BAB III
PERANCANGAN PRODUK
3.1
3.1.1
Perancangan Awal (Draf Desain)
Konsep Rancangan (Draft Design)
Gambar 3. 1 Mesin Pengaduk & Penyaring Lempung
Tabel 3. 1Daftar komponen mesin Pengaduk & Penyaring Lempung
No
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
3.1.2
Nama Komponen
Rangka Mesin
Drum Pengaduk
Drum Penyaring
Flat Vertical Blades
Kran
Saringan
Motor Listrik
Kipas Propeller
Saklar
Pully
V-Belt
Besi As (Poros)
Pillow Block
Jumlah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
3 buah
2 buah
2 buah
4 buah
Spesifikasi Produk
Nama produk yang akan dibuat pada dibuat pada perancangan ini
bernama mesin pengaduk dan penyaring lempun dengan skala Usaha Mikro
Kecil Menengah (UMKM). Proses pengadukan lempung adalah langkah awal
dalam pembuatan berbagai produk. Mesin pengaduk dirancang untuk
mencampurkan bahan baku dengan lempung hingga mencapai konsistensi
yang diinginkan. Pengadukan yang baik penting untuk mendapatkan
komposisi yang seragam dalam produk akhir. Setelah proses pengadukan
selesai, lempung yang dicampur kemudian disaring menggunakan mesin
penyaring. Mesin penyaring dilengkapi dengan penyaring mekanis, untuk
menghilangkan partikel yang tidak diinginkan dan menghasilkan produk
akhir yang lebih halus dan berkualitas.
Keberhasilan proses pengadukan dan penyaringan lempung sangat
bergantung pada spesifikasi mesin, termasuk kapasitas, daya mesin, dan
kecepatan putaran. Selain itu, keselamatan operasi juga menjadi
pertimbangan penting dalam penggunaan mesin ini. Oleh karena itu,
pemilihan, pengoperasian, dan pemeliharaan yang baik dari mesin pengaduk
dan penyaring lempung menjadi kunci dalam memastikan kualitas produk
akhir dan efisiensi dalam berbagai industri. Mesin ini berfungsi untuk
mengaduk dan juga untuk menyaring lempung yang biasanya dilakukan
secara tradisional menjadi lebih cepat dan mudah. Mesin ini diharapkan
mampu meningkatkan jumlah pengadukan dan penyaringan apabila
dibandingkan dengan secara manual/tradisional. Pada tahap rancangan awal
mesin ini memiliki kapasitas 100 kg/jam. Jumlah ini jelas lebih besar
apabila dibandingkan dengan proses pengadukan dan penyaringan secara
manual atau secara tradisional.
3.1.3
Perencanaan material
Tabel 3. 2 Perencanaan material
No
Nama
Komponen
Jumlah
Komponen
Motor
1
phase 1,5 Hp
Puli diameter
51 mm
1
Jenis
Material
(KB/KS)
KS
1
KS
3.
Puli diameter
216 mm
1
KS
4.
Puli diameter
216 mm
1
KS
5.
V-belt tipe A
no. 49
V-belt tipe A
no. 49
1
KS
1
KS
1.
2.
6.
Keterangan
Sebagai penggerak
mesin
Sebagai pengubung
putaran
yang
diterima
Sebagai pengubung
putaran
yang
diterima
Sebagai pengubung
putaran
yang
diterima
Sebagai penghubung
putaran dari puli
Sebagai penghubung
putaran dari puli
Keterangan : KB (Komponen Baku) : Komponen yang harus dibuat sendiri
KS (Kompone Standard): Komponen yang dapat dibeli di pasaran
3.1.4
Prinsip Kerja Mesin
Berdasarkan rancangan mekanisme mesin pada Gambar 3.1, maka
secara garis besar mesin pengaduk & penyaring lempung ini memiliki
prinsip kerja sebagai berikut:
1. Proses awal yaitu dengan memasukkan colokan kedalam stopkontak
agar terjadi penyaluran arus listrik ke mesin.
