Top Banner
BAB III MESIN OPEN-END SPINNING Sebagaimana mesin spinning yang lain, misalnya mesin Ring Spinning, mesin Open-end Spinning merupakan bagian yang terakhir dari rangkaian mesin-mesin pemintalan benang stapel. Untuk itu fungsi,proses maupun hal-hal lainnya di mesin ini menjadi sangat penting untuk diketahui. 3.1 Fungsi Mesin Open-end Spinning Fungsi mesin Open-end Spinning adalah mirip dengan mesin Ring Spinning, yaitu memproses bahan baku yang disuapkan menjadi benang. Proses yang terjadi pada mesin Open-end Spinning juga sama dengan mesin-mesin spinning yang lain, yaitu proses drafting, twisting dan winding; namun mekanisme masing-masing proses tersebut berbeda dari mekanisme pada mesin Ring Spinning. Adapun bahan baku untuk mesin Open-end Spinning, sebagaimana telah diuraikan pada bab sebelumnya, adalah berupa sliver drawing; sama dengan bahan baku untuk mesin Ring Spinning pada sistem pemintalan Super High Draft. 3.2 Peralatan Proses Mesin Open-end Spinning Bagian utama yang memproses bahan baku sliver drawing menjadi benang pada mesin Open-end Spinning ada dua, yaitu spin box dan winding head. Posisi spin box pada mesin adalah di bawah winding head. Seperti halnya mesin Ring Spinning yang setiap unitnya memiliki 400 spindel atau lebih, maka setiap unit mesin Open-end Spinning juga mempunyai beberapa ratus delivery (pasangan spin box dan winding head). Sebagai contoh, satu unit mesin Open-end Spinning merek Schlafhorst tipe AutoCoro (ACO) memiliki 268 delivery. Bagian utama dari mesin Open-end ditunjukkan pada gambar diagram alir proses berikut. 1
23

Msn O.E Dan Mekanisme2

Jan 29, 2016

Download

Documents

faizalamri2013

mekanisme
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
Page 1: Msn O.E Dan Mekanisme2

BAB IIIMESIN OPEN-END SPINNING

Sebagaimana mesin spinning yang lain, misalnya mesin Ring Spinning, mesin Open-end Spinning merupakan bagian yang terakhir dari rangkaian mesin-mesin pemintalan benang stapel. Untuk itu fungsi,proses maupun hal-hal lainnya di mesin ini menjadi sangat penting untuk diketahui.

3.1 Fungsi Mesin Open-end SpinningFungsi mesin Open-end Spinning adalah mirip dengan mesin Ring Spinning, yaitu memproses bahan baku yang disuapkan menjadi benang.

Proses yang terjadi pada mesin Open-end Spinning juga sama dengan mesin-mesin spinning yang lain, yaitu proses drafting, twisting dan winding; namun mekanisme masing-masing proses tersebut berbeda dari mekanisme pada mesin Ring Spinning.

Adapun bahan baku untuk mesin Open-end Spinning, sebagaimana telah diuraikan pada bab sebelumnya, adalah berupa sliver drawing; sama dengan bahan baku untuk mesin Ring Spinning pada sistem pemintalan Super High Draft.

3.2 Peralatan Proses Mesin Open-end SpinningBagian utama yang memproses bahan baku sliver drawing menjadi benang pada mesin Open-end Spinning ada dua, yaitu spin box dan winding head. Posisi spin box pada mesin adalah di bawah winding head.

Seperti halnya mesin Ring Spinning yang setiap unitnya memiliki 400 spindel atau lebih, maka setiap unit mesin Open-end Spinning juga mempunyai beberapa ratus delivery (pasangan spin box dan winding head). Sebagai contoh, satu unit mesin Open-end Spinning merek Schlafhorst tipe AutoCoro (ACO) memiliki 268 delivery.

Bagian utama dari mesin Open-end ditunjukkan pada gambar diagram alir proses berikut.

1

Page 2: Msn O.E Dan Mekanisme2

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses padaMesin Open-end Spinning

Bagian spin box meliputi peralatan penyuapan, opening roll, fibre channel, rotor, navel dan yarn tube; sedangkan bagian winding head meliputi take-up rollers dan peralatan penggulungan.

Peralatan penyuapan terdiri dari condenser, plat penyuap, dan feed roll. Condenser adalah pengantar sliver, dimana luas permukaan lubang masukan sliver lebih besar dari pada luas permukaan lubang keluaran sliver, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2. Fungsi dari condenser ini adalah untuk menjaga supaya lebar sliver yang dijepit oleh plat penyuap dan feed roll konstan, sehingga tebal sliver yang dijepit tersebut juga konstan.

