Top Banner

of 32

mesin perajang cengkeh

Oct 30, 2015

Download

Documents

Woro Sekar S

perhitungan
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

LAMPIRAN A

48

LAMPIRAN A. PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

A.1 Perhitungan Kapasitas Rencana1. Mencari Volume rata- rata tiap batang cengkeh ( V )

V = Luas penampang cengkeh x Tinggi cengkeh

= 1 mm x 20 mm

= 20 mm

2. Mencari berat tiap batang cengkeh ( W ). Dilakukan dengan penimbangan per satu batang cengkeh, diperoleh berat = 4 gram.

3. Mencari massa jenis cengkeh ( )

EMBED Equation.3 0,2 gram/mm34. Mencari luas penampang proyeksi cengkehP x d = 20 mm x 1 mm = 20mm

5. Banyaknya cengkeh dalam 1 kali proses perajangan, adalah:

==10 Buah6. Mencari kapasitas rencana (Q) pada mesin perajang cengkeh

Q =

EMBED Equation.3

Q == 0, 275 gram/detik 7. Dalam 1 kali proses perajangan terdapat 10 batang cengkeh, maka:

Q= 0,275 gram x 10

Q =2,75 gram / detik

Jadi kapasitas rencana alat perajang cengkeh dalam1 jam adalah:

Q= 10 kg/jamA.2 Gaya PotongGaya potong yang terjadi pada proses perajangan cengkeh bisa ditentukan dengan proses dibawah ini (lihat gambar di lampiran).

Gambar A.2 Gaya potong

Mo = 0

F. L2 Fp. L1 = 0

F x L2 = Fp x L1Fp=

Dimana: F: Gaya Tekan (kg)

Fp: Gaya Potong

L1: Panjang lengan antara cengkeh dengan tumpuan (mm)

L2: Panjang lengan antara gaya dengan tumpuan (mm)Dalam perencanaan gaya potong gaya yang telah diketahui adalah

Diketahui : F = 0,2kg

L1 = 2cm

L2 = 5 cmFd =

=

= 0,5kgSedangkan dalam 1 kali prose perajangan cengkeh yang mampu dirajang adalah 15 buah cengkeh. Maka gaya total yang diperlukan adalah :F = 0,5 kg x 15 = 7,5 kg

A.3 Daya Motor

Untuk mengetahui daya motor yang dibutuhkan maka dapat menggunakan persamaan rumus momen rencana adalah T (kg.mm) (Sularso, 2002).

T = 9,74 x 105

Sehingga rumus dari daya motor adalah Pd =Torsi yang terjadiDiketahui

F = 7,5 kg

r = Jari-jari pisau 10 cm = 100 mm

T = F x r

= 7,5 kg x 100 mm

= 750 kg.mm

Pd =

= 0,4 kWA.4 Daya motor rencana

Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak, maka berbagai faktor keamanan biasanya dapat diambil dalam perencanaan, sehingga koreksi pertama dapat diambil kecil. Jika faktor koreksi adalah fC maka daya rencana Pd (KW) sebagai patokan adalah

P = Pd x fc

= 0,4x 1,2

= 0,48 kW= 0,65 Hp

Karena daya motor diatas tidak ada dipasaran maka kami menggunakan daya motor 1 Hp karena angka tersebut lebih lebih kuat dan tahan lama digunakan sebagai daya motor rencana.

A.5 Perencanaan PulleyPulley adalah elemen mesin yang fungsinya meneruskan daya dari sabuk belt ke poros dan ukuran pulley yang dipakai disesuaiakan dengan kebutuhan. Kecepatan pulley 1 harus sama dengan pulley 2.