2. Ketika motor listrik mendapatkan arus listrik dari rumah maka motor
listrik akan berputar dan menggerakkan puli yang terpasang pada motor
listrik kemudian akan menggerakkan puli pada bagian pengaduk yang
dihubungkan dengan v-belt. Kemudian poros akan berputar, sehingga
akan memutar kipas propeller yang berfungsi sebagai pengaduk
lempung.
3. Lempung akan dimasukkan perlahan kedalam drum pengaduk dan akan
ditambahkan air agar lempung mudah dalam proses pengadukan, ketika
poros berputar maka kipas propeller akan berputar sehingga lempung
dengan air akan tercampur dengan merata.
4. Setelah terjadi proses pengadukan tersebut, lempung yang sudah
tercampur tadi akan dialirkan kedalam penyaringan yang menggunakan
saluran dengan menggunakan sistem kran.
5. Ketika kran dibuka lempung akan mengalir menuju saringan yang akan
di putar oleh Flat Vertical Blades yang terhubung dengan poros yang
digerakkan oleh motor listrik melalui v-belt yang diberikan tekanan
oleh tensioner sehingga Flat Vertical Blades akan berputar. Ketika
proses penyaringan akan memanfaatkan sistem pengaduk dan penekan
sehingga menghasilkan saringan yang memiliki efisiensi waktu dan
kehlusan yang diharapkan.
6. Hasil dari penyaringan akan masuk kedalam drum yang berfungsi
sebagai wadah hasil akhir.
3.2
3.2.1
Perancangan Teknik
Perhitungan Daya Motor
Daya motor penting untuk diperhitungkan karena nantinya akan
berpengaruh pada saat proses pengadukan dan penyaringan lempung oleh
mesin. Berat lempung yang digunakan untuk sekali produksi sekitar 50 kg.
Setelah mengetahui berat kelapa maka Langkah selanjutnya adalah
perhitungan motor listrik untuk menentukan ukuran daya motor listrik yang
sesuai apabila diterapkan pada mesin pengaduk dan penyaring lempung.
Kapasitas mesin yang dirancang mampu mengaduk sekitar 50 kg
lempung/jam.
1. Menentukan kecepatan sudut
2𝜋
𝜔 = 𝑇 .𝑛
( Hanif, 2016:20)
Keterangan:
𝜔 = kecepatan sudut (rad/s)
T = waktu (60 menit)
n = putaran silinder yang direncanakan (rpm)
Sehingga:
2𝜋
𝜔=
.𝑛
𝑇
2 × 3,14
𝜔=
. 288
60
𝜔 = 30,15 rad/s
2. Menentukan Gaya yang dibutuhkan
𝐹 = 𝑚 ×𝑔
( Hanif, 2016:20)
2
𝐹 = 50 𝑘𝑔 × 9,8 𝑚⁄𝑠
𝐹 = 490 N
3. Menentukan torsi
𝑇=𝐹 × 𝑟
( Hanif, 2016:20)
Keterangan:
T = torsi (Nm)
F = gaya pada silinder (N)
r = radius silinder (m)
Sehingga :
𝑇=𝐹 × 𝑟
𝑇 = 490 N × 0,197
𝑇 = 96,53 𝑁𝑚
4. Menentukan Daya Motor
𝑃=𝑇 × 𝜔
(Khurmi & Gupta, 2005: 14)
Keterangan:
P = daya (watt)
T = torsi (Nm)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
Sehingga:
𝑃=𝑇 × 𝜔
𝑃 = 96,53 × 30,15
𝑃 = 2.910,29 𝑤𝑎𝑡𝑡
5. Konversi daya (watt) ke daya dalam (HP)
2982.8 𝑤𝑎𝑡𝑡
(Huda, 2016)
Sehingga:
Daya (HP)
= 𝑃 (𝑤𝑎𝑡𝑡) ∶ nilai konversi
= 2.910,29 ∶ 2982.8 𝑤𝑎𝑡𝑡
= 0,976 𝐻𝑃
Menurut Sularso dan Suga (2013:7), apabila P daya nominal output
dari motor, maka koreksi pertama dapat diambil dari faktor koreksi (fc)
yang dapat dilihat pada tabel
Tabel 3. 3 Faktor-faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan
Data yang akan ditransmisikan
Faktor koreksi