Gambar 3.2 Spin Box

Keterangan gambar :1 Condenser 4 Fibre Channel atas 7 Navel2 Feed Roll 5 Fibre Channel

bawah8 Yarn Tube

3 Opening Roll

6 Rotor

Feed roll adalah rol dengan permukaan bergerigi, sehingga mampu ”memegang” sliver tanpa slip. Posisi plat penyuap berada di bawah feed roll. Plat penyuap ditekan dari bawah oleh per agar menekan feed roll, sehingga sliver yang disuapkan akan terjepit oleh plat penyuap dan feed roll.

2

Page 3: Msn O.E Dan Mekanisme2

Gambar 3.3 Peralatan Penyuapan

Opening roll adalah sebuah rol yang permukaannya dipenuhi wire clothing (paku). Jenis wire yang banyak digunakan adalah pins (bentuk seperti paku) atau metallic clothing (bentuk seperti mata gergaji). Di sebelah kiri dan kanan permukaan berpaku terdapat tanggul (shoulder) untuk menahan serat-serat supaya tidak keluar dari permukaan berpaku dan masuk ke ruang opening roll (opening roll chamber). Pada saat operasi, opening roll berputar dengan kecepatan cukup tinggi (umumnya antara 6000 dan 11000 RPM), maka paku-paku (wire) pada permukaan opening roll akan memukul serat-serat pada sliver yang muncul dari feed roll sehingga terbuka dan terambil sedikit-demi sedikit oleh wire tersebut.

Fibre channel atau transfer channel adalah saluran jalannya serat yang menghubungkan opening roll dengan rotor. Fibre channel berbentuk seperti kerucut (tapered), yaitu lubang saluran masuk (pada bagian opening roll) lebih besar dari lubang saluran keluar di depan rotor (pada fibre channel plate), sehingga meskipun besarnya hisapan udara dari rotor tetap, tetapi kecepatan hisapan udara dalam fibre channel semakin dekat dengan rotor semakin besar.

Gambar 3.4 Opening Roll

Lebar lubang saluran masuk sama dengan lebar permukaan berpaku pada opening roll dan panjangnya kira-kira sama dengan jari-jari opening roll; adapun diameter lubang saluran keluar hanya sekitar 6mm. Lubang saluran keluar terletak pada sebuah piringan (fibre channdel plate) yang akan menutup bagian depan rotor. Posisi lubang saluran keluar adalah tidak di depan pusat / sumbu rotor, tetapi agak ke pinggir sedikit. Fibre channel pada spin box terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian bawah yang menyatu dengan rumah opening roll (opening roller housing) dan bagian atas yang menyatu dengan fibre channel plate.

Fibre channel plate menyatu dengan tutup spin box, maka pada saat tutup spin box dibuka maka kedua bagian fibre channel tersebut akan terpisahkan.

3

Page 4: Msn O.E Dan Mekanisme2

Gambar 3.5 Fibre Channel

Rotor adalah alat yang menampung serat-serat yang disalurkan dari opening roll, menumpuk serat-serat tersebut, dan memberi puntiran pada saat tumpukan serat tersebut ditarik. Bentuk rotor seperti ditunjukkan pada Gambar 3.6. Serat-serat dari opening roll akan jatuh pada permukaan rotor dan kemudian terlempar ke pinggir dan terkumpul dalam celah rotor (groove). Serat-serat yang terkumpul dalam groove di sekeliling rotor disebut fibre ring.

Gambar 3.6. Rotor

Gambar3.7. Rotor-Groove

Navel adalah lubang masuknya benang dari permukaan rotor menuju ke yarn tube. Navel terletak pada fibre channel plate, posisi lubang navel tepat berhadapan dengan pusat / sumbu rotor

Yarn tube adalah saluran benang yang ditarik dari permukaan rotor oleh take-up roll. Yarn tube menyatu dengan bagian belakang dari navel.

4

Page 5: Msn O.E Dan Mekanisme2

Gambar 3.8 Navel dan Yarn Tube

Take-up roll adalah rol penarik benang dari permukaan rotor. Pada saat awal proses, ring fibre yang terbentuk akan terbelit oleh ujung benang pemancing, karena rotor terus berputar maka ring fibre terpuntirkan dan membentuk benang. Benang akan terbentuk secara kontinyu karena ring fibre yang dikelupas langsung digantikan oleh ring fibre yang baru dengan adanya supply serat yang terus menerus dari opening roll.

Peralatan penggulungan terdiri dari drum friksi, dudukan penggulung benang, dan pengantar benang. Pada saat operasi, jika penggulung benang telah dipasang pada dudukannya dan dudukan tersebut diturunkan, maka penggulung benang akan diputarkan oleh drum friksi. Pengantar benang akan membawa benang ke kiri dan kanan, sehingga benang akan digulung selebar tertentu pada permukaan penggulung benang.

