Makalah Mesin Teknologi Terapan Tentang
Mesin Pencacah Multi Fungsi
PENDAHULUAN
1. Latar belakang
Teknologi
tepat guna adalah teknologi yang cocok dengan kebutuhan masyarakat sehingga
bisa dimanfaatkan pada saat rentang waktu tertentu. Teknologi tepat guna juga sebagai
salah satu cara untuk mencapai tujuan tertentu, yaitu meningkatkan
kesejahteraan masyarakat.
Seiring
dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini mendukung kami untuk menciptakan suatu karya
cipta teknologi yang dapat di gunakan oleh masyarakat. Tujuan utama kami dalam
menciptakan inovasi teknologi ini adalah untuk mengganti peran manusia dalam
menciptakan suatu rekayasa produksi dengan teknologi yang sedang berkembang
saat ini supaya hasil yang di dapat lebih efektif, efisien dan berkualitas.
Perkembangan
di dunia pertanian dan perpeternakan di Indonesia sudah sangat pesat. Beberapa
jenis hewan ternak dan tumbuhan sudah di budidayakan secara baik dan optimal.
Namun di berbagai daerah di Indonesia masih ada yang bergantung pada penggunaan pupuk kimia dan
pengolahan kebutuhan pakan ternak secara manual, terutama sapi yang
mengkonsumsi jerami dan rumput sebagai makanan pokok. Oleh karena itu demi
keoptimalan kebutuhan pemenuhan konsumsi ternak terutama sapi, dan pupuk
organik, kami membuat alat yang membantu untuk pemenuhan kebutuhan pakan dan
pembuatan pupuk organik.
Alat ini adalah mesin pencacah multi fungsi yang
akan membantu mencacah jerami, rumput, batang jagung, dan lainya. sehingga akan
lebih mudah untuk di konsumsi sapi, dan pengomposan pupuk organik. Sehingga
dapat meningkatkan hasil peternakan dan pertanian.
2. Perumusan Masalah
Masalah
yang akan dibahas adalah bagaimana cara penciptaan karya teknologi yang dapat
dimanfaatkan oleh masyarakat. Sehingga masyarakat tidak perlu lagi merasa
terbebani karena kebutuhan mereka sudah terpenuhi oleh bantuan dari mesin-mesin
hasil teknologi.
Saat
ini penggunanan mesin pencacah multi fungsi sudah banyak sekali kita temui.
Namun dari berbagai mesin tersebut masih banyak yang kurang sempurna dalam
penggunaan dan hasilnya. Masalah yang sering timbul biasanya adalah, hasil dari
pemotongan mesin kurang halus dikarenakan ketajaman pisau yang tidak sesuai dan
banyaknya sekam yang menumpuk di bawah mesin. Untuk itu supaya tidak terjadi
maka kami akan membuat suatu inovasi teknologi yaitu dengan memakai mata pisau
dengan tingkat kekerasan tinggi dan jenis anti karat agar tidak mudah aus
ketajaman pisaunya, serta akan menggunakan metode screw supaya sekam
hasil pemotongan pisau di dorong keluar dan tidak menumpuk di bawah mesin,
3. Batasan Masalah
Dalam
rancangan alat ini, yang diproses adalah jerami, rumput, dan lainnya sebagai
pakan ternak terutama pada sapi dan pupuk kompos.
Permasalahan-permasalahan
yang dibahas dalam rancangan mesin ini meliputi :
a. Menentukan
komponen-komponen yang cocok untuk menggerakkan mesin, agar mesin dapat bekerja
dengan sempurna.
b. Menghitung
secara teoritis gaya-gaya yang terjadi pada komponen penghubung agar gaya yang
diberikan oleh motor dapat diterima oleh mesin sesuai dengan ketentuan yang
diinginkan.
c. Menggambarkan
susunan komponen penghubung antara motor dengan mesin pencacah multi fungsi.
4. Tujuan
Tujuan
pembuatan mesin ini adalah.
1. Menarik
minat mahasiswa untuk membuat mesin tersebut, karena adanya kemungkinan untuk
meningkatkan kualitas dan kuantitas dari mesin yang sudah di buat sebelumnya.
2. Dengan
adanya mesin pencacah multifungsi ini, maka akan mempercepat proses pencacahan
untuk pakan ternak, dan pembuatan pupuk organik karena sebelumnya proses
pencacahan di lakukan secara manual.