Daya rata-rata yang diperlukan
1,2 – 2,0
Daya maksimum yang diperlukan
0,8 – 1,2
Daya normal
1,0 – 1,5
Sumber: Sularso & Suga, 2013: 7
Pada perancangan ini faktor koreksi yang digunakan adalah 0,8, sehingga:
Pd = P . Fc (kW)
(Sularso & Suga, 2013:7)
Pd = 0,976 HP x 1,2
Pd = 1,1712 HP → 1,5 HP
Setelah daya motor diketahui, tentukan daya motor yang disesuaikan dengan
yang ada pada pasaran yaitu :
Tabel 3. 4 Pemilihan putaran mesin berdasarkan daya yang Digunakan
Sumber : https://www.lazada.co.id/products/dinamo-elektro-motor-1-phase-5hp-5-pk-2900-rpm-mindong-yl112m-2-i2705442720.html
Sesuai dengan kebutuhan dayanya, maka mesin ini menggunakan
motor listrik dengan daya 1,5 HP dengan kecepatan putar 1420 rpm
3.2.2
V-belt dan Puli
Pada perancangan mesin pengupas sabut kelapa ini menggunakan dua
buah sabuk. Data yang harus diketahui untuk perhitungan sabuk V dan puli
adalah sebagai berikut :
Daya motor (P)
= 1,5 HP = 1,1 kW
Putaran motor (n1)
= 1420 rpm
Putaran puli 2 (n2)
= 1420 rpm
Putaran puli 3 (n3)
= 355 rpm
Putaran puli 4 (n4)
= 355 rpm
Perbandingan putaran 1 (i1)
= 1420/1420 = 1
Perbandingan putaran 2 (i2)
= 355/355 = 1
Jarak sumbu poros 1 (C1)
= 400 mm
Jarak sumbu poros 2 (C2)
= 400 mm
Faktor koreksi (fc)
= 1,2
Daya rencana (Pd)
= P x fc = 1,1 x 1,2 = 1,32 kW
Menurut Sularso dan Suga (2013) perencanaan sabuk dapat dihitung
dengan rumus-rumus dibawah ini.
Perhitungan sabuk dan puli penggerak ke puli pengaduk
1. Menentukan Jenis Sabuk V
Dalam menentukan sabuk dapat dilihat ada gambar yang tercantum
di bab sebelumnya. Jika putaran mesin 1420 rpm dan daya rencana (Pd)
yaitu sebesar:
𝑃𝑑 = 𝑃 × 𝐹𝑐
𝑃𝑑 = 1,1 × 1,2
𝑃𝑑 = 1,32 𝑘𝑊
Dari Gambar 2.3, dapat ditentukan jenis sabuk dengan
menggunakan daya dan putaran. Jenis sabuk yang sesuai adalah tipe A.
2. Menentukan Diameter Puli
Dalam menentukan diameter puli harus mengacu pada Tabel 2.1.
Jika yang dipakai sabuk-V dengan penampang A maka diameter puli
minimum yang dianjurkan (𝑑𝑚𝑖𝑛 ) adalah 51 mm.
a. Diameter jarak bagi puli
𝑑𝑝
= 51 mm
𝐷𝑝
= dp x i1
𝐷𝑝
= 51 x 4,12
𝐷𝑝
= 216 mm
b. Diameter luar puli
Untuk menghitung diameter luar puli diperlukan tebal sabuk. Tebal
sabuk dapat dilihat pada Gambar 2.2 diperoleh tebal sabuk-V tipe A
adalah 95 mm.
𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + 2 × 1⁄2 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑠𝑎𝑏𝑢𝑘
𝑑𝑘 = 51 + 2 × 4,5
𝑑𝑘 = 60 𝑚𝑚
𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + 2 × 1⁄2 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑠𝑎𝑏𝑢𝑘
𝑑𝑘 = 216 + 2 × 4,5
𝑑𝑘 = 225 𝑚𝑚
3. Berdasar dari tabel V-belt (Pratama, 2016) , untuk sabuk tipe A diketahui
ukuran-ukuran puli sebagai berikut :
E = 15 mm ; c = 2,5 mm ; t = 9 mm ; s = 10 mm ; dan z = 1, maka untuk
memperoleh volume pulley :
a. Ketebalan Pulley penggerak
𝐵 = ( 𝑧 − 𝑙) . 𝑡 + 2. 𝑠
𝐵 = ( 1 − 1). 9 + 2.10
𝐵 = 20 𝑚𝑚
b. Volume pulley yang digerakkan
𝜋
𝑉 = 𝑑𝑝2 . 𝐵
4
3,14 2
𝑉 =
51 . 20
4
𝑉 = 40835,7 𝑚𝑚2
c. Berat pulley penggerak
𝑊 = 𝑉. 𝑝
𝑊 = 40835,7 . 7,2 . 10−6
𝑊 = 2,94 kg
A.