Gambar 3.9 Peralatan Penggulungan

3.3 Mekanisme Proses Mesin Open-end Dalam proses, setiap can yang berisi sliver drawing disiapkan dibawah setiap spin box, kemudian ujung sliver dilewatkan pada condenser dan disuapkan di

5

Page 6: Msn O.E Dan Mekanisme2

antara plat penyuap dan feed roll. Sliver tersebut akan terbawa oleh putaran feed roll yang bergerak cukup lambat.

Ujung sliver yang muncul dari feed roll kemudian akan dipukul oleh wire pada opening roll. Perbedaan kecepatan permukaan antara feed roll dengan opening roll yang cukup tinggi menyebabkan terjadinya pembukaan serat-serat pada sliver, serta hanya beberapa helai serat saja yang terbawa oleh wire pada opening roll. Adanya perbedaan jumlah serat yang disuapkan dengan jumlah serat yang diambil, maka di sini terjadi proses pengecilan bahan atau proses drafting. Pada saat terjadi penarikan serat oleh wire yang bergerak cepat akan terjadi proses pelurusan pada serat-serat yang belum lurus.

6

Page 7: Msn O.E Dan Mekanisme2

Gambar 3.10 Diagram Alir Proses

Pada setiap proses pembukaan gumpalan serat, secara simultan, selalu terjadi proses pembersihan. Hal ini karena kotoran yang tadinya terperangkap dalam gumpalan serat, setelah gumpalannya terbuka akan mudah dilepaskan dari serat. Adanya gaya centrifugal dari putaran opening roll, maka kotoran yang lebih berat dari seratnya akan terlemparkan melalui lubang trash removal di bawah opening roll.

Adanya hisapan udara yang kuat dari daerah rotor, maka serat-serat pada permukaan opening roll akan dipindahkan melalui fibre channel menuju rotor. Bentuk fibre channel yang seperti kerucut (tapered) menyebabkan kecepatan serat-serat dalam fibre channel tidak sama, semakin dekat dengan permukaan rotor kecepatannya semakin tinggi. Dengan adanya percepatan gerakan serat ini, maka di dalam fibre channel terjadi proses drafting, sehingga terjadi pula pelurusan serat lebih lanjut.

Hisapan udara tersebut berasal dari peralatan penghisap udara (suction system) yang merupakan peralatan standar pada mesin open-end spinning.

7

Page 8: Msn O.E Dan Mekanisme2

Gambar 3.11 Suction System

Hisapan dari suction system tersebut diteruskan ke sepanjang mesin melalui suction channel, kemudian masing-masing spinbox dihubungkan dengan suction channel oleh pipa. Pada mesin open-end merek Schlafhorst tipe ACO 190, besarnya hisapan udara tersebut di ruangan rotor, dalam kondisi spin box tertutup dan rotor diam adalah sekitar 50 mbar. Putaran rotor yang tinggi akan mengakibatkan timbulnya gaya centripetal, sehingga menambah besarnya hisapan udara di ruangan rotor. Pada saat operasi, besarnya hisapan udara di ruangan rotor sekitar 50 – 65 mbar, tergantung pada kecepatan putar rotor dan diameter rotor.

Serat-serat yang keluar dari lubang keluaran fibre channel akan menumbuk permukaan rotor. Gaya centrifugal yang timbul karena putaran rotor akan melemparkan serat-serat tersebut menjauhi pusat rotor, serat-serat akan terkumpul dalam groove dan membentuk ring fibre.

Ujung benang pemancing yang dimasukkan melalui yarn tube dan keluar lewat lubang navel, kemudian jatuh tepat pada pusat rotor. Ujung benang pemancing inipun akan dilemparkan oleh gaya centrifugal ke pinggir rotor dan ikut terputarkan oleh putaran rotor. Ujung benang yang terputarkan tersebut akan membelit ring fibre yang ada di dalam groove. Pada saat benang pemancing ditarik oleh take-up roll dan kemudian digulung pada cheese oleh unit winding head, maka proses pembuatan benang telah terbentuk.

3.4 Perhitungan draft di mesin O.EPeregangan / drat adalah suatu istilah yang dimaksudkan untuk menyatakan adanya proses pengecilan bahan. Untuk pengecilan bahan tersebut dikenal ada dua istilah, yaitu AD (actual draft ) dan MD (mechanical draft). AD (actual draft) perhitungannya didasarkan pada perbedaan ratio kehalusan bahan keluar dengan kehalusan bahan masuk. Sedangkan MD ( mechanical draft ) didasarkan adanya perbedaan ratio kecepatan antara permukaan rol depan dengan kecepatan permukaan rol belakang.

