Bab III - Pemm 2015.Docx

24
BAB III ANALISA PERHITUNGAN III.1 Penentuan Daya Motor Penggerak 3.1.1 Perhitungan Massa Roll Pemoles a. Bahan roll : SAE 1020 b. ρ bahan : 7845 kg/m 3 c. Dimensi : Diameter roll 1 Luar (d 1L ) = 200mm = 0,2 m Diameter roll 1 Dalam (d 1d ) = 190 mm = 0,19 m Panjang roll (l) = 600 mm = 0,6 m Diameter roll 2 Luar(d 2L ) = 30 mm = 0,03 m Diameter roll 2 Dalam(d 2d ) = 20 mm = 0,02 m Panjang roll (2) = 640 mm = 0,64 m Diameter roll 3 Luar(d 3L ) = 190 mm = 0,19 m Diameter roll 3 Dalam(d 3d ) = 30 mm = 0,03 m Tebal roll (3) = 10 mm = 0,01 m Diameter roll 4 (d 4 ) = 10 mm = 0,01 m Panjang roll (4) = 20 mm = 0,02 m d. Volume : Roll 1 Roll Bagian 2

description

bagaimana membuat perhitungan elemen mesin tentang pemipil padi

Transcript of Bab III - Pemm 2015.Docx

BAB IIIANALISA PERHITUNGAN

III.1

Penentuan Daya Motor Penggerak

3.1.1Perhitungan Massa Roll Pemoles

a. Bahan roll

: SAE 1020

b. bahan

: 7845 kg/m3c. Dimensi :

Diameter roll 1 Luar (d1L)= 200mm = 0,2 m Diameter roll 1 Dalam (d1d)= 190 mm = 0,19 m

Panjang roll (l)

= 600 mm = 0,6 m Diameter roll 2 Luar(d2L)= 30 mm = 0,03 m Diameter roll 2 Dalam(d2d)= 20 mm = 0,02 m Panjang roll (2)

= 640 mm = 0,64 m

Diameter roll 3 Luar(d3L)= 190 mm = 0,19 m Diameter roll 3 Dalam(d3d)= 30 mm = 0,03 m

Tebal roll (3)

= 10 mm = 0,01 m

Diameter roll 4 (d4)

= 10 mm = 0,01 m Panjang roll (4)

= 20 mm = 0,02 m

d. Volume : Roll 1

Roll Bagian 2

Roll Bagian 3

Roll Bagian 4

e. Massa :

Bagian 1

Bagian 2

Bagian 3

Bagian 4

3.1.2 Perhitungan Massa Poros Roll

a. Bahan poros roll: SAE 1040

b. bahan

: 7845 kg/m3c. Dimensi :

Diameter (d) = 20 mm = 0,02 m

Panjang (l)= 720 mm = 0,72 m

d. Volume :

=

=

e. Massa :

3.1.3 Perhitungan Massa Blower

3.1.3.1 Perhitungan Massa Poros Blower

a. Bahan poros blower: SAE 1040

b. bahan

: 7845 kg/m3c. Dimensi :

Diameter (d) = 10 mm = 0,01 m

Panjang (l)= 110 mm = 0,11 m

d. Volume

=

=

e. Massa :

3.1.3.2 Perhitungan massa propeller blowera. Bahan blower

: PVCb. bahan

: 1410 kg/m3c. Dimensi :

Badan Propeller Diameter luar (d1)= 40 mm = 0,04 m

Diameter dalam (d2) = 10 mm = 0,01 m

Panjang (l)

= 5 mm = 0,005 m

d. Volume :

Bagian badan propeller

e. Massa :

3.1.3.3 Perhitungan massa Sudu Blowerf. Bahan blower

: PVC

g. bahan

: 1410 kg/m3h. Dimensi :

Sudu Blower Tebal sudu (b)

= 3 mm = 0,003 m

Diameter blower (db) = 150 mm = 0,15 m

Diameter blower (db) = 150 mm = 0,15 m

Diameter badan Propeller (dp) = 40 mm = 0,04 mi. Volume :

Sudu Blower menancap pada bagian badan blower, dimensi sudu diasumsikan sebuah trapesium dengan :Dimana: P2 adalah panjang blower yang menempel pada badan propeller pada (Dp) maka :

Keliling Karena sudu memiliki panjang sebesar 72, maka keliling harus dikalikan dengan Sehingga,

P1 adalah panjang blower pada diameter luar propeller (pada Dp), maka :

Keliling Karena sudu memiliki panjang sebesar 72, maka keliling harus dikalikan dengan Sehingga,