Diket n1 =1400 rpm

dp = 75 mm

Dp = 200 mm

n2 = .....

dp.n1 =Dp.n2 a.75 mm x 1400 rpm = 200 mm x n2 rpm

10500 = 200 mm x n2 rpm

n2 =

= 525 rpm

b. Diameter luar pulley

1. Diameter luar pulley penggerak (dk)

Dk = dp + (2.k)= 75 + (2.4,5)

= 84 mm2. Diameter pulley yang digerakkan

Dk = Dp + (2.k)

Dp = 200 + (2.4,5)

= 209 mmDalam perencanaan pulley ini data yang dapat direncanakan adalah:

1. Putaran output pertama

(n1)= 1400rpm

2. Diameter pulley penggerak(dp)= 75 mm

3. Diameter pulley yang digerakkan (Dp) = 200 mm

4. Putaran pulley yang digerakkan(dp)= 525 rpmPulley yang dipilih yaitu type A (Sularso, 2002) dengan spesifikasi: Tabel A.4.1 Spesifikasi Pulley

Penampang sabuk VDiameter nominal (diameter lingkaran jarak bagi)oW (ukuran standar)LoKKoeF

A71 1003411,959,24,58,015,010,0

Sumber : Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 2002A.6 Perencanaan Sabuk-V

Dalam Perencanaan sabuk ini dipilih penampang sabuk V tipe-A standart dengan koofesien gesek ( = 0,4 (Shigley, 1983), dari lampiran tabel. Faktor koreksi (fc) dari daya normal yang diperlukan sebesar 1,0

1. Putaran pada poros motor (N1)= 1400 rpm

2. Jarak sumbu poros

(C)= 600 mm

3. Diameter Pulley

Diameter lingkaran jarak bagi pulley

dp= 75 mm

Dp= 200 mm 4. Kecepatan linier sabuk-V

Data yang telah diketahui :

Konstanta () = 3.14

Diameter lingkaran jarak bagi (d) = 75 mm

Putaran rencana untuk poros (n) = 1400 rpm

Maka dapat diketahui kecepatan linier sabuk (V) :

V =

V= = 5,49 5,49< 30 ( BAIK )

5. Panjang keliling sabuk-V (L)

L = 2C + (dp + Dp) + (Dp - dp)2 = 2x600 mm + (75 mm + 200 mm) + (200 mm-75 mm)2

= 1638 mm

Dari lampiran tabel panjang sabuk-V standart didapat 1676 mm (66 inch)

6. Jarak sumbu poros (C)

b= 2L 3,14(Dp+dp)

= (2 x 1638mm) (3,14 x (200 mm + 75 mm))

= 2412,5 mm

C =

=

= 565,70 mm7. Sudut kontak pulley ()

(1=

=

= 167.41

=

= 0.22

Sudut kontak pulley kecil dari hasil interpolasi lampiran tabel diperoleh 167.41 dengan faktor koreksi Ko = 0,94

Dari lampiran tabel diperoleh daerah penyetelan jarak sumbu poros

Tabel A.4.2 Daerah penyetelan jarak sumbu poros

Nomor nominal sabukPanjang keliling sabukKe sebelah dalam dari letak standar CiKe sebelah luar dari letak standar Ci (umum untuk semua tipe)

ABCDE

60 - 901500 - 220020354050

Sumber : Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 20028. Gaya tarik efektif pada sabuk

Besarnya gaya tarik efektif yang bekerja pada pulley dapat dicari dengan persamaan berikut :

F=

Telah diketahui data sebagai berikut :

Kapasitas Daya rencana Transmisi P= 0,735 kW

Kecepatan Linier Sabuk = 5,49 m/s

Maka gaya tarik efektif ( F) sesuai persamaan diperoleh sebagai berikut :

F=

F= 13,65 Kg

Gaya pada sisi tarik memiliki persamaan :

F=

Dimana diperoleh data sebagai berikut :