Ketika sekumpulan serat melewati zona peregangan(drafting system), maka serat-serat tersebut akan i mengalami proses pergeseran serat atau tahapan-tahapan akselerasi. Idealnya serat-serat tersebut akan mengalami proses akselerasi sedikit demi sedikit . Namun pada proses peregangan di mesin O.E, serat-serat tersebut mengalami akselerasi secara ekstrim seperti pada gambar berikut :

8

Page 9: Msn O.E Dan Mekanisme2

Gambar 3.12 Diagram Kecepatan Aliran Serat

Contoh perhitungan draft yang menyatakan terjadinya draft secara ekstrem yang didasarkan pada data-data sbb:Nomor sliver = 4.0 ktex ;Nomor benang = 25 tex ;Twist multiplier ( k) = 45 tex1/2 cm-1 ;Kecepatan feed roll= 0,313 m/min.Diameter Opening roll= 70 mm ;Rpm Opening roll= 8000 put/min ;Kecepatan udara di transfer channel = 6000 m/min;Diameter dalam rotor = 60 mm; danRpm rotor = 45.000 put/minPerhitungan Mekanikal Draft ( MD):

1. Draft antara Opening roll dengan feed roll: D1 = n ∏ φ cr ; n ∏ φ fd = 80.000 : 0,313 = 5623

2. Draft antara transfer channel dengan Opening roll: Vcb = n ∏ φ cr = 70 3,14 8000 = 1760 m/mit D2 = Vtch : Vcb = 6.000 : 1760 = 3,14

3. Draft antara permukaan rotor dengan transfer channel: Vr = n ∏ φ r = 60 . 3,14 /1000 x 45.000 = 8484 m/min D3 = Vr : Vtc = 8484 : 6000 = 1,41

4 Draft antara penarikan benang dengan permukaan rotor: Vb = Rpm rotor : Twist Vb = Rpm rotor x No-2 : 100 k

= 45.000 x 25-2 : 100. 45 = 50 m/mit

9

Page 10: Msn O.E Dan Mekanisme2

D4 = Vb : Vr

= 50 : 8484 = 0,0059

5. Total draft yang terjadi : DT = D1 x D2 x D3 x D4

= 5623 x 3,14 x 1,41 x 0,0059 = 146,88

3.5 Elemen pembentukan puntiran ( twist)Pada mekanisme proses pembuatan benang yang terdahulu telah dijelaskan bagimana terjadinya benang. Pada bagian ini akan dijelaskan kembali elemen-elemen mana saja yang berfungsi membentuk puntiran dan bagaimana pengaruhnya terhadap karakteristik benang O.E yang dihasilkan.

Pembentukan twist pada O.E rotor spinning dipengaruhi oleh elemen-elemen : 1. Rotor dan2. Navel

RotorSeperti yang telah dijelaskan bahwa rotor adalah alat yang menampung serat-serat yang disalurkan dari opening roll, menumpuk serat-serat tersebut, dan memberi puntiran pada saat tumpukan serat tersebut ditarik.

Rotor terbuat dari besi yang permukaannya dikeraskan, perbedaan jenis pelapis biasanya dihubungkan dengan kemampuan menahan terhadap keausan, seperti rotor yang dilapisi intan, yang mempunyai life time relatif lebih rendah serta sulit dibersihkan dan rotor yang dilapisi oleh boronized yang mempunyai kemampuan lebih tinggi terhadap keausan serta mudah dibersihkan. Kecepatan rotorKecepatan rotor merupakan parameter yang sangat penting pada pemintalan sistem open-end. Kecepatan rotor berhubungan dengan karakteristik benang yang dihasilkan.

Dengan meningkatnya kecepatan rotor, maka Gaya centrifugal yang menekan ring fibre pada groove rotor semakin besar. Sehingga ketika serat yang ditarik dari ring fibre mempunyai tegangan relatif lebih besar. Oleh karena itu benang menjadi lebih kompak. Tingkat benang yang kompak dapat mengurangi terjadinya serat yang slip. yang pada akhirnya akan menghasilkan benang dengan mulur yang lebih rendah.

Karakteristik lain benang open-end spinning adalah keberadaan serat wrapper, yaitu serat-serat yang tidak sepenuhnya tersatukan kedalam benang tetapi ujungnya bebas melilit mengelilingi permukaan luar benang dan menyebabkan benang mempunyai daya kontraksi.

Jumlah serat yang melilit ( wrapper fibre) meningkat juga sejalan dengan meningkatnya kecepatan rotor, hal ini disebabkan serat yang bertabrakan relatif lebih tinggi antara serat-serat yang masuk ke dalam permukaan rotor

10

Page 11: Msn O.E Dan Mekanisme2

dengan serat-serat yang terambil Hal ini pada akhirnya dapat menyebabkan mulur benang menurun.

Dengan meningkatnya kecepatan rotor, maka kekuatan benang relatif lebih tinggi. Kekuatan benang tidak hanya dipengaruhi oleh tingkat kekompakan tetapi juga oleh tingkat imperfecness benang dan lamanya keberadaan serat –serat.

Pada kecepatan rotor yang lebih tinggi lagi, waktu kelonggaran serat-serat untuk bergabung dengan dirinya sendiri pada permukaan rotor (groove) berkurang. Oleh sebab itu penurunan kualitas serat (seperti tertekuk, loop) meningkat, sebagai hasilnya panjang serat pada benang berkurang, sehingga menurunkan kekuatan benang yang dihasilkan.