d. Ketebalan pulley yang digerakkan
𝐵 = ( 𝑧 − 𝑙) . 𝑡 + 2. 𝑠
𝐵 = ( 1 − 1). 9 + 2.10
𝐵 = 20𝑚𝑚
4. Kecepatan Linear Sabuk
𝜋𝑑𝑝 𝑛1
𝑉 = 60×1000
(Sularso & Suga, 2013:166)
3,14 × 60 × 1420
𝑉 =
60 × 1000
𝑉 = 4,46 𝑚⁄𝑠
5. Memeriksa jarak diameter poros
(𝑑 +𝐷 )
𝐶 = 𝐶1 − 𝑘 2 𝑘
(Sularso & Suga, 2013:170)
(60 + 225)
𝐶 = 400 −
2
𝐶 = 257,5 𝑚𝑚
Baik, karena karena hasil pengujian antara jarak poros dan total
lebar puli masih besar dari jarak antar poros.
6. Menentukan panjang sabuk yang digunakan
Dalam memilih sabuk yang akan digunakan, harus mengacu pada
ukuran standar sabuk yang umum dipasarkan.
Tabel 3. 5 Kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu
sabuk tunggal 𝐏𝐎 (𝐤𝐖)
Sumber: Sularso & Suga, 2013: 172
1
𝐿 = 2𝐶 + 2 (𝑑𝑝 + 𝐷𝑝 ) + 4𝑐 (𝐷𝑝 − 𝑑𝑝 )2 (Sularso & Suga, 2013:170)
3,14
1
(51 + 216) +
𝐿 = 2 × 400 +
(216 − 51)2
2
4 × 400
41919 1089
𝐿 = 800 + 100 + 64
1977929
𝐿=
1600
𝐿 = 1236,2 𝑚𝑚
Sehingga apabila dilihat dari Tabel 2.1 sabuk yang digunakan
adalah sabuk 49 inch atau 1236,2 mm.
7. Menentukan jarak sumbu poros
𝑏 = 2𝐿 – 3,14 (𝐷𝑝 + 𝑑𝑝)
(Sularso & Suga, 1991 : 170)
𝜋
𝑏 = 2 × 1236,2 – 3,14 (51 + 216)
𝑏 = 1634 mm
b + √𝑏 2 − 8(𝐷𝑝 − 𝑑𝑝)2
8
1634 + √16342 − 8(216 − 51)2
𝐶 =
8
𝐶 = 399,99 𝑚𝑚 = 400 𝑚𝑚
8. Luas penampang sabuk (A)
Dalam perencanaan didapatkan sabuk tipe-A dimana memiliki
tinggi 9 mm, dan lebar 12,5 mm. Sehingga :
𝐴 = 𝑡 .𝑙
(Khurmi pada Pratama, 2016 : 47)
𝐴 = 9 . 12,5 = 112,5 mm
9. Penentuan berat sabuk (W)
𝑊 = 𝐴 . 𝐿. 𝜌
(Khurmi pada Pratama, 2016 : 47)
Dimana :
A = luas penampang sabuk (mm )2
L = panjang sabuk (mm)
𝜌 = massa jenis bahan sabuk (1,14 gr/cm )3
𝐶 =
W = (112,5. 10−2 ). ( 1236,2. 10−1 ). (1,14)
W = 158,54 𝑔𝑟 = 0,159 𝑘𝑔
10. Menghitung sudut kontak
Dalam menghitung sudut kontak, terdapat faktor koreksi yang perlu
diperhatikan. Faktor koreksi dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:
Tabel 3. 6 Faktor koreksi K
Sumber: Sularso & Suga 2013:174
𝜃 = 180° −
57(𝐷𝑝−𝑑𝑝)
𝐶
(Sularso & Suga, 2013 : 184)
57(216 − 51)
400
𝜃 = 180° − 23,5°
3,14
𝜃 = 156,5° ×
= 2,7 𝑟𝑎𝑑
180
Jadi, faktor koreksi (K0) yang diambil sebesar 0,93.
