chapter iii-v_7

8/11/2019 Chapter III-V_7

1/23

BAB III

PERANCANGAN PEMBUATAN MESIN PEMIPIL DAN

PENGGILING JAGUNG

3.1. Perhitungan pada motor yang dirancang

Gambar 3.1. Motor Listrik.

a. Putaran Pada Motor

ns = 1400 Rpm

nr = n s

f = 50 Hz

Maka Tidak terjadi faktor slip

b. Kecepatan sudut ( )

det/.5,14660

1400.14,3.260

..2

rad

n

Universitas Sumatera Utara


2/23


3/23

b. Gaya Tangensial

p f

n s.120

Dimana :

N s = Putaran sinkron medan putaran stator (rpm)

f = Frekuensi (HZ)

p = Jumlah Katup

katup p

Hz p

p Hz

4

14006000

50.1201400

ib

r n P

Ft

r MT

Ft

05,04396240

5,0.1400.14,3.2

4.60...2

.60



4/23

3.3. Perhitungan puli dan sabuk

1

2

2

Gambar 3.2. puli dan sabuk

Data-data pada mesin yang dirancang :

1. puli pemipil jagung 4 ( 101,6 mm )

2. puli penggiling jagung 5 (127mm )

3. puli motor penggerak 3 ( 76,2mm )

Dengan mengabaikan slip pada sabuk maka jumlah putaran pada masing-

masing puli adalah sebagai berikut :

2

11 d

d xnn .............................................................(Khurmi,1980.hal 675)

Dimana : = diameter puli penggerak1d

= putaran puli penggerak1n

= diameter puli yang digerakkan2d

= putaran puli yang digerakkan2n



5/23

puli 1 dengan 2

2

113 d

d xnn

= 1400 76,2

= 840 rpm

Putaran 3 dan 4

Cat : karena puli dengan 2 dengan puli 3 seporos maka putarannya juga sama

Maka :

4

334

d

d xnn

6,1012,76

840 x

= 630 rpm

3.4. SABUK

Jarak yang jauh antara dua buah poros sering tidak memungkinkan transmisi

langsung dengan roda gigi. Dalam hal demikian, cara transmisi putaran atau daya

yang lain dapat digerakkan, dimana sebuah sabuk dibelitkan disekeliling puli pada

poros.

Untuk transmisi daya yang dipergunakan sabuk V karena mudah

penggunaanya. Jenis sabuk V terdiri dari beberapa tipe dan ukuran penampang

maka untuk menentukan tipe dan ukuran penampang sabuk yang akan digunakan

harus sesuai dengan daya rencana dan putaran poros penggerak.



6/23

Sesuai dengan rencana {Kw} yang dipergunakan dalam putaran {rpm} yang

dihasilkan oleh motor pada pembahasan sebelumnya, maka dapat disimpulkan

bahwa sabuk V yang dipakai adalah tipe A.

Gambar 3.3. Ukuran penampang dan konstruksi sabuk

Yang mana :

2 = 40

= 20

9 X

tg

X = tg 20 9

= 3,275 mm

b = 12,5 2 (3,275)

= 5,95 mm

Luas sabuk

A = 9.b + (2. 0,5. 3,275. 9)

= (9 5,95) + (29 475)

= 83,025 mm 2



7/23

3.5. Transmisi dari motor penggerak kepenggiling oleh sabuk

a. kecepatan linier sabuk

100.60. 1ndp

V ..............................................................(Sularso, 1987, hal.166)

Dimana :

V = Kecepatan linier sabuk {m/s}

Dp = diameter puli penggerak {mm}

1n = putaran puli penggerak {rpm}

100060

14002,76 xV

= 5,58 m/s

b. jarak sumbu kedua poros

c = 1,5 Dp..............................................................(Sularso,1987,hal. 166)

c = jarak sumbu kedua poros {mm}

Dp = Diameter puli yang digerakkan {mm}

c = 1,5 127

= 190,5 mm

c. Sudut kontak antara sabuk dengan puli penggerak

C dp Dp )(57180 0

...........................................(Sularso,1987,hal.173 )

= Sudut kontak sabuk dengan puli penggerak

Dp = Diameter puli yang digerakkan {mm}

dp = Diameter puli penggerak {mm}

C = Jarak sumbu kedua poros {mm}



8/23

5,190)2,76127(57180 0

180 - 15,2

1808,164

2,87 rad

Panjang sabuk yang digunakan untuk menghubungkan puli penggerak

dengan puli yang digerakkan adalah :

