Tugas Rancang Roda Gigi Belt Conveyer

Perancangan Roda Gigi

TUGAS RANCANG RODA GIGI BELT CONVEYER OLEH

HOWARD (080401036)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA


BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Belt conveyor digunakan pada berbagai industri sebagai transportasi berbagai material dalam lingkungan industri tersebut. Material yang diangkut mulai dari raw material hingga hasil produksi, termasuk memindahkan material antar work stasion. Dengan menggunakan belt conveyor dapat menghemat biaya produksi serta meningkatkan laju produksi. Untuk itu perlu dilakukan penelitian tentang prestasi belt conveyor, agar dapat dipakai sebagai acuan belt conveyor berikutnya.

1.2 Tujuan Merancang dan menghitung ukuran-ukuran utama dari belt conveyor dan roda gigi didasarkan pada perhitungan teoritis.

1.3 Manfaat 1. Dapat mengetahui variabel-variabel yang mempengaruhi kinerja belt conveyor 2. Dapat mengetahui cara kerja dari belt conveyor secara menyeluruh

1.4 Batasan masalah Dalam perancangan ini,yang akan dirancang ulang adalah rodagigi yang digunakan pada belt conveyor dengan spesifikasi :

Daya Motor

: 30,5 Hk

Putaran

: 31,4 Rpm

Material

: Batubara

1.5 Sistematika Penulisan Penulisan laporan tugas akhir ini disusun menggunakan sistematika sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan Menjelaskan pendahuluan tentang studi kasus dan pemecahan masalah yang berisi


antara lain : Latar belakang permasalahan, Tujuan, Manfaat, Batasan Permasalahan, dan Sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka Deskripsi singkat tentang conveyor, macam-macam conveyor, pemilihan alat pemindah bahan yang sesuai dengan pengunaan,roda gigi, macam-macam roda gigi dan pengunaanya

Bab III Perancangan Belt Conveyor Perhitungan – perhitungan dimensi belt conveyor termasuk tebal belt,lebar belt dan sudut maximum belt conveyor.

Bab IV Perancangan Roda Gigi Perhitungan – Perhitungan poros,naaf,perbandingan putaran dengan roda gigi.

BAB V Kesimpulan dan Saran


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Conveyor Jenis mesin conveyor sangat banyak dan masing-masing berbeda menurut prinsip pengoperasiannya, bentuk desain peralatan serta arah pemindahan. Untuk mempersempit kajian menjadi lebih sederhana, mesin conveyor diklasifikasikan menurut bentuknya. Menurut prinsip operasinya, mesin conveyor dibagi atas mesin dengan aksi terputus dan kontiniu. Mesin aksi terputus meliputi berbagai jenis transportasi darat yaitu kereta api, lori, traktor dan lain-lain. Sedangkan mesin aksi kontiniu meliputi berbagai jenis conveyor, instalasi transport dan hidroulik pnuematik. Siklus operasi adalah sifat dari mesin aksi terputus.

Secara umum, mesin ini

beroperasi berdasarkan prinsip timbal balik, yaitu membawa muatan pada satu arah kosong ke arah yang berlawanan. Kadang-kadang lintasan berbentuk sirkuit tertutup dan memiliki sejumlah cabang. Sedangkan sifat spesifik mesin aksi kontinu adalah membawa material tanpa pemutusan. Menurut jenis material yang ditangani, mesin conveyor dibedakan atas mesin beban curah, beban satuan atau kombinasinya. Mesin kontinu bisa dibagi atas beberapa kelompok : 1. Menurut bagaimana daya penggerak ditransmisikan terhadap beban : a) Menggunakan peralatan mekanik. b) Peralatan gravitasi. c) Menggunakan peralatan pneumatik. d) Menggunakan peralatan hidraulik. 2. Menurut tujuan dan prinsip aksi : a) Conveyor stasioner. b) Peralatan pemindah. c) Peralatan pneumatik. d) Peralatan hidraulik. Conveyor dapat pula dibagi atas :


1. Dilengkapi dengan bagian penarik fleksibel. Seperti belt, bucket, dan lain-lainnya. 2. Tanpa bagian penarik. Mesin dengan bagian penarik fleksibel memiliki sifat yaitu, beban berpindah bersamaan dengan bagian penarik. Bagian penarik fleksibel mentransmisikan gerakan ke pembawa beban. Pada rancangan tertentu muatan menggelinding sepanjang alur stasioner. Bagian pembawa beban bergerak horizontal atau miring dan didukung oleh roller atau idler. Sedangkan screw conveyor, conveyor getar, roller conveyor serta tabung pemindah yang berputar merupakan jenis conveyor tanpa bagian penarik. Jenis tertentu mesin conveyor memindahkan beban pada arah garis lurus (horizontal, sedikit miring, vertikal atau sedikit membentuk sudut dengan bidang vertikal). Jenis lainnya mempunyai bentuk lintasan yang tidak teratur. Sebagai contoh, roller kereta dan beberapa jenis conveyor selalu disusun secara horizontal atau sedikit miring. Beban dipindahkan pada satu arah atau suatu sirkuit tertutup di biadang horizontal. Pada bucket elevator, arah gerakan adalah vertikal atau sedikit miring terhadap bidang vertikal. Sedangkan pada belt conveyor, lintasannya adalah horizontal atau miring, dimana sudut kemiringannya dibatasi oleh kecendrungan material berguling atau menggelinding secara spontan kearah sumbu longitudinal conveyor. Lintasan yang kompleks adalah lintasan yang membawa beban jauh melewati bidang horizontal dan vertikal, yang merupakan bentuk umum untuk bucket conveyor, bucket elevator, dan tray conveyor. Untuk lintasan yang tidak teratur bisa menggunakan conveyor pneumatic. Beberapa jenis conveyor dengan arah tertentu bisa dimodifikasi untuk memungkinkan pergerakan kearah lain.