Luas Trapesium

Volume

Massa sudu blower

Karena jumlah blower adalah 8 maka , 3.1.4 PerhitunganInersia

3.1.4.1 Perhitungan Inersia Roll Pemoles

a. Bagian 1

b. Bagian 2

c. Bagian 3

d. Bagian 4

e. Inersia Roll Total

3.1.5 PerhitunganInersiaPoros Roll

3.1.6 Perhitungan Inersia Blower

a. Bagian Propeller blower

b. Bagian sudu blower

c. InersiaBlower Total

3.1.7 PerhitunganInersiaPoros Blower

3.1.8 PerhitunganInersia Totala. Inersia Total Pasangan Roll-Poros Roll

b. Inersia Total Pasangan Blower-Poros Blower

3.1.5 Perhitungan Percepatan Sudut Mencari berapa kali jumlah pemipilan dalam satu menit :

a) 1500 = 25 b) Dengan mengetahui mesin yang akan di desain mampu memipil 4 buah tongkol jagung dalam sekali pemipilan dan berat masa satu jagung merupakan 0.13 kg sehingga jumlah pemipilan yang dapat dilakukan adalah :25 = pemipilan yang dapat dilakukan x 4 x 0.13 kgPemipilan yang dapat dilakukan= pemipilan yang dapatdilakukan = 48.07 pemipilan/menit 48 kali pemipilan/menit

Karena dalam satu menit dapat dilakukan 48 kali pemipilan maka dalam satu kali pemipilan dibutuhkan : = = 1,25 sekon dalam satu kali pemipilan

Rpm yang dibutuhkan untuk memipil 0.25 bagian dari jagung dalam satu menit:

n = = 192 rpm

karena yang dipipil adalah satu bagian jagung maka n untuk mesin perontok membutuhkan :

n : x 192 rpm = 768 rpm = 800 rpm3.1.6 Perhitungan Percepatan Sudut Pasangan Roll-Poros Roll

Roll dan poros roll terpasang bersamaan, maka percepatan sudut kedua komponen ini sama, yaitu

Kecepatan sudut awal (o) = 0 rad/s

Kecepatan sudut yang diharapkan (t = n) = 83,73 rad/s

Waktu untuk mencapai t = 1 sekon

maka

3.1.7 Perhitungan Percepatan Sudut Pasangan Blower-Poros Blower

Mekanisme blower terhubung dengan poros roll dengan dihubungkan oleh rangkaian gear, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan sudut yang diharapkan adalah sama, yaitu 1 sekon.

Kecepatan sudut awal (o) = 0 rad/s

Kecepatan sudut yang diharapkan (t = n) = 157,08 rad/s

Waktu untuk mencapai t = 1 sekon

maka

3.1.8 Perhitungan Torsi

3.1.9 Perhitungan Torsi Efektif

3.1.9.1 Perhitungan Torsi Efektif Pasangan Roll-Poros Roll

3.1.9.2 Perhitungan Torsi Efektif Pasangan Blower-Poros Blower

3.1.10 Torsi yang Terjadi Pada jagung saat pemipilan3.1.10.1 Gaya-gaya yang terjadi

Gambar 2.1 sistemkerjasilinderpemipil

a. Gaya Beratsilinder (W)

Gambar 2.3 Silinderpemipiljagung

Diketahui :

D= 150 mm

L= 300 mm

Maka :

Massa silinderpemipiljagung

Silinderpemipiljagungterbuatdaribesidengan = 7900 kg/m3

Maka :

b. Gaya Friksi (Ff)

Dengan :

= 0,2

m = 0,125 kg

c. Gaya beratjagung (Fj)

Dengan m = 0,125 kg

Maka :

Fj = m.g

Fj = 0,125kg . 9,81 m/s

Fj = 1.23 N

d. Gaya tangensial

e. MenghitungInersiaSilinderPemipilJagung

I = M R22

I =(0,075)2 m2

= 0,235 kgm2f. Menghitung

rad/ s2

g. Torsi dandaya

Mencari Torsi

3.1.11 Perhitungan Daya Motor3.1.11.1 HP Output Roll dan Poros Roll

Dengan power output yang dibutuhkan sebesar 5 HP, maka dipilih jenis motor dengan spesifikasi sebagai berikut :

Merk:TECO MOTOR

Tipe:YCL Performance Chart 132 MOutput: 5,5 kW atau 7,5 HP

Rpm: 1460rpm

Voltage: 220 volt

Frekuensi:50 Hz

Berat :27 kg

Dimensi: diameter = 200 mm, panjang = 332,5 mm

III.2SistemTransmisiDaya.

Dalamperencaan kali iniakandigunakansebuahsistempemindahdaya (transmisidaya) berupasistemtransmisiBelt and Pulley. Data-data yang telahditetapkansebelumnyameliputi:

a. Daya yang akanditransmisikan (P) = dayamaksimum motor penggerak.

b. Putaranpulleypenggerak (n1) = 1000 rpm.

c. PutaranDriven Pulleyberdasarkanputaranpenggiling (n2) = 750 rpm.

d. Diameter Pulleypenggerak (d1) = 7 in.III.2.1Diameter Driven Pulley

Driven pulleydapatditentukandarihubungan:

dimana: d = diameter pulley (in)

n = putaranpulley (rpm)

dariperhitunganukuran diameter Driven Pulley di atas, makaakandigunakansebuahpulley dengan diameter sebesar 7 in.