3. Mewujudkan
pengabdian terhadap masyarakat dalam kegitan lingkungan,pertanian dan
petarnakan yang ramah lingkungan dengan hasil produksi yang berkualitas.
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Perencanaan Sabuk (Belf)
Sabuk
atau tali di gunakan untuk mentransmisikan tenaga dari satu poros ke poros lain
melalui puli yang mana berputar dengan kecepatan yang sama atau berbeda.
Jumlah tenaga yang ditransmisikan tergantung
dari beberapa factor:
1. Kecepatan
pada sabuk.
2. Kekencangan
sabuk pada puli.
3. Hubungan
antara sabuk dan puli kecil.
4. Kondisi
pemakaian sabuk.
Catatan:
a. Poros
harus sejajar untuk menyamakan teganagan tali.
b. Puli
tidak harus saling berdekatan didalam kontak dengan puli yang lebih kecil atau
mungkin yang besarnya sama.
c. Puli
tidak harus terpisah jauh karena sabuk akan menjadi beban pada poros. Ini
mengakibatkan pergesekan pada bearing.
d. Panjangnya
sabuk cenderung untuk mengayun dari sisi ke sisi menyebabkan sabuk bergerak
keluar jalur dari puli yang mana membentuk lengkungan pada sabuk.
e. Kekencangan
sabuk harus sesuai, kelonggaran sabuk akan meningkatkan saat terjadi kinerja
pada puli.
f. Untuk
memperoleh hasil yang baik dengan sabuk datar, jarak maksimum antara poros
tidak boleh melebihi dari 10 meter dan minimum tidak boleh kurang dari 3-5 kali
diameter puli terbesar.
B. Jenis Sabuk
Ada
banyak jenis sabuk yang sering digunakan pada alat-alat permesinan:
1. Sabuk
Datar
Sabuk datar banyak digunakan di pabrik dan bengkel(tempat
kerja), dimana tenaga di transmisikan dari puli satu ke puli lain. Yang mana
kedua puli tidak boleh terpisah lebih dari 10 meter
2. V-belt
V-belt banyak digunakan untuk mentransmisikan tenaga dari
puli satu ke puli lain. Yang mana kedua puli sangat dekat atau berdekatan satu
sama lain
Ukuran V-belt
3. Sabuk
bundar atau tali
Sabuk bundar atau tali digunakan pada jika jarak kedua puli
tidak terpisah maksimal 5 meter . dan
jika jumlah tenaga yang ditransmisikan sangat besar. Kemungkinan sabuk tunggal
tidak sanggup maka sabuk dapat tambah sesuai dengan kebutuhan dan pulli diganti
dengan puli yang lebih besar atau yang memiliki jumlah alur yang lebih bayak,
sesuai dengan jumlah tenaga yang akan d transmisikan.
C. Bahan Yang Digunakan Untuk Sabuk.
Bahan yang digunakan untuk tali dan sabuk harus kuat,
fleksible, tahan lama, dan mempunyai koefisien gesekan yang tinggi.
Beberapa
macam bahan yang digunakan untuk pembuatan sabuk dapat diklasifikasikan sebagai
berikut:
1.
Sabuk kulit
Bahan utama untuk sabuk datar adalah kulit. Sabuk kulit
dibuat dari 1-2 meter. Sabuk di buat dari potongan sisi tulang punggung sapi
mudal. Bagian kulit lebih keras dan lebih lembut dibanding daging. Tetapi sisi
daging lebih kuat. Serat pada sisi kulit tegak lurus dan peralel terhadap
permukaan kulit. Oleh karena itu untuk pertimbangan sisi rambut suatu sabuk harus berada dalam
hubungan dengan permukaan puli yang ditunjukan pada gambar.
Gambar
diatas mengambarkan suatu menghubungan antara sabuk dan puli dalam kondisi
kekuatan-tarik terbesar dari pada bagian atas, dan dan luar puli.Kulit yang
baik, didalamnya terdapat oaktanned, mineral garam, dan kromium. Ini berguna
untuk meningkatkan ketebalan sabuk.
2.