11. Perhitungan tegangan sabuk 1
Gaya tarik efektif adalah:
𝜃 = 180° −
𝐹𝑒 =
120.𝑃
(sularso & suga, 1997:198)
𝑣
Dimana:
v = kecepatan linier sabuk (m/s)
P = daya yang ditransmisikan oleh puli penggerak (kW).
Maka:
120 . 1,1
𝐹𝑒 =
40,84
𝐹𝑒 = 3,23 𝑘𝑔
Jadi:
𝐹𝑒
= 𝑇1 – 𝑇
3,23 = 𝑇1 – 𝑇2
𝑇1 = 3,23 + 𝑇2 . . . . . . . . . (1)
Tegangan sabuk adalah:
𝑇1
= 𝑒 𝜇𝜃
(Enzo Siahaan, 2018:472)
𝑇2
Dimana:
T1 = tegangan sisi kencang sabuk (kg)
T2 = tegangan sisi kendor sabuk (kg)
e
= bilangan natural = 2,71282
µ
= koefisien gesek antara sabuk dengan puli (antara 0,45 s/s 0,60)
ditetapkan 0,5
𝜃
= sudut kontak = 156,5º
Sudut kontak (rad)
𝜋
𝜃 = 156,5° × 180
(Enzo Siahaan, 2018:472)
𝜃 = 156,5° ×
3,14
180
𝜃 = 2,7 𝑟𝑎𝑑
Maka :
𝑇1
= 𝑒𝜇𝛼
𝑇2
𝑇1
= 2,712820,5 . 2,7
𝑇2
𝑇1 = 𝑇2 . 3,85………….(2)
Jadi persamaan (1) = persamaan (2)
3,23 + T2 = T2 . 3,85
T2 . (3,85 – 1) = 3,23
T2 . 2,85 = 3,23
3,23
T2 =2,85 = 1,15 kg
Maka:
𝑇1 = 3,23 + 𝑇2
𝑇1 = 3,23 + 1,15
𝑇1 = 4,38 𝑘𝑔
Karena T1 lebih besar dari T2, maka tegangan sisi kencang sabuk
adalah 4,38 𝑘𝑔.
Dari hasil perhitungan maka dapat disimpulkan bahwa sabuk yang
digunakan jenis sabuk A dengan ukuran 49 inch dengan panjang keliling
1236,2 mm dengan dk = 60 mm, Dk = 225 mm, dengan jarak poros 400
mm.
Gambar 3. 2 Jarak sumbu poros dan diameter puli pada sabuk 1
B.
Perhitungan sabuk dan puli penggerak ke puli penyaring
1. Menentukan Jenis Sabuk V
Dalam menentukan sabuk dapat dilihat ada gambar yang tercantum
di bab sebelumnya. Jika putaran mesin 1420 rpm dan daya rencana (Pd)
yaitu sebesar:
𝑃𝑑 = 𝑃 × 𝐹𝑐
𝑃𝑑 = 1,1 × 1,2
𝑃𝑑 = 1,32 𝑘𝑊
Dari Gambar 2.3, dapat ditentukan jenis sabuk dengan
menggunakan daya dan putaran. Jenis sabuk yang sesuai adalah tipe A.
2. Menentukan Diameter Puli
Dalam menentukan diameter puli harus mengacu pada Tabel 2.1.
Jika yang dipakai sabuk-V dengan penampang A maka diameter puli
minimum yang dianjurkan (𝑑𝑚𝑖𝑛 ) adalah 51 mm.
c. Diameter jarak bagi puli
𝑑𝑝
= 51 mm
𝐷𝑝
= dp x i1
𝐷𝑝
= 51 x 4,12
𝐷𝑝
= 216 mm
d. Diameter luar puli
Untuk menghitung diameter luar puli diperlukan tebal sabuk. Tebal
sabuk dapat dilihat pada Gambar 2.2 diperoleh tebal sabuk-V tipe A
adalah 95 mm.
𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + 2 × 1⁄2 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑠𝑎𝑏𝑢𝑘
𝑑𝑘 = 51 + 2 × 4,5
𝑑𝑘 = 60 𝑚𝑚
𝑑𝑘 = 𝑑𝑝 + 2 × 1⁄2 𝑡𝑒𝑏𝑎𝑙 𝑠𝑎𝑏𝑢𝑘
3.
4.
5.
6.
𝑑𝑘 = 216 + 2 × 4,5
𝑑𝑘 = 225 𝑚𝑚
Berdasar dari tabel V-belt (Pratama, 2016) , untuk sabuk tipe A diketahui
ukuran-ukuran puli sebagai berikut :
E = 15 mm ; c = 2,5 mm ; t = 9 mm ; s = 10 mm ; dan z = 1, maka untuk
memperoleh volume pulley :
e. Ketebalan Pulley penggerak
𝐵 = ( 𝑧 − 𝑙) . 𝑡 + 2. 𝑠
𝐵 = ( 1 − 1). 9 + 2.10
𝐵 = 20 𝑚𝑚
f. Volume pulley yang digerakkan
𝜋
𝑉 = 𝑑𝑝2 . 𝐵
4
3,14 2
𝑉 =
51 . 20
4
𝑉 = 40835,7 𝑚𝑚2
g. Berat pulley penggerak
𝑊 = 𝑉. 𝑝
𝑊 = 40835,7 . 7,2 . 10−6
𝑊 = 2,94 kg
h. Ketebalan pulley yang digerakkan
𝐵 = ( 𝑧 − 𝑙) . 𝑡 + 2. 𝑠
𝐵 = ( 1 − 1). 9 + 2.10
𝐵 = 20𝑚𝑚
Kecepatan Linear Sabuk
𝜋𝑑𝑝 𝑛1
𝑉 = 60×1000
(Sularso & Suga, 2013:166)
3,14 × 60 × 1420
𝑉 =
60 × 1000
𝑉 = 4,46 𝑚⁄𝑠
Memeriksa jarak diameter poros
(𝑑 +𝐷 )
𝐶 = 𝐶1 − 𝑘 2 𝑘
(Sularso & Suga, 2013:170)
(60 + 225)
𝐶 = 400 −
2
𝐶 = 257,5 𝑚𝑚
Baik, karena karena hasil pengujian antara jarak poros dan total
lebar puli masih besar dari jarak antar poros.
Menentukan panjang sabuk yang digunakan
Dalam memilih sabuk yang akan digunakan, harus mengacu pada
ukuran standar sabuk yang umum dipasarkan.
Tabel 3. 7 Kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu
sabuk tunggal 𝐏𝐎 (𝐤𝐖)
Sumber: Sularso & Suga, 2013: 172
1
𝐿 = 2𝐶 + 2 (𝑑𝑝 + 𝐷𝑝 ) + 4𝑐 (𝐷𝑝 − 𝑑𝑝 )2 (Sularso & Suga, 2013:170)
3,14
1
(51 + 216) +
𝐿 = 2 × 400 +
(216 − 51)2
2
4 × 400
41919 1089
𝐿 = 800 + 100 + 64
1977929
𝐿=
1600
𝐿 = 1236,2 𝑚𝑚
Sehingga apabila dilihat dari Tabel 2.1 sabuk yang digunakan
adalah sabuk 49 inch atau 1236,2 mm.