Kerataan benang, imperfecness dan grade benang memperlihatkan penurunan dengan meningkatnya kecepatan rotor. Hal ini disebabkan karena pada kecepatan rotor yang lebih tinggi, maka tingkat penyisiran serat oleh combing roll, dan juga draft antara rol penyuap dengan combing roll berkurang. Hal ini berakibat penurunan efektivitas penguraian serat secara individu, yang bertanggungjawab terhadap penurunan tingkat kerataan, kesempurnaan dan kenampakan grade benang.

Karakteristik benang open-end spinning yang ditandai dengan keberadaan serat-serat yang melilit ( wrapper fibre), dan Jumlah serat yang melilit meningkat sejalan dengan meningkatnya kecepatan rotor. Hal inii menyebabkan jumlah massa yang lebih besar persatuan tertentu dan hal ini dihitung sebagai nep pada benang. Oleh sebab itu meningkatnya kecepatan rotor dapat meningkatkan jumlah nep pada benang.

Diameter rotorBesar Diameter rotor ditentukan oleh panjang serat yang disuapkan. Ketika diameter rotor meningkat, gaya sentrifugal yang terjadi meningkat pula, maka ring fibre tertekan pada groove rotor secara kuat pula, berarti ketika serat-serat tersebut dicabut dan dipuntir dalam kondisi tension relatif lebih tinggi. Tingkat kekeritingan pada serat asal menjadi hilang dan serat-serat terletak didalam benang menjadi pejal dan hal ini mengakibatkan kehilangan extensibility.

Ketika diameter rotor meningkat, false twist pada zona spinning meningkat pula. Hal ini disebabkan karena benag-benang yang terbentuk setelah melalui navel baik serat-serat yang untwist maupun serat-serat tertwits balik kembali dan mengakibatkan meningkatnya kerapatan linear benang dan dihitung sebagaii nep. Oleh sebab itu pada diameter rotor yang lebih besar dari proporsinya, maka jumlah nep meningkat.

Groove dan Jenis groove rotorGroove atau collecting surface adalah bagian dari rotor, dimana fibre ring dibentuk dan fibre ring dicabut oleh ujung benang. Selama proses spinning, jumlah serat yang masuk pada groove meningkat dari zona pengumpul serat (point of collection) sampai dengan pembentukan benang (point of yarn ).

11

Page 12: Msn O.E Dan Mekanisme2

Keseimbangan antara serat masuk groove dan serat yang terambil ujung benang merupakan faktor yang perlu diperhatikan juga. Kelebihan serat masuk di groove, berarti fibre ring tambah lebar dan posisinya melebar mendekati titik pengambilan serat oleh ujung benang. Oleh karena itu, elemen groove merupakan daerah dimana luncuran serat masuk dan yang berpengaruh terhadap profile ring fibre

Profile ring fibre dapat menentukan nomor benang yang akan dibuat. Pada bentuk rotor yang tetap, makin lebar profile ring fibre sampai batas-batas tertentu, kemungkinan untuk membuat nomor benang lebih kasar adalah lebih mungkin. Oleh karenanya terdapat bentuk groove rotor yang berbeda-beda berhubungan dengan nomor maupun kualitas benang yang dihasilkan, yaitu tipe S, U, T dan G.

NavelPemakaian tipe navel biasanya disesuaikan dengan material atau bahan yang diproses, serta tujuan penggunaan benang yang dihasilkan.

Navel terdiri dari berbagai macam jenis dan tipenya, dimana yang membedakan adalah bahan asall pembuatannya dan jumlah alur yang terdapat pada lubang navel.

Fungsi yang penting pada navel adalah dalam pembuatan twist yang bekerja sama dengan rotor, yaitu untuk memegang benang serta mengurangi terjadinya slip pada saat terjadinya proses pemberian twist.

Secara umum bentuk navel berpengaruh sekali terhadap banyaknya gintiran pada ujung benang yang terletak disepanjang permukaan navel ke rotor. Hal inii dapat dijelaskan pada gambar 3-13.

Dengan adanya gaya centrifugal yang berkerja pada bagian benang A dan gaya tarik pada bagian benang B, maka benang akan tertekan pada navel, terutama pada bagian ujung navel yang mebentuk sudut kira-kira 900 . Oleh karena benang berputar mengelilingi bagian dalam navel menuju rotor yang sedang berputar pula, maka akan terjadi gaya friksi pada benang R.

Gambar 3-14 Jalannya benang pada navelKeterangan : A = twist B = twist palsu Gaya friksi R tersebut menghasilkan torsi, yang menekan benang ke navel dan olehkarenanya terjadii twist.

