26 Jun 2012

MESIN PENCACAH MULTI FUNGSI (PERANCANGAN SABUK,PULLY,DAN MOTOR)

Makalah Mesin Teknologi Terapan Tentang
Mesin Pencacah Multi Fungsi

BAB I
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

TERIMA KASIH TELAH BERKUNJUNG KE BLOG AHMAD SUKRIE BUKIK BATABUAH MECANICAL ENGINERING UNP PADANG. JANGAN LUPA MAMPIR LAGI KE BLOG INI
 

Blogger news

Blogroll