L = 2C +2

( dp + Dp ) +C 41 + dp Dp

2.............(Sularso, Elemen mesin,

hal. 170)

Maka :

L = 2 190,5 +2

( 76,2 + 127 ) +5,190.4

1+ 2,76127

2

L = 733,89 mm

Jarak sumbu poros kedua puli adalah :

C = b +8

)(8 22 dp Dpb................( Sularso, Elemen Mesin, Hal. 170 )

b = 2.L (Dp + dp)

b = 2 733,89 ( 127 76,2 )

= 1308,28 mm



9/23

Maka :

C = 1308,28 +8

)2,76127(828,1308 22

= 1768,03 mm

d. Tegangan sabuk

eT T

2

1.........................................................................(khurmi,1980.hal.670)

Dimana :

1T = tegangan sisi kencang sabuk {kg}

2T = tegangan sisi kendor sabuk {kg}

e = bilangan alam = 2,7182..................................................(Hanoto,1982,hal 111)

= koefisien gesek antara sabuk dan puli (0,45-0,60)....... (Hanoto,1982,hal 111)

87,25,0

2

1 7182,2 xT T

= 3,84

1T = .b.t...............................................................................(Khurmi,1980,hal. 666)

Yang mana :

= tegangan tarik bahan sabuk

bahan karet = 0,4-0,5 { }.........(jac. Sto lk and Kross, 1981.hal. 470)2/ mmkg

b = lebar sabuk {mm}

t = tebal sabuk {mm}



10/23


11/23

180 - 9,5

1805,170 x

2,97 rad

d. Tegangan sabuk

eT T

2

1

97,25,0

2

1 7182,2 xT T

2

1T T

4,41

= .b.t1T

= 0,4 .5,96.91T

= 21,4 kg

= 3,86 T21T

= 21,4/3,862T

= 5,54 kg2T

e. Daya yang ditransmisikan

Po=(T 1 -T 2).v.................................................................(Hanoto,1981.hal.110)

Po = {21,4 5,54}. 3,35

Po = 53,13 watt

Po = 0,053 {Kw}



12/23

3.7 Sproket ( Roda gigi )

Dalam perancangan ini roda gigi untuk penggiling jagung dibuat dari

bahan S45C dengan data sebagai berikut :

Diketahui M = 3,75 ..................................(Sularso,Elemen mesin hal .35)

= 020

Perbandingan antara jumlah gigi pada roda gigi pinion dan driver adalah :

i =2

1

nn

perbandingan roda gigi yang digunakan hanya untuk mentransmisikan putaran

dengan perbandingan : = 1 : 1, maka i = 11n 2n

diameter sementara roda gigi yang pertama

ia

d 1

21 .......................................( Sularso,Elemen mesin, hal.216 )

Dimana :

= diameter sementara roda gigi pertama1d

i = perbandingan putaran roda gigi pertama dengan roda gigi kedua

a = jarak sumbu poros {mm}

Maka :

ia

d 1

21

115,1902 x

= 190,5 mm

Maka diketahui diameter sementara roda gigi kedua adalah 190,5 mm.



13/23

Untuk mencari jumlah gigi pada roda gigi

z d

m ................................................( Sularso, Elemem mesin, hal.214 )

md z

75,35,190

1 z

= 50 gigi

= 50 gigi2 z

Perbandingan = = 1, maka untuk mencari diameter lingkaran jarak

bagi roda gigi standart.

1 z 2 z

1do = m .............................................( Sularso, Elemen mesin, hal.220 )1 z

1do = 50 3,75 = 187,5 mm

2do = 187,5 mm

Tinggi kepala ( Addentum)

hk = k . m ..................................................( Sularso, Elemen mesin, hal.215 )

dimana :

k = Faktor tinggi kepala = 1

hk = 1 . 3,75 = 3,75 mm

Tinggi kaki ( Dedentum )

Maka hk = k . m . + Ck .......................................( Sularso, Elemen mesin, hal.215)

Dimana :

Ck = kelonggaran puncak

Ck = 0,25 3,75

= 0,93 mm



14/23

Dengan demikian diperoleh :

hk = 1 . 3,75 + 0,93

= 4,68 mm

Diameter kepala roda gigi :

dk = (z + 2). m ........................................(Sularso, Elemen mesin, hal.219)

= ( 50 + 2 ) . 3,75

= 195 mm

Diameter kaki roda gigi

df = (z-2) m (2 Ck)......................................(Sularso, Elemen mesin, hal.219)

= ( 50 2) 3,75 ( 2 0,93 )

= 178,14 mm

Kedalaman pemotongan roda gigi

H = 2.m + Ck........................................................(Sularso, Elemen mesin, hal.219)

H = 2 . 3,75 + 0,93

= 8,43 mm

Kecepatan keliling :

1000.60.. 1ndov

=1000.60

830.5,187.