Gaya tarik efektif sabuk (F)= 13,65

Nilai konstanta untuk ( e ) = 2,718

Nilai untuk koefisien gesek ()= 0,3

Nilai sudut kontak yang telah diperoleh = 167,41 1,2 rad

Jadi besar gaya pada sisi tarik sabuk-V :

kg9. Gaya vertikal sabuk (F) Dimana nilai = 10

F= F. cos

F= 13,65. cos 10

= 13,65 Kg

10. Gaya horisontal sabuk (F)

F= F. cos

F= 13,65. cos 10

= 13,65 Kg

11. Pemeriksaan sabuk

Pemeriksaan sabuk dapat diketahui dengan menghitung persamaan sebagai berikut :

L- ( D+ d) C

Dimana data yang telah diperoleh :

Panjang keliling sabuk (L) =1638 mm

Diameter pulley yang digerakkan (D) = 200 mm

Diameter pulley penggerak (d) = 75 mm

Jarak antar sumbu poros (C) = 566mm

1638- .( 75 + 200 ) 566

1500,5 mm 566 mm

sedangkan pemeriksaan terhadap jarak antar sumbu poros dapat dilakukan dengan persamaan :

C - (D+ d) > 0

566 - ( 75 + 200 ) > 0

428,5 mm > 0 baik

A.7 Perencanaan Poros

1. Pemilihan bahan

Bahan poros yang digunakan adalah baja karbon S35C

Kekuatan tarik

= 52 kg/mm2

Faktor keamanan (Sf1)

= 6

Faktor keamanan (Sf2)

= 2

Faktor tumbukan (Kt)

= 1 dengan secara halus

Faktor lenturan (Cb)

= 2 untuk lenturan

Km

= 2 untuk tumbukan

Tegangan geser yang diijinkan :

a=

=

= 4,33 kg/mm2

2. Perhitungan pada poros

a. Momen puntir rencana

Data yang didapat:

Pd (daya rencana motor)= 0,48kWn (putaran poros)

= 525 rpm

T = 9,74.105

= 9,74.105

= 890,5 kg.mm

1. Gaya yang terjadi pada sabuk

Gambar A.4 Gaya pada sabukGaya pada arah vertikal

Gaya tarik sabuk = 13,65 kg

W pulley = 1,5 kg

FV= Gaya tarik sabuk + W Pulley

= 13,65 kg + 1,5 kg

=15,15 kg

2. Gaya pada bidang vertikal

MA = 0

- (RB.400 mm) + (F.200 mm) (FV .90)

= 0

- (RB.400 mm) + (20 kg .200 mm) (15,15 kg . 90 mm)= 0

- (RB.400 mm) + (3636,5kg.mm)

= 0RB =

= 6,59kgMA = 0

- (FV.490 mm) + (RA.400 mm) (F .200 mm)= 0

- (15,15 kg . 490 mm) + (RA.400 mm) (25 kg . 200 mm)= 0

(RA.400 mm) 7423,5 kg.mm 4000 kg.mm)= 0

(RA.400 mm) 11423,5 kg.mm= 0

RA=

= 28,56 kg

a. Perhitungan bidang D (vertikal)

Potongan 1

0 x 180

Fx

= 0

Fpot.1 + RB = 0

Fpot.1

= - RB

= -(6.59 kg)