Sabuk
Kapas
Kebanyakan pabrik sabuk membuat sabuk dari bahan canvas, atau
kapas yang terdiri dari 3 bagian atau lebih. Jumlah lapisan tergantung
ketebalan sabuk, kemudian di jahit atau sesuai dengan ketebalan dan lebar yang
diinginkan. Sabuk diisi dengan minyak linsed supaya sabuk tahan air dan untuk
mencegah kerusakan pada serat sabuk. Sabuk kapas sangat baik digunakan di
daerah yang panas, disamping itu sabuk kapas juga murah, dan perawatan nya
ringan. Sabuka kapas sering di gunakan pada masin perkebunan dan sabuk angkut.
3.
Sabuk karet
Sabuk karet komposisi utamanya adalah karet yang mana
didalamnya diisi dengan kerangka benang dan permukaannya dilapisi denga lapisan
karet yan tipis. Sabuk ini sangat fleksibel tetapi mudah rusak karena panas,
minyak atau pelumas. Sabuk ini sangat mudah di buat dan diaplikasiakan, dan
banyak digunakan pada mesin pembuat kertas, dan pada daerah yang lembab.
4.
Sabuk balata
Sabuk ini hampir sama dengan sabuk karet, karena komposisinya
yaitu berupa karet atau getah. Sabuk ini tahan asam dan tahan air dan tidak
rusak oleh minyak hewani atau alkali. Jika suhu sabuk melebihi 40°C maka sabuk
mulai lembek dan menjadi lengket. Kekuatan sabuk balata adalah 25% lebih tinggi dibanding
sabuk karet.
D. Massa Jenis Bahan Sabuk
Massa
jenis berbagai bahan sabuk terdapat dalam tabel berikut:
Bahan sabuk
bahan sabuk
|
massa jenis
(dalam kg/cm3)
|
Kulit
Kanvas
Karet
Balata
Anyaman tunggal
Anyaman ganda
|
1.00
1.22
1.14
1.11
1.17
1.25
|
E. Tekanan Pada Sabuk
Kekuatan
akhir sabuk kulit bervariasi, dari 210 kg/cm3 sampai 350 kg/cm3 dan faktor
keamanan diambil 8 sampai 10. Bagaimanapun, pemakaian dan pengausan suatu sabuk
lebih penting dibanding kekuatan nyata. Hal tersebut telah ditunjukkan oleh
pengalaman itu di bawah rata-rata kondisi-kondisi suatu tekanan yang bisa
diijinkan 28 kg/cm3 atau lebih sedikit akan memberi suatu kondisi sabuk yang
layak. Suatu tekanan yang bisa diijinkan 17-5 kg/cm3 mungkin diharapkan untuk
memberi umur sabuk sekitar 15 tahun
F. Kecepatan Sabuk
Tegangan
yang kecil akan peningkatan kecepatan sabuk, gaya sentrifugal akan meningkat dan
menarik sabuk menjauh dari puli. Ini akan mengakibatkan pengurangan tenaga yang
ditransmisikan oleh sabuk, kecepatan sabuk yang efekif dan efesien digunakan adalah
20 m/sec sampai 22-5 m/sec.
G. Koefisien Gesekan Antara Sabuk Dengan Puli
Koefisien
gesek antara sabuk dan puli tergantung berdasar pada faktor berikut .
1. Bahan
sabuk,
2. Bahan
puli,
3. Gelincir
sabuk, dan
4. Kecepatan
sabuk.
Koefisien
gesekan antara sabuk dengan puli besi, pada titik gelincir dapat diambil
persamaan:
dimana v = kecepatan sabuk dalam m/s
Berikut table
nilai koefisien gesek untuk bahan pada sabuk:
Bahan Sabuk
|
Bahan Puli Besi Cor
|
Kayu
|
Kertas Press
|
Kulit
|
Karet
|
||
Kering
|
Basah
|
Lemak
|
|||||
Kulit Oaktaneed
|
0-25
|
0-2
|
0'13
|
0-3
|
0-33
|
0-38
|
0-40
|
Kulit Chrom
|
0'35
|
0-32
|
0'22
|
0-4
|
045
|
0-48
|
0-50
|
Kanvas
|
0-20
|
0-15
|
0-12
|
0'23
|
0-25
|
0-27
|
0-30
|
Kapas
|
0-22
|
0-15
|
0-12
|
0-25
|
0-28
|
0-27
|
0-30
|
Karet
|
0-30
|
0-18
|
-
|
0-32
|
0-35
|
0-40
|
0-42
|
Balata
|
0-32
|
0-20
|
—
|
0-35
|
0-33
|
0-40
|
0-42
|
H. Jenis Gerakan Pada Sabuk
Energi dari suatu puli di transmisikan kemanapun.