III.2.2JarakAntaraPusatKeduaPulley.

Jarakantarapusatkeduapulleydapatditentukandari:

dimana: c = jarakpusat diameter lingkaranpulley (in)

R = jari-jaripulley (in)

didapatkanbahwajarakantarapusatkeduapulley adalahsebesar 11 in.

III.2.3PanjangPitch Total.

Panjangpitch total padauntukv-belt yang digunakandapatdihitungdengancara:

dimana: L = panjangpitch total (in)

panjang pitch total dapatdiartikansebagaipanjang total V-belt yang akandigunakan, yaitusebesar 42 in.

III.2.4SudutKontak.

Untukmencarisudutkontakantarav-beltdanpulleydapatdicaridenganpersamaan:

sudutkontak yang terbentukadalah:

nilaidariadalahbesardarisudutkontak yang terbentukantaraV-beltdenganPulleypenggerak.III.2.5Torsi yang BekerjapadaPulley Kecil.

Torsi yang bekerjapadapulleykecildapatdicaridaripersamaan:

torsi yang bekerjapadapulleykeciladalah torsi yang bekerjapadaPulleypenggerak.

III.2.6Gaya Inersia yang TerjadipadaPulley

Gaya yang bekerjaarah radial pada pulley dapatdicaridaripersamaan:

dimana: = gaya inersia (lbf)

w` = beratjenis Belt (lb/in) (untuktipe 3V adalah 0,074 kg/m)

= kecepatansudut (rad/s)

g = percepatangravitasi (in/)

R = jari-jaripulley (in)

nilai di atas adalah nilai gaya inersia yang akan digunakan untuk mencari tengangan pada V-belt.

III.2.7Tegangan yang TerjadipadaV-Belt

Tegangan yang terjadipadabeltdapatdicaridaripersamaan:

dimana:

makaperhitunganteganganadalahsebagaiberikut:

nilai adalah tegangan maksimum dan adalah tegangan minimum.

III.2.8DayaAktualPenggiling (Corrected Power)

Dayaaktual yang diperlukanpadapenggilingberlakupersamaan:

dimana: =

= Angle of wrap correction factor

= Belt length correction factor

P= Dayaditransmisikan (HP)

untuknilaiAngle of wrap correction factor danBelt length correction factordapatdilihat di tabel 7-14 dan 7-15 padabuku Robert L, Mott:293.

III.2.9DayaDiperlukan(Rated Power)

Dayadiperlukandapatdilihatpadagambar 7-10 pada "Robert L. Mott Machine Elements in Mechanical Department" : 291.

III.2.10JumlahBelt yang Dibutuhkan

Jumlahbelt yang dibutuhkandapatdicaridenganpersamaan:

jadijumlahV-belt yang diperlukanadalah 2 buah, ataudengan kata lain diperlukandouble V-belt tipe 3v denganukuranpanjangsebesar 42,5 in sesuai yang terdapatpadastandarukuran belt..

III.3

PerhitunganDimensidan BahanPoros

III.3.1

Momen Bending dan Torsi padaPoros

Untukmenghitungmomen bending dan torsi yang bekerjapadaporosdapatmenggunakanpersamaanberikutini:

III.3.2

Diameter Poros

Setelahdiketahuitegangan-tegangan yang bekerjapadaporos, makadapatdicari diameter porosdenganmenggunakanpersamaan di bawahini:

Asumsibahan yang dipakaiadalah AISI 1010 Cool Draw denganSY = 68000 psi danSn = 23000. Safety Factor yang digunakanyaitu N = 2.

jadi diameter porosutama yang akandigunakanadalahsebesar 1,2 in.III.4

Pasak

Gambar 3.1 Gaya yang bekerja pada pasak dan dimensi pasak

III.4.1

DimensiPasak

Dimensidarisebuahpasakbergantungdaribentukpasakdanukuranporos yang akandipakai. Pasak yang akandipakaiadalahjenisSquare and Flat Tapper. DimensidaripasakdapatdilihatpadaTabel 7-7.

Asumsi bahanpasakadalah AISI 1010 Hot Rolled denganSyp = 42000 psi danSafety Factor yang dipakaiyaitu 2.

Sedangkanpanjangpasakdapatdicaridenganpersamaan:

Jadipanjangpasak yang akandigunakansebesar 0,21 in dengantinggidanlebarsebesar 0,25 in.III.5

Bantalan

Bantalan adalah elemen masin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja denganbaik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh system akan menurun atau tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya.

Ff

Jagung

Silinderpemipil

N

Fj

Ft

D

L

EMBED Visio.Drawing.5

_1491774851.dwg

_1491774852.vsd

_1491774850.dwg