= - 6.59 kgPotongan 2

0 x 300

Fx

= 0

Fpot.2 + RB q.x= 0

Fx = -RB + q.x

= -6,59 + 0.67.x

X1 = 0 mm

F0= - 6,59 kg.mm

X2 = 100 mmF100= 0,076 kg.mm

X3 = 200 mmF200 = 6,74 kg.mm

X4 = 300 mmF300= 13,41 kg.mmPotongan 3

0 x 50

Fx

= 0

Fpot.3 + RB q.x= 0

Fpot.3= -RB + q.x

= -6,59 + 20

= 13,41Potongan 4

0 x 90

Fx

= 0

Fpot.3 + RB q.300+ RA= 0

Fpot.3 = - RB + qx300 - RA

= - (6.59 kg) + 20 kg 28,56kg

= - 15,15 kg

Gambar A.5 Diagram Gaya Geser

b.Perhitungan bidang M (vertikal)Potongan 1

0 x 180

Mx

= 0

Mpot.1- RB . X mm= 0

Mpot.1

= RB . X mm

= 6,59 kg . X mm

x = 0

M = 0

kg.mm

x = 10 mm

M = 65,9kg.mm

x = 20 mm

M = 131,8kg.mm

x = 30 mm

M = 197,7kg.mm

x = 40 mm

M = 263,6kg.mm

x = 50 mm

M = 329,5kg.mmPotongan 2

0 x 300 Mx

= 0

Mpot.2 - (RB (50 mm + X mm)) + q . X(X) mm= 0

Mpot.2 = (RB (50 mm + X mm)) - q . X(1/2X) mm

= (6,59 kg (50 mm + X mm)) (q . X (1/2X))x = 0

M = 329,5kg.mm

x = 30 mm

M = 497,2kg.mm

x = 60 mm

M = 604,9kg.mm

x = 90 mm

M = 652,6kg.mm

x = 100 mm

M = 655,2kg.mm

x = 110 mm

M = 651kg.mm

x = 120 mm

M = 640,2kg.mm

x = 150 mm

M = 568kg.mm

x = 180 mm

M = 435,7kg.mm

x = 200 mm

M = 314,2kg.mm

x = 210 mm

M = 243,4kg.mm

x = 240 mm

M = -8,9kg.mm

x = 270 mm

M = -321,2kg.mm

x = 300 mm

M = -693,5kg.mm

Potongan 3

0 x 50

Mx = 0

Mpot.3 - (RB (50 mm+300 mm + Xmm)) + ((q.300) (150 mm + Xmm)) = 0

Mpot.3 = (RB (350 mm + X mm)) - ((0,67.300)(150 mm+X mm))

= (6,59kg (350 + X mm)) (20 kg .(150 mm + X mm)) x = 0

M = -693,5 kg.mm

x = 10 mm

M = -827,6kg.mm

x = 20 mm

M = - 961,7kg.mm

x = 30 mm

M =-1095,8kg.mm

x = 40 mm

M = -1229,9kg.mm

x = 50 mm

M = -1364kg.mm

Potongan 4

0 x 90

Mx = 0

Mpot.3 - (RB (400 mm+ X mm)) + (q.300 (200 mm + 50 mm+Xmm))

RA + X mm = 0

Mpot.3 = (RB (50 mm + X mm)) - (q.300(200 mm+X mm))

+ RA . X mm

= (6,59kg (400 + X mm)) (20 kg .(200 mm + X mm)) + (28,56 kg . X mm)

x = 0

M = -1364kg.mm

x = 30 mm

M = -908,6kg.mm

x = 60 mm

M = - 455kg.mm

x = 90 mm

M = 0

kg.mm

Gambar A.5 Diagram Momen4.Momen lentur

MV

= -1364 kg.mm

M

=

=

= 1364 kg.mm

5. Diameter poros (ds)

ds

15 mm

Diameter dirancang sebesar 30 mm lebih besar dari 15 mm6. Defleksi puntiran

= 584

= 584

EMBED Equation.3

= 0,0540Untuk poros yang dipasang pada kondisi normal, besarnya defleksi puntiran dibatasi 0,2 atau 0,3 derajat. Sedangkan yang terjadi pada poros sebesar 0,054 0, maka poros tersebut aman untuk digunakan

A.8 Perencanaan Bantalan

1.Gaya radial Fr (kg)

Gambar A.5 Gaya pada bidang vertikalRA=

=

= 28,56 kg

RB=

EMBED Equation.3

=

= 6,59 kg

Dari hasil perhitungan dipilih beban reaksi yang terbesar yaitu 28,56 kg

Bantalan direncanakan menggunakan nomor 6006 dari lampiran tabel B.3

Tabel A.4 Spesifikasi bantalan bola

Nomor bantalanUkuran luar (mm)Kapasitas nominal dinamis spesifik C (kg)Kapasitas nominal statis spesifik Co (kg)