7. Menentukan jarak sumbu poros
𝑏 = 2𝐿 – 3,14 (𝐷𝑝 + 𝑑𝑝)
(Sularso & Suga, 1991 : 170)
𝑏 = 2 × 1236,2 – 3,14 (51 + 216)
𝑏 = 1634 mm
𝜋
b + √𝑏 2 − 8(𝐷𝑝 − 𝑑𝑝)2
8
1634 + √16342 − 8(216 − 51)2
𝐶 =
8
𝐶 = 399,99 𝑚𝑚 = 400 𝑚𝑚
8. Luas penampang sabuk (A)
Dalam perencanaan didapatkan sabuk tipe-A dimana memiliki
tinggi 9 mm, dan lebar 12,5 mm. Sehingga :
𝐴 = 𝑡 .𝑙
(Khurmi pada Pratama, 2016 : 47)
𝐴 = 9 . 12,5 = 112,5 mm
9. Penentuan berat sabuk (W)
𝑊 = 𝐴 . 𝐿. 𝜌
(Khurmi pada Pratama, 2016 : 47)
Dimana :
A = luas penampang sabuk (mm )2
L = panjang sabuk (mm)
𝜌 = massa jenis bahan sabuk (1,14 gr/cm )3
𝐶 =
W = (112,5. 10−2 ). ( 1236,2. 10−1 ). (1,14)
W = 158,54 𝑔𝑟 = 0,159 𝑘𝑔
10. Menghitung sudut kontak
Dalam menghitung sudut kontak, terdapat faktor koreksi yang perlu
diperhatikan. Faktor koreksi dapat dicari dengan rumus sebagai berikut:
Tabel 3. 8 Faktor koreksi K
Sumber: Sularso & Suga 2013:174
𝜃 = 180° −
57(𝐷𝑝−𝑑𝑝)
𝐶
(Sularso & Suga, 2013 : 184)
57(216 − 51)
400
𝜃 = 180° − 23,5°
3,14
𝜃 = 156,5° ×
= 2,7 𝑟𝑎𝑑
180
Jadi, faktor koreksi (K0) yang diambil sebesar 0,93.
11. Perhitungan tegangan sabuk 2
Gaya tarik efektif adalah:
𝜃 = 180° −
𝐹𝑒 =
120.𝑃
𝑣
(sularso & suga, 1997:198)
Dimana:
v = kecepatan linier sabuk (m/s)
P = daya yang ditransmisikan oleh puli penggerak (kW).
Maka:
120 . 1,1
𝐹𝑒 =
40,84
𝐹𝑒 = 3,23 𝑘𝑔
Jadi:
𝐹𝑒
= 𝑇1 – 𝑇
3,23 = 𝑇1 – 𝑇2
𝑇1 = 3,23 + 𝑇2 . . . . . . . . . (1)
Tegangan sabuk adalah:
𝑇1
= 𝑒 𝜇𝜃
(Enzo Siahaan, 2018:472)
𝑇2
Dimana:
T1 = tegangan sisi kencang sabuk (kg)
T2 = tegangan sisi kendor sabuk (kg)
e
= bilangan natural = 2,71282
µ
= koefisien gesek antara sabuk dengan puli (antara 0,45 s/s 0,60)
ditetapkan 0,5
𝜃
= sudut kontak = 156,5º
Sudut kontak (rad)
𝜋
𝜃 = 156,5° × 180
(Enzo Siahaan, 2018:472)
𝜃 = 156,5° ×
3,14
180
𝜃 = 2,7 𝑟𝑎𝑑
Maka :
𝑇1
= 𝑒𝜇𝛼
𝑇2
𝑇1
= 2,712820,5 . 2,7
𝑇2
𝑇1 = 𝑇2 . 3,85………….(2)
Jadi persamaan (1) = persamaan (2)
3,23 + T2 = T2 . 3,85
T2 . (3,85 – 1) = 3,23
T2 . 2,85 = 3,23
3,23
T2 =2,85 = 1,15 kg
Maka:
𝑇1 = 3,23 + 𝑇2
𝑇1 = 3,23 + 1,15
𝑇1 = 4,38 𝑘𝑔
Karena T1 lebih besar dari T2, maka tegangan sisi kencang sabuk
adalah 4,38 𝑘𝑔.
Dari hasil perhitungan maka dapat disimpulkan bahwa sabuk yang
digunakan jenis sabuk A dengan ukuran 49 inch dengan panjang keliling
1236,2 mm dengan dk = 60 mm, Dk = 225 mm, dengan jarak poros 400
mm.
Gambar 3.3 Jarak sumbu poros dan diameter puli pada sabuk 1
3.2.3
Perhitungan Poros