12

Page 13: Msn O.E Dan Mekanisme2

Benang yang berputar sepanjang dinding dalam navell secara teoritis menerima tambahan twist, seiring dengan setiap kali rotor berputar. Tetapi tambahan twist ini adalah twist palsu (false twist). Twist sesungguhnya yang terdapat pada benang adalah bagian ujung benang bebas yang terputarkan oleh rotor, dengan arah ujung benang tersebut searah jarumjam.

Jadi sekarang ada kondisi benang mendapat twits palsu, berputar berlawanan arah jarumjam, kemudian terdapat juga bagian benang yang besarnya twist lebih rendah, yaitu pada bagian pengambilan serat darii permukaan rotor.

Panjang benang pada bagian dari navel ke titik pengambilan serat pada permukaan rotor, pada kondisi normal (seimbang ) sekitar 8-10 mm. Panjang twist inii dikenal dengan istilah peripheral twist. Panjang twist inii sangat penting, yang pengaruhnya terhadap kelancaran proses maupun kualitas benang yang dihasilkan.

Pada navel, twist benang kembali ke twist asal, karena sebagian dari serat-serat yang melilit menjadi terbuka/kembali ketika benang akhir terbentuk ( false twist). Jadi jumlah twist pada inti benanglah yang membuat benang mempunyai kekuatan.

Serat-serat utama yang terdapat pada permukaan dalam rotor (groove), dimana menjadi inti kekuatan benang ternyata mempunyai korelasi terhadap peripheral twits. Hal ini disebabkan dua alasan

Pertama, twits yang terdapat pada inti benang tidak selalu sama dengan perhitungan, yaitu perbandingan kecepatan rotor dengan kecepatan penarikan benang. Hal ini bervariasi dengan periheral twist, makin besar peripheral twist maka makin besar twist pada inti benang.

Kedua, pada inti benang tidak sepenuhnya serat-serat menggulung secara helikal tetapi memperlihatkan perbedaan twist di sepanjang permukaan diameter benang, yang secara proprosional berbanding terbalik dengan periheral twist. Peripheral twits dan false twit tergantung pada besarnya friksi antara ujung benang dengan navel. Olehkarena itu bentuk dan lapisan pada navel mempunyai peranan penting.

Makin besar tingkat kekasaran pada permukaan navel, makin besar pula pengaruh false twist yang terjadii pada benang. Tetapi dengan makin kasar permukaan navel, maka fluktuasi tegangan yang bergerak pada titik pengambilan serat (peeling off) atau titik pembentukan twist dan kemungkinan putus benang makin tinggi pula.

Oleh sebab itu, tegangan yang relatif tinggi pada rotor dan maupun kecepatan rotasi yang tinggi dan juga kecepatan penarikan benang oleh delivery rol, dapat menyebabkan tingkat keausan nevel makin tinggi. Hal ini tentu saja akan mempengaruhi fase twist dan sifat benang akhir.

13

Page 14: Msn O.E Dan Mekanisme2

Posisi navel

Jarak antara navel ke dasar rotor sangat penting. Sebagaimana terlihat pada gambar 3 -15

Gambar 3-15 Posisi Navel

Pada posisi (A) biasanya menghasilakan kekuatan benang yang makin baik, olehkarena pengaruh false twist pada posisi navel dan oleh sebab penarikan vertikal dari permukaan rotor. Posisi (B) dapat menghasilkan putus benang yang rendah, tetapi biasanya menurunkan kualitas benang akhir.

3.6 Tegangan Benang di rotor Dalam proses pembuatan benang O.E, tegangan benang adalah salah satu faktor penting yang berhubungan dengan kelancaran proses maupun kemungkinan putus benang. Tegangan benang dalam pemintal sistem O.E dapat diuaraikan secara garis besar seperti gambar 3-15 - berikut ini:

Gambar 3-16. Gaya-gaya yang bekerja pada bagianbenang didalam rotor

gaya-gaya yang bekerja pada bagian benang didalam rotor :Oo = gaya sentrifugalG = gaya gravitasiOr = gaya sentrifugal relatif dan putaran relatif benang terhadap rotorV = gaya tahanan udara

14

Page 15: Msn O.E Dan Mekanisme2

C = gaya coriolis

Dari gaya-gaya tersebut diatas yang paling berpengaruh terhadap tegangan benang adalah gaya centrifugal Oo. Sedangkan gaya-gaya lainnya dapat diabaikan karena kecil.