Jenis terbukaDua sekatDua sekat tanpa kontakdDBr

60066006VV08VV3055131,51030740

Sumber : Sularso, Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin, 2002

2. Beban ekivalen bantalan

Menghitung Berat Ekivalen Dinamis

P = ( X . F) + ( Y.F) Dimana data yang telah diketahui :

i. Faktor beban radial ( X ) = 0,56ii. Beban radial (F) = 28,56 Kg

iii. Faktor beban aksial ( Y ) = 1,55

iv. Beban Aksial (F) = 21,5 KgJadi nilai beban aksual bantalan yang direncanakan :

P = ( 0,56 . 28,56 ) + ( 1,55 . 21,5 )

P = 49,31 Kg

3. Umur Bantalan

Umur bantalan dapat dihitung menggunakan rumus:

a. fn ( Faktor kecepatan putaran bantalan )

=

=

= 0,4b. fh ( Faktor umur bantalan )

= fn .

EMBED Equation.3

= 0,4 .

EMBED Equation.3

= 11,97c. Lh ( Faktor umur nominal bantalan )

= 500 . fh3

= 500 . (11,97)3

= 857.536,2 jamd. ln ( Faktor keandalan umur bantalan )

= a1 . a2 . a3 . Lh

= 0.21 . 1 . 1 . 857.536,2

= 180.082.6 jam

e. Bila pemakaian perhari selama 24 jam dan dalam 1 tahun terdapat 365 hari maka :

L=

EMBED Equation.3

= 20,55 tahun

A.8 Proses Pemesinan (Pembubutan poros)

Gambar A.8 Proses pembubutan poros a. Bahan yang digunakan: S35C b. Pahat yang digunakan: Pahat HSS (High Speed Steel)

c. Dimensi awal: 80 mm x 520 mm

d. Asumsi setting pahat (tp): 5 menit

e. Asumsi setting benda kerja (tb) : 5 menit

f. Dari table 2.2 didapat parameter :

Cutting speed roughing (Vc): 27 m/mnt

Cutting speed finishing (Vc): 30 m/mnt

Feeding roughing (f): 0,3 mm/put

Feeding finishing (f): 0,1 mm/put

g. Depth of cut roughing (a): 5 . f = 1,5 mm

h. Depth of cut finishing (a): 5 . f = 0,5 mmi. Proses pembubutan pertama :

Gambar A.9 Proses pembubutan facing1) Pembubutan facing

Proses roughingLs = 105 mm

Le = 102 mm

D = 80 mm

Putaran spindle :

Kecepatan penyayatan :

Jumlah proses :

Waktu pemesinan :

Proses finishingLs = 102 mm

Le = 100 mm

D = 80 mm

Putaran spindle :

Kecepatan penyayatan :

Jumlah proses :

Waktu pemesinan :

Jadi waktu proses facing adalah :

TM total facing = tmr + tmf

= 2,48 + 13,44 = 15,92 menit x 2

= 31,84 menit

Gambar A.10 Proses pembubutan rata 1

2) Pembubutan rata 1:

Proses roughingDs = 80 mm

De= 31 mm

L = 100 mm

Putaran spindle :

Kecepatan penyayatan :

Jumlah proses :

Waktu pemesinan :

Proses finishingDs= 31mm

De= 30 mm

L= 100 mm

Putaran spindle :

Kecepatan penyayatan :

Jumlah proses :

Waktu pemesinan :

Gambar A.11 Proses pembubutan rata 2

3) Pembubutan rata 2:

Proses roughingDs = 80 mm

De= 31 mm

L = 110 mm

Putaran spindle :

Kecepatan penyayatan :

Jumlah proses :

Waktu pemesinan :

4) Proses finishingDs= 31 mm

De= 30 mm

L= 110 mm

Putaran spindle :

Kecepatan penyayatan :

Jumlah proses :

Waktu pemesinan :

Jadi total waktu semua proses adalah :