Contohnya, srew conveyor, yang biasanya dirancang untuk

pengangkutan secara mendatar atau sedikit miring, tapi dapat dimodifikasi untuk mengangkat beban secara vertikal. Secara umum pemilihan peralatan pemindah ditentukan oleh faktor-faktor teknis berikut : 1. Sifat material yang akan dipindahkan. Suatu analisis sifat fisik dan mekanik material yang dipindahkan akan memperkecil batas dalam pemilihan jenis peralatan pemindah yang cocok untuk dipakai. 2. Kapasitas peralatan. Jika kapasitas yang diinginkan besar, pertimbangan ekonomis akan menentukan pemilihan pada peralatan yang cocok dan murah. Peralatan yang dipilih harus


bisa memindahkan material secara kontinu dan cepat. Harus diingat bahwa peningkatan laju pemindahan akan menurunkan berat beban yang mampu diangkut dan meningkatkan kekompakan peralatan. Truk yang memindahkan muatan pada interval yang teratur akan efisien bila kapasitas pemindah besar, kecepatan tinggi dan waktu pengisian serta pembongkaran cepat. 3. Arah dan panjang lintasan pemindah merupakan faktor penting dalam pemilihan jenis peralatan. Hal lain yang juga sama pentingnya adalah lay out dari titik pengisian dan pembongkaran. Jenis mesin tertentu dapat dirubah arahnya dengan mudah dan berbagai jenis dapat membawa untuk jarak yang jauh. 4. Tumpukan material di bagian ujung dan pangkal. Metode pengisian dan pembongkaran material memiliki peranan penting pada pemilihan jenis mesin pemindah. Beberapa jenis peralatan mampu mengisi sendiri sedangkan jenis lain membutuhkan pengisian khusus. Tumpukan material bisa dipindahkan ke masin conveyor dengan menggunakan bucket scraper,

pengumpan khusus

atau disimpan pada kantong khusus

yang akan

menjatuhkannya ke mesin. Mesin mengambil material langsung dari onggokan tanpa perlu peralatan khusus. 5. Tahap-tahap proses pemindahan beban. Jika penanganan mekanik dilakukan di dalam workshop, aliran teknologi merupakan faktor penting dalam pemilihan mesin pemindah, pada umumnya mesin memindah dihubungkan dengan siklus terhadap produksi keseluruhan. 6. Kondisi lokal spesifik seperti luas dan bentuk daerah pembuangan, topografi, jenis dan rancangan bangunan, lay out mesin dan peralatan produksi, kelembaban dan kandungan debu, tersedia uap dan gas, temperature lingkungan dan lain-lainnya. Hal lain yang juga penting apakah mesin pemindah dipasang di dalam atau di luar ruangan. Pada kasus terakhir, kondisi iklim harus diperhatikan dalam perancangan, perawatan dan pelumasan mesin. Pemilihan mesin pemindah sangat dipengaruhi oleh standarisasi dari pembuat mesin dalam rencana pengembangan pembuatan nantinya, jangka waktu operasi yang diinginkan, jenis daya yang tersedia, pertimbangan keseluruhan dan aturan keselamatan. Berdasarkan faktor-faktor teknis, mesin pemindah yang dipilih adalah yang dapat memberikan layanan terbaik. Biaya modal terdiri dari biaya awal, biaya pengiriman, biaya pemasangan dan biaya gedung serta kontruksi. Biaya opersi meliputi biaya pegawai, biaya kebutuhan daya, material


dan biaya perbaikan. Biaya umum dihubungkan dengan perawatan termasuk investasi modal awal yang menentukan kebutuhan biaya renovasi mesin. Mesin yang optimal adalah yang memenuhi semua persyaratan, derajat mekanisasi tinggi dan kondisi kerja yang paling menguntungkan. Mesin tersebut harus tahan lama sehingga dapat menekan biaya per unit dan mengembalikan modal secepat mungkin. 2.1.1 Belt Conveyor Belt conveyor merupakan mesin dengan aksi kontinu dan dari segi lain termasuk conveyor yang menggunakan bagian penarik fleksibel. Prinsip dasar belt conveyor adalah memindahkan material diatas belt yang berjalan dengan menggunakan motor sebagai sumber tenaga dan diterukan oleh puli penggerak. Kemudian idler (komponen peluncur dibawah belt) akan ikut bergerak sebagai penyangga belt. Keuntungan belt conveyor: 1. Aliran pengangkutan berlansung secara terus menerus, tanpa terputus sehingga kerja lebih maksimal. 2. Cocok digunakan untuk membawa material dalam jumlah besar baik dalam jarak yang jauh maupun dekat. 3. Dapat membawa material dalam arah yang tanjakan tanpa membahayakan operator jika dibandingkan menggunakan truk atau kereta diatas rel. 4. Tidak mengganggu lingkungan karena tingkat kebisingan dan polusi yang rendah. Kelemahan belt conveyor: 1. Sabuk sangat peka terhadap pengaruh luar, misalnya timbul kerusakan pada pinggir dan permukaan belt, sabuk bisa robek karena batuan yang keras dan tajam atau lepasnya sambungan sabuk. 2. Apabila satu saja komponennya tidak berfungsi maka pemindahan material tidak dapat berjalan. 3. Biaya perawatannya sangat mahal. Bagian-bagian utama belt conveyor dapat dilihat pada Gambar 2.