Selanjutnya untuk membicarakan pengaruh gaya centrifugal terhadap tegangan benang diambill pengertian bahwa benang yang berada dalam rotor mempunyai panjang tertentu yaitu Lp

Lp = dk/2 = rk ( mm)

Masa benang adalah :

Mp = Lp/Nm = rk/Nm ( g, mm)

Pusat gaya berat dari ujung benang yang berputar dalam rotor berada pada titik tengah jari-jari alur pengumpul serat.

rt = rk/2 ( mm)

Gaya sentrifugal benang didalam rotor adalah :

Oo = Mp/g x r t x W.W

Apabila jari-jari alur pengumpul serat, seperti yang pada umumnya dibuat untuk rotor open-end, misalnya mempunyai ukuran 33,75 mm, maka :

Oo = 1:( 1/1,57 x 1000.000)x(nk).(nk)/Nm (P:1/mt) Adanya gesekan sepanjang penarikan benang dengan asumsi sudut kontak e dan koefisien gesekan f maka gaya tarik benang pada lubang penarikan keluar menjadi :

Oo = Oo x e ( P )

Tegangan benang pada pusat corong penarik adalah :

Ro = Oo /tex ( P/tex ; 1/menit)

Tegangan benang pada lubang penarik keluar .

R = Ro x e ( P/tex)

Bagian benang yang melalui corong pengeluaran mempunyai sudut kontak dan koefisien gesek f . Dengan asusmsi = 1650 dan f = 0,28 maka akan diperoleh, bahwa tegangan benang tergantung pada besarnya putaran rotor

Dari uraian diatas dapat diambil kesimpulan bahwa karena tegangan benang yang diperbolehkan dibatasii oleh kekutan benang, maka dengan sendirinya kecepatan putaran rotornya menjadi terbatas pula.

15

Page 16: Msn O.E Dan Mekanisme2

Untuk menaikan kecepatan rotor tanpa melampaui batas-batas tegangan benang yang diperbolehkan dapat dilakukan dengan menurunkan jari-jari rotor itu sendiri, dan hal ini akan mempengaruhi pemakaian bahan baku serat terutama dalam hal ini panjang serat.

Disamping tegangan benang yang disebabkan oleh bagian benang di dalam rotor, juga ada kemungkinan pengaruh kotoran atau trash didalam rotor. Seperti diketahui pada umunya massa trash lebih besar dari pada serat kapas. Oleh karena itu gaya sentrifugal yang bekerja pada trash itupun akan lebih besar dari pada yang bekerja pada serat kapas. Hal inipun berarti apabila trash didalam rotor, maka ia akan lebih kuat menempel pada dinding rotor daripada serat kapasnya.

3.7 Tegangan benang antara yarn tube dan take-up roller

Sudut diantara rotor dengan unit penarikan benang melalui yarn tube, menuju sumbu take-up roll mempunyai pengaruh yang penting. Oleh karena sudut penarikan benang yang besar dapat meningkatkan spinning tension (diantara bagian luar yarn tube dan take-up rol). Terdapat perbedaan yang signifikan pada spinning tension ketika sudut yarn tube berbeda-beda, yaitu 900 , 600 dan 300 . Spinning tension yang lebih rendah dapat dicapai ketika menggunakan sudut yarn tube yang lebih rendah, yang memungkinkan membuat benang pada twits rendah atau kecepatan rotor yang tinggi, atau kedua-duanya. Pengurangan spinning tension berpengaruh terhadap sifat benang akhir.

3.8 Pemberian puntiran (twisting), Perhitungan twist dan produksiDalam kecepatan putaran rotor yang tinggi, ring fibre yang melingkar pada alur pengumpul serat dalam rotor dapat dikatakan belum mempunyai puntiran meskipun sudah merupakan rangkaian serat-serat yang berukuran kehalusan tertentu. Jika kedalam rotor, melalui lubang ditengah-tengah dinding pemisah (separator) dimasukan benang pemancing maka ujung benang pemancing itu akan berputar dan menempel pada cincin serat. Oleh adanya putaran ujung benang tadi maka akan terjadi gaya puntir (torsi) pada benang pemancing tersebut. Gaya puntir tadi akan merambat keujung benang yang menempel pada ring fibre . Dengan demikian serat-serat yang berbentuk ring fibre tadi akan ikut terpuntir membentuk benang baru. Proses tersebut diatas seterusnya akan terjadi secara terus-menerus dan benang yang terbentuk ditarik keluar oleh sepasang rol penarik

Terjadinya Puntiran Pada BenangKeterangan gambar :

Tahap 1 : serat masuk menuju groove; pembentukan ring fibre Tahap 2 : ujung benang menuju navelTahap 3 : ujung benang menuju groove menyentuh ring fibreTahap 4 : terjadi proses pembentukan twistTahap 5 : ujung benang ditarik menuju navelTahap6&7: ujung benang keluar dari navel menuju proses winding

Jumlah puntiran per satuan panjang dapat diperhitungkan dari jumlah putaran per satuan waktu dari ujung benang dalam rotor dibagi dengan panjang benang yang dihasilkan per satuan waktu yang sama. Jumlah putaran per satuan waktu benang yang terbuka (dalam rotor) adalah sama denagn jumlah putaran rotor