= 8,14 m/detik

Gaya tangensial roda gigi

Hubungan antara daya yang ditransmisikan P (kW), gaya tangensial Ft

(kg), dan kecepatan keliling V (m/s) adalah :



15/23

102.v Ft

P

Namun bila daya yang ditransmisikan merupakan daya nominal dari sebuah motor

listrik, dapat dipilih fc = 1.

P f Pd c .

102.v Ft

Pd ............................................................ (Sularso, Elemen mesin, hal.238)

Maka :

V Pd Ft .102

Dimana : Pd = daya rencana (Kw) pada perhitungan ini daya rencana yang

digunakan = 2 Kw.

14,82.102

Ft = 25,06 kg

Gaya radial roda gigi

Fr = Ft tg

= 25,06 tg 020

= 9,12 kg

Daya yang dihasilkan roda gigi

102.v Ft

P

10214,8.06,25

P

= 1,99 {kg m/s}



16/23

3.8 Poros

Poros dalam rancangan ini mengalami beban tarik, beban bengkok, dan

beban puntir. Poros ini terbuat dari bahan St 37 yang mempunyai kekuatan tarik

b = 37 kg / . Tegangan geser ijin bahan yang terb esar adalah :2mm

a =2.1 Sf Sf

B................................................... (Sularso, Elemen mesin, hal.8)

Dimana: a = tegangan geser ijin { kg / } 2mm

b = tegangan tarik bahan {kg / } 2mm

Sf 1 = Faktor keamanan = 6,0 yang dikarenakan pengaruh massa

Sf 2 = Faktor keamanan = 1,3 3 karena pengaruh konsentrasi tegangan

Maka :

a =2.6

37= 4.625 {kg / }2mm

Momen rencana yang terjadi pada poros :

T =2

5.10.74,9n

pd .........................................(Sularso, Elemen mesin, hal.7)

Dimana :

T = momen rencana [kg mm]

Pd = daya rencana = 2 [kw]

= putaran poros = 840 [rpm]2n

Maka :

T =840

2.10.74,9 5

= 2319 [kg mm]



17/23

Besar diameter yang direncanakan :

ds = 31

]..[1,5

T Cb Kt a

............................(Sularso, Elemen mesin, hal.8)

Dimana :

ds = diameter luar [mm]

T = torsi (momen puntir) [kg mm]

a = tegangan geser ijin [ ]2/ mmkg

Kt = faktor koreksi momen puntir

= 1,0 jika beban dikenakan secara halus

= 1,0 1,5 jika terjadi sedikit kejutan atau tumbukan.

= 1,5 3,0 jika beban dikerenakan dengan kejutan atau tumbukan

besar

Cb = faktor koreksi be ban lentur = 1,2 2,3

Maka :

ds =31

2319.2.5,1.625,4

1,5

ds = 19,31 [mm]



18/23

BAB IV

SISTEM MAINTENANCE

Mesin pemipil ini digunakan dengan tujuan untuk melepaskan biji jagung

dari tongkolnya serta menggiling biji jagung tersebut didalam mesin penggiling.

Untuk meningkatkan kinerja kerja pada alat ini perlu dilakukan pemeliharaan

serta perawatan perawatan untuk menunj ang kelancaran kerja dan meningkatkan

kualitas mutu produk yang dihasilkan. Sistem Maintenance ini dilakukan agar

terciptanya pengontrolan yang rutin dan sesuai dengan perincian perkiraan alat

alat apa saja yang rusak dan alat apa saja yang harus diperbaiki (diganti). Adapun

sistem maintenance yang dilakukan pada Mesin pemipil jagung ini ialah sebagai

berikut :

4.1 Sistem Maintenance pada motor listrik

Pada peralatan yang sebenarnya, menggunakan motor 125 Watt, dan 2850

rpm. Adapun perawatan yang dilakukan berdasarkan hasil survey adalah sebagai

berikut :

a. Pendinginan motor menggunakan kipas untuk pembuangan panas yang

dihasilkan oleh energi listrik yang digunakan terhadap kawat kumparan

agar tidak terjadi hubungan singkat atau short sirkuit sehingga motor tidak

terbakar atau rusak.

b. Menjaga kebersihan motor dengan membersihkan motor sebelum

dinyalakan.