Berikut jenis gerakan pada sabuk datar:
1. Gerakan Sabuk Terbuka (Open Belt drive),
Untuk poros sejajar dan berputar dalam arah yang
sama.
2. Gerakan Membelit Atau Melingkar Pada Sabuk (Crossed
or twist belt drive)
untuk poros yang
sejajar dan berputar berlawanan arah. Gerakan ini sabuk saling bergesekan maka
sabuk cepat aus dan sobek. Jarak poros dibatasi maksimum 20 kali lebar belt dan
kecepatan maksimim 20 m.
3. Putaran Seperempat Sabuk (Quarter turn belt
drive)
untuk poros yang bersilangan tegak lurus dan
berputar dalam arah tertentu. Lebar puli
harus lebih dari 1,4 kali lebar sabuk.
4. Dengan Puli Pengarah (Belt drive with idler
pulleys)
untuk memperbesar sudut
kontak jika jarak poros cukup panjang. Dengan cara ini dapat digunakan untuk
perbandingan kecepatan tinggi, dan untuk menambah tarikan bel
5. (Compound
belt drive)
digunakan untuk transmisi daya dari dari
sebuah poros ke beberapa roda.
6. Gerak Sabuk Campuran (Stepped or cone pulley
drive)
digunakan untuk mengubah putaran poros
yangdigerakkan sementara putaran poros penggerak tetap.
7. Gerakan Langkah Atau Puli Tirus (Tracking Wheel)
digunakan
jika poros yang digerakkan dapat dihentikan atau diputar.
8.
Gerakan Cepat
Dan Kontrol Lepas (Fast and loose pulley drive)
merupakan tipe
penggerak yang dirancang khusus untuk medan berat, dan menggunakan mekanisme
sabuk dalam menghubungkan dua atau lebih aktuator.
I. Perbandingan Kecepatan
Karena
kecepatan linier pada kedua puli sama, (Prajitno, 2001) maka :
D1n1=
D2n2
Dan perbandingan putaran antara kedua puli menjadi:
Dengan:
n2
= putaran poros yang digerakkan
n1
=
putaran poros penggerak
D2
= diameter pulley yang digerakan
D1
=
diameter pulley penggerak
Jika tebal belt (t) perlu dipertimbangkan, maka :
Jika faktor slip (s) dimasukkan, maka :
Dengan : s = faktor slip total utuk kedua roda.
J. Panjang Sabuk
Untuk menghitung panjang sabuk yang digunakan,
dipergunakan rumus
berikut
(Prajitno, 2001) :
Transmisi
Terbuka
Dimana:
L = panjang Sabuk (Belt)
=
radius puli 1
= radius puli 2
x = jarak antar poros
K. Daya Yang Ditransmisikan Oleh Sabuk
Jika puli A menggerakkan puli B, maka dengan arah
putaran searah jarum jam, maka tarikan belt F1 lebih besar dari pada F2.
Hubungan F1 dan F2 dapat
dinyatakan dengan :
Dimana :
μ =
koefisien gesek
θ =
sudut kontak antara belt dan pulley yang paling kecil
Jika
efek sentrifugal diperhitungkan maka tegangan belt menjadi :
Dengan Fc = tarikan sentrifugal
:
Dan, w adalah berat sabuk per satuan panjang.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat
Perancangan ini telah dilakukan pada bulan Februari
2012 di lokal EA3, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,Universitas Negeri
Padang.
B. Alat dan Bahan Yang Digunakan
Alat yang digunakan
dalam perancangan mesin pencacah multi fungsi ini antara lain :
1. Satu
unit komputer digunakan untuk pengelolaan data dan merancang gambar mesin.
2. Bor
listrik berfungsi untuk melubangi material seperti dudukan dari motor pengerak
dan komponen lainnya yang memerlukan baut.
3. Mesin
bubut untuk membubut puli penggerak, dan puli transmisi.
4. Mesin
sekrap untuk membuat pasak puli.
5. Obeng,
tang ,dan kunci pas ring untuk mengencangkan baut.
Bahan yang digunakan adalah:
1. Komponen
Mekanik
a. Besi
sebagai bahan dasar puli.
b. Mur
dan baut penahan motor penggerak.
c. Bearing
untuk mengurangi gaya gesek akibat putaran sudut antara puli dan poros.
d. Sabuk
sabagai transmisi tenaga dari motor ke mesin (V-belf).
e. Puli
penggerak, pengarah dan transmisi.