16

Page 17: Msn O.E Dan Mekanisme2

per satuan waktu yang sama ditambah hasil bagi dari panjang benang yang dihasilkan dengan keliling dinding rotor sebelah dalam waktu yang sama pula.Untuk lebih jelasnya dapat dituliskan seperti berikut :

Nb = Nr + ( b : n ∏. D )

Dimana :Nb= kecepatan putaran ujung benang dalam rotorNr= kecepatan putaran rotorb = kecepatan penarikan benang yang dihasilkann = koefisien kontraksiD = garis tengah dinding rotor bagian dalam

Selanjutnya jumlah puntiran per inci dapat diperhitungkan sebagai berikut :

TPI = ( Nb : b) = ( Nr : b) + (b : n ∏. D.b) = (Nr/b) + ( 1 : n ∏. D)

Karena harga ( 1 : n ∏. D).tidak berubah untuk n yang sama dan juga relatif kecil, maka dalam perhitungan praktis dapat diabaikan. Dengan demikian secara praktis jumlah puntiran pada benang dapat dituliskan :

TPI = Nr/b

Kecepatan penarikan benang dapat diatur besar kecilnya sesuai dengan besarnay TPI yang diinginkan.

Contoh Perhitungan:Didalam perhitungan besarnya twist dan produksi pada mesin O.E dapat didekati dengan dua cara, yaitu dengan sistem langsung dan sistem tidak langsung. Sistem langsung didasarkan pada Tex dan Td, sedangkan sistem tidak langsung berdasarkan Ne1 dan Nm.

Sistem Langsung Misal : Nr= Rpm rotor ( putaran rotor per menit) Vb= kecepatan penggulungan benang ( m/menit) k= Twist multiplier ( tex ½ / cm-1 ) T= Kehalusan benang dalam Tex; dan P=Produksi/spimmimg unit dalam gr/jam

Selanjutnya: Twist ( tpm) = Rpm rotor ( put/menit) Kecepatan pengg. Bng

= N VbAtau : Twist ( tpm) = Twist multiplier x 100 Tex-2 = 100 k : Tex-2

17

Page 18: Msn O.E Dan Mekanisme2

Dengan demikian, maka : Kecepatan pengg. benang = Rpm rotor (put/m)

Twist ( put/m)

Atau ; V = N T -2 meter/menit 100.k

Produksi /unit spinning ≈ Kept.penggulungan bng x Nomor benang ( tex) adalah:

P = V. T . 60 = 0.0g V.T gr/jam 1000

P = ( N . T -2 ) ( T. 60 ) 100k 1000 = 0,0006 N T 3/2 gram/jam K

Jadi, Produksi per unit spinning pada mesin O.E spinning secara teoritis ( effisiensi 100%) ditentukan hanya oleh Rpm rotor, yang biasanya disesuaikan dengan nomor dan twits benang. Sebagai gambaran diberikan salah satu contoh perhitungannya.

Contoh : Jika Rpm rotor 45.000 put/menit, dan nomor benang Tex 25, diproduksi dengan twist factor 45 Tentukan produksi per unit/jam, maka :

Kecpt. Pengg. Benang V = N = 45.000 K T-2 100 x 25

= 50 m/menit

Maka produksi/unit :

P= 0,0006 N. T 3/2 45 = 7,5 gram/ jam

Sistem Tidak Langsung Misal : Nr= Rpm rotor ( putaran rotor per menit) Vb= kecepatan penggulungan benang(m/menit) k= Twist factor c= Kehalusan benang dalam Ne; dan P=Produksi/spimmimg unit dalam lbs/jamSelanjutnya Twist ( tpm) = Rpm rotor ( put/menit) Kecepatan pengg. Bng

18

Page 19: Msn O.E Dan Mekanisme2

= N VbAtau : Twist ( put/inci)) = twist factor x c-2 = k c-2

Dengan demikian, maka :

Kecepatan pengg. benang =Rpm rotor(put/mt) Twist ( put/m)Atau ; V = N meter/menit k c-2

Produksi /unit spinning ≈ Kept.penggulungan bng Nomor benang (Ne1)

P = 60x V = 0.00019 V lbs/jam 36x840 c c

P = 0,00019 N lbs/jam K c3/2

Jadi, Produksi per unit spinning pada mesin O.E spinning secara teoritis ( effisiensi 100%) ditentukan hanya oleh Rpm rotor, yang biasanya disesuaikan dengan nomor dan twits benang. Sebagai gambaran diberikan salah satu contoh perhitungannya.

Contoh : Jika Rpm rotor 45.000 put/menit, dan nomor benang Ne1 25, diproduksi dengan twist factor 4,5 Tentukan produksi per unit/jam, maka :

Kecpt. Pengg. Benang V = N = 45.000 K c2 4,5 x 25

=50 meter/menitMaka produksi/unit :

P= 0,0019 N. K c3/2

= 0,0019 x 45.000 45 x 253/2

= 0,152 lb/jam

19