh pemberian alur pasak atau dibuat bertangga.

   Menghitung diameter poros minimum yang diizinkan. ₃

  1  5 , 1  d  K C T _{S t b}

  (2.12)

     _a

   

  Keterangan: d s = diameter poros minimum yang diizinkan (mm) K t = faktor koreksi 2 1,0 untuk beban yang dikenakan halus.

  1,0-1,5 jika beban yang dikenakan dengan sedikit kejutan. 1,5-3,0 jika dikenakan dengan kejutan besar atau tumbukan. C b = faktor koreksi 3

  1,2-2,3 jika diperkirakan poros akan terjadi pemakaian dengan beban Lentur.

  1,0 jika diperkirakan poros tidak akan terjadi pembebanan lentur. (Sularso-Kiyokatsu Suga, 12)

2.4.3. Bandul

  Berfungsi untuk mengatur naik turun atau besar diameter puli penggerak yang berhubungan dengan rasio transmisi. Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal, maka dalam perubahan diameter puli penggerak, dapat diatur secara automatis.

Gambar 2.5 Rangkaian Bandul.

  Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal, persamaannya sebagai berikut:

  g L T Periodenya

  R v T m T g m

     

  cos

  2 sin cos ₂

    

    (2.13) 2.4.4.

   Pegas

  Pegas dalam kehidupan keseharian mempunyai fungsi sebagai pelunak penyimpan energi seperti pada jam, untuk mengukur seperti pada timbangan, sebagai penegang atau penjepit, sebagai pembagi rata tekanan.

  Pegas dapat digolongkan atas dasar jenis beban yang akan diterimanya yaitu:

  a. Pegas tekan atau kompresi

  b. Pegas tarik

  c. Pegas puntir

  d. Pegas volut

  e. Pegas daun

  f. Pegas piring (seri/paralel)

  g. Pegas cincin

  h. Pegas batang puntir i. Pegas spiral atau pegas jam.

  Dengan itu pegas yang akan digunakan dalam rangkaian transmisi otomatis sabuk-puli menggunakan pegas tekan. Karena dalam rangkaian transmisi otomatis sabuk-puli, pegas tekan dapat membantu menekan kebawah puli atas pada poros output. Sehingga kinerja dari rangkaian poros output dapat maksimal. Hal ini terjadi apa bila generator listrik menerima beban lampu semakin bertambah akan mempengaruhi putaran (putaran menurun).

  Perhitungan Kekuatan Pegas Jika jumlah lilitan pegas h f :

  F h N d

  1 ,

  2 _{f t}     (2.14)

  k Konstanta pegas k dapat diketahui, yaitu: 1 ,

  2 F 

  k 

  (2.15)

  h N d _{f  t }  

  Keterangan:

  h = tinggi pegas dalam keadaan normal (mm) _f N = jumlah lilitan pada pegas _t

  d = diameter kawat pegas (mm) F = gaya yang bekerja pada pegas (N) k = konstanta pegas (N/mm)

2.5. Daya Listrik

  

Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok

  sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu:

2.5.1. Daya listrik DC

  Daya listrik DC dirumuskan sebagai berikut:

  P  V 

  I

  (2.16) Keterangan: P = daya (Watt) V = tegangan (Volt)

2.5.2. Daya listrik AC

  Daya listrik AC ada 2 macam yaitu: daya untuk satu phase dan daya untuk tiga phase, dimana dapat dirumuskan sebagai berikut: a. Pada sistem satu phase:

   Cos

  I V P   

  (2.17) Keterangan:

  V = tegangan kerja 220 (Volt) I = arus yang mengalir kebeban (Ampere) Cos

  θ = faktor daya (cos phi) b. Pada sistem tiga phase:

   Cos

  I V P     3

  (2.18) Keterangan:

  V = tegangan antar phase 380 (Volt) I = arus yang mengalir ke beban (Ampere) Cos θ = faktor daya (cos phi)

  (Sumber:http://technoku.blogspot.com/2008/11/perhitungan-daya.html)

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian

  Diagram alir untuk penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian.

  STUDI PUSTAKA PEMBUATAN ALAT PEMBAHASAN PERANCANGAN TRANSMISI PENGOLAHAN DATA KESIMPULAN SELESAI PENGAMBILAN DATA MULAI

3.2. Transmisi Sabuk-Puli

  2

  1

  9

  12

  11

  5

  6

  10

  7

  4

  8

  3 Gambar 3.2 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli.

  Rangkaian transmisi sabuk-puli Gambar 3.1 terdiri dari:

  1. Motor listrik 3 phase type YY7124

  2. Puli penggerak sebagai penghubung dari Motor

  3. Bearing UCF204-12

  4. Bodi/rangka (kayu Jati)

  5. Puli digerakkan

  6. Poros digerakkan

  7. Puli digerakkan sebagai penghubung ke Generator

  8. Generator

  9. Sabuk-V standard

  11. Puli penggerak

  12. Pegas Dalam merangkai transmisi sabuk-puli, melewati proses pembuatan komponen- komponen utama yang selanjutnya dirakit dan menggunakan komponen yang telah tersedia dipasaran, diantaranya adalah sebagai berikut:

  1. Puli Dua pasang puli yang sama dengan diameter luar 70 mm, diameter dalam 19 mm sebagai puli utama. Yang terdiri dari puli penggerak dan puli yang digerakkan. Puli terbuat dari Aluminium dengan cara membuat setengah puli, dengan sudut kontak

  ◦ 20 .

Gambar 3.3 Setengah Puli untuk Transmisi sabuk-V.

  2. Motor listrik 3 phase Berfungsi sebagai penghasil putaran yang di hubungkan dengan poros. Motor listrik 3 phase dihubungkan dengan Inverter terlebih dahulu karena dari Inventer inilah putaran motor listrik 3 phase dapat ditentukan sesuai dengan yang diinginkan. Dengan cara mengatur frequensinya. Motor listrik 3 phase yang digunakan dalam pengujian ini adalah motor listrik dari produk MEZ dengan spesifikasi sebagai berikut: Type = YY7124 Motor = ½ Hp Voltage = 220/380 Volt Corrent = 2,2/1,12A Speed = 1460 r/min Insulation = B Connection =

  Δ/Y Protection Grade =

  IP44 Standard = JB/T10 391-2002 Rating = SI output = 0,37 kW frequency =

  50 H z Noise = dB (A)

  Cos θ = 0,81

  3. Generator Generator sebagai pembangkit listrik yg nantinya untuk menghidupkan rangkaian lampu.

Gambar 3.4 Generator.

  4. Bandul Rangkaian bandul dengan panjang 200 mm, diameter besi 5 mm yg terdiri dari 2 buah besi yg saling terkait ujung-ujungnya dan dua besi sebagai penyangga rumah bandul dengan diameter luar 60 mm, diameter dalam sebagai rumah puli 50 mm, diameter dalam sebagai lubang poros 19 mm, dan tinggi 30 mm. Rumah bandul ini berlubang, berfungsi untuk tempat batang puli penggerak yang sebelah bawah.

Gambar 3.5 Rangkaian Bandul.

  5. Sabuk-V standard Pada transmisi digunakan sabuk-V yamaha mio metic dengan panjang sabuk 840

  ◦