C. Prosedur Perancanaan komponen Transmisi
1.
Menentukan spesifikasi
motor penggerak dan komponen transmisi yang akan digunakan.
Motor yang digunakan sebagai penggerak mesin ini
yaitu motor disel. Yang mana tujuan dari pemilihan mesin disel adalah supaya
mesin dapat di operasikan tidak hanya pada satu tempat saja tapi dapat di
operasikan dimana saja tanpa ketergantungan pada energi listrik.
Putaran Poros Puli Transmisi.
N1=putaran
poros transmisi (1200 rpm)
N2=putaran pada poros
puli trnsmisi (?)
D1=diameter puli
transmisi (150 mm)
D2=diameter poros puli
transmisi (45 mm)
Maka:
Putaran pada ujung pisau.
N1=putaran poros tranamisi/dudukan pisau (360 rpm)
N2=putaran pada ujung pusau (?)
D1=diameter poros poros transmisi (45 mm)
D2=D1+(2*panjang pisau) / 45+(2*180)=405 mm
Jadi putaran pada ujung pisau adalah 3240 rpm
ditinjau dari kecepatan ujung pisau dapat di tentukan spesifikasi motor
penggera.
Maka Spesifikasi mesin yang digunakan yaitu.
Merk : Kubota
Daya/rpm
: maksimum 7,5 HP/2200 rpm
Rata–rata
: 6,5 HP/1800 rpm
Putaran pada poros puli transmisi.
2.
Menggambar desain hubungan penampang
puli penggerak dengan puli transmisi.
3.
Analisis kecepatan yang dilepaskan oleh
motor hingga diterima oleh mesin.
a. Perbandingan
diameter puli penggerak dengan puli transmisi adalah 2:3 yaitu:
D1=100 mm
D2=150 mm
maka:
Maka kecepatan puli transmisi adalah 1200 rpm.
b. Panjang
Sabuk yang diperlukan (L)
Jarak antara kedua titk pusat (x)= 600 mm / 0.6 m
Jadi panjang sabuk yang
digunakan untuk menghubungkan kedua puli adalah 1816.54 mm / 1.816 m
c. Kecepatan Sabuk (v)
N=kecepatan
puli transmisi
(1200 rpm)
=Diameter
Puli transmisi (0.15 m)
jadi kecepatan sabuk yang menghubungkan motor dengan
mesin adalah v=9.42 m/s
5.
Jadual Kegiatan
NO
|
KEGIATAN
|
BULAN
|
|||||
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
||
1
|
Pencarian
Judul
|
||||||
2
|
Pencarian
Referensi
|
||||||
3
|
Perancangan
Komponen-Komponen Mesin
|
||||||
4
|
Presentasi
|
||||||
5
|
Penyusunan
Laporan
|
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Motor
yang digunakan sebagai penggerak pada mesin pencacah multi fungsi adalah motor
diesel.
2. Rancangan
sabuk di pakai adalah rancangan sabuk Gerakan
Sabuk Terbuka (Open Belt drive),yang mana kedua titik sumbu pulli
sejajar.
3. Perbandingan
antara kedua puli adalah 2:3. Puli pengerak lebih kecil,dari pada puli
transmisi. Hal itu bertujuan agar tenaga yang dihasilkan mesin lebih besar untuk memotong benda-benda
yang sedikit lebih keras.
B. Saran
1. Seharusnya
motor penggerak digunakan motor listrik jika pengoperasian mesin dilakukan
dalam satu tempat (tidak berpindah pindah)
2. Hendaknya
perbandingan puli penggerak dengan puli trasmisi tidak terlalu jauh. Agar
kecepatan sayat pisau lebih cepat.
3. Jarak
titik pusat puli penggerak dengan titik pusat puli transmisi jangan terlalu
jauh karena berpengaruh dengan putaran sabuk.
DAFTAR PUSTAKA
Sularso,2008. Dasar
Perencangan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya
Paramita, Jakarta.
Prajitno, 2001. Elemen
Mesin Pokok Bahasan Transmisi Sabuk dan Rantai.
Jurusan
Teknik Mesin UGM, Yogyakarta.
Http://www.dieselmotors.com