TM total = TM total facing + TM total rata 1 + TM total rata 2 + Tp + Tb

= 31,84 + 49,61+ 64,97 + 5 + 5

= 156,42 menit 2,60 jam

d

13,41Kg

-15,15Kg

F Pot 3

2636.5kgmm

400mm

11423.5 kgmm

400 mm

F Pot 4

F Pot 2

M Pot 4

90

n = 1400rpm

1

0.48kW

525rpm

200mm-75mm

565.70mm

39

-6,59Kg

2

F Pot 1

EMBED AutoCAD.Drawing.15

F

M Pot 3

F

V

F

F

H

EMBED Equation.3

5

Tn

9,74 x 105

p

PAGE

_1273948934.unknown

_1305648400.unknown

_1306058466.unknown

_1317069469.unknown

_1318187929.unknown

_1318219830.unknown

_1318219877.unknown

_1318353139.unknown

_1318219896.unknown

_1318219856.unknown

_1318219797.unknown

_1318219806.unknown

_1318219710.unknown

_1317726751.unknown

_1318187818.unknown

_1317727265.unknown

_1317074941.unknown

_1317725996.unknown

_1317072429.unknown

_1316240570.unknown

_1316241146.unknown

_1316241314.unknown

_1316241423.unknown

_1316241490.unknown

_1316241396.unknown

_1316241216.unknown

_1316240883.unknown

_1316241001.unknown

_1316240623.unknown

_1306093654.unknown

_1311062633.unknown

_1306073355.unknown

_1306073732.unknown

_1306074197.unknown

_1306059101.unknown

_1305991183.unknown

_1306056740.unknown

_1306056804.unknown

_1306054009.unknown

_1305973837.unknown

_1305991072.unknown

_1305973268.unknown

_1286010444.unknown

_1297539384.unknown

_1305647552.unknown

_1305647831.unknown

_1305640199.unknown

_1286010609.unknown

_1286011311.unknown

_1286010483.unknown

_1273949013.unknown

_1273949498.unknown

_1273949920.unknown

_1273950126.unknown

_1273950186.unknown

_1273950273.unknown

_1273950142.unknown

_1273949941.unknown

_1273949552.unknown

_1273949321.unknown

_1273949337.unknown

_1273949283.unknown

_1273948972.unknown

_1273948985.unknown

_1273948952.unknown

_1273946504.unknown

_1273947785.unknown

_1273948766.unknown

_1273948851.unknown

_1273948915.unknown

_1273948787.unknown

_1273947942.unknown

_1273948047.unknown

_1273947808.unknown

_1273947824.unknown

_1273947146.unknown

_1273947747.unknown

_1273947765.unknown

_1273947236.unknown

_1273946658.unknown

_1273947036.unknown

_1273946645.unknown

_1238243289.unknown

_1258213147.unknown

_1270291574.unknown

_1273946379.unknown

_1273946419.unknown

_1270363432.unknown

_1273946088.unknown

_1270363388.unknown

_1270291313.unknown

_1270291362.unknown

_1261151431.unknown

_1264030202.unknown

_1270291131.unknown

_1261151533.unknown

_1261151372.unknown

_1257602796.unknown

_1257603010.unknown

_1257603092.unknown

_1257603160.unknown

_1257603212.unknown

_1257603146.unknown

_1257603041.unknown

_1257602804.unknown

_1257602772.unknown

_1257602780.unknown

_1255338072.unknown

_1209959438.unknown

_1230123033.unknown

_1231866936.unknown

_1238243268.unknown

_1233420660.dwg

_1231866934.unknown

_1231866935.unknown

_1231866933.unknown

_1230122624.unknown

_1230122950.unknown

_1229709370.unknown

_1228679770.unknown

_1209959431.unknown

_1209959436.unknown

_1209959437.unknown

_1209959434.unknown

_1208345722.unknown

_1208632433.unknown

_1208632499.unknown

_1208345813.unknown

_1205666343.unknown

_1208155352.unknown

_1207973781.unknown

_1185536235.unknown