19/23

c. Mengecek 1 bulan sekali bagian bagian kawat kumparan dan kabel-kabel

penghubung yang terdapat didalam motor.

d. Menjaga agar putaran untuk pemisahan tetap konstan agar motor tidak

berbeban lebih yang dapat mengakibatkan motor rusak atau terbakar.

4.2 Sistem Maintenance Pada V-Belt dan puli

Adapun sistem perawatan yang dilakukan adalah :

a. Melakukan Pengecekan 2 minggu sekali untuk melihat kekenduran V-belt.

b. Melakukan pengecekan vibrasi dengan alat ukur vibrasi

c. Pengecekan puli agar tidak terjadi clearence yang besar akibat momen

tumbuk.

d. Melakukan pengecekan baut yang terdapat pada puli.

Gambar 4.1 V-Belt dan puli



20/23

4.3 Sistem Maintenance as atau poros

Adapun sistem perawatan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a. Mengecek tingkat getaran yang terjadi.

b. Mengecek tingkat kelurusan shaft akibat melawan torsi putaran pada saat

mengaduk beban atau air kapur.

c. Memeriksa apakah ada retakan kecil yang terjadi akibat melawan torsi

yang berbeban, bila ada keretakan maka harus segera diganti.

4.4 Sistem Maintenance Pada Bearing atau bantalan

Pada bearing atau bantalan perawatan yang dilakukan ialah :

a. Memeriksa kelayakan gerakan putaran bearing apakah masih layak

digunakan atau tidak setiap 2 bulan sekali

b. Melakukan pemeriksaan kelayakan bearing apakah masih bisa

digunakan atau tidak setiap 2 bulan sekali

c. Memeriksa getaran atau vibrasi yang timbul

d. Dipispot dengan menggunakan minyak gemuk atau greese untuk

kestabilan putaran setiap 2 minggu sekali



21/23

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan data maka dapat disimpulkan bahwa :

1. mesin pemipil tongkol jagung bermanfaat sebagai bahan campuran makanan

ternak.

2. untuk mentransmisikan daya dan putaran pada mesin pemipil tongkol jagung

ini digunakan elemen elemen mesin antara lain

a. Motor listrik

1) Putaran (n 1) = 1400 rpm

2) Daya motor ( P ) = 458 Watt

b. Roda gigi

1) Diameter kepala (dk) = 195 mm

2) Jumlah gigi = 50 gigi

3) Bahan = S 45 C

c. Poros

1) Bahan = St 37

2) Ukuran poros pemipil

-) Diameter ( ) = 20 mm

-) Panjang ( l ) = 670 mm



22/23

3) Ukuran poros penggiling

-) Diameter ( ) = 20 mm

-) Panjang ( l ) = 460 mm

d. Bantalan

-) Nomor bantalan = jenis terbuka no 6205

e. Sabuk

1) jenis sabuk yang digunakan = V Tipe A

2) Luas sabuk = 83, 025 mm 2

f. Puli

1) Puli pemipil = 4 inch { 101,6 mm}

2) Puli penggiling = 5 inch { 127 mm }

3) Puli motor = 3 inch { 76,2 mm }

3) Keberhasilan dari perawatan yang dilakukan pada mesin pemipil tongkol

jagung adalah sangat mendukung untuk mencapai tingkat kesiapan mesin

yang baik begitu pula faktor produksi akan meningkat jika perawatan yang

dilakukan tepat sesuai dengan jadwal.

5.2. Saran

Adapun saran yang diberikan penulis adalah :

a. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari alat mesin pemipil

jagung ini maka dari itu penulis menyarankan kepada teman-teman dan adik

adik untuk menyempurnakan alat ini .



23/23

b. Menjalankan preventive maintenance dengan melakukan pembersihan pada

komponen-komponen mesin, pelumasan bantalan dan selalu mengadakan

analisa agar posisi dari komponen mesin tersebut masih pada posisi dari

komponen mesin tersebut masih pada posisi yang standart penggunaan.

chapter iii-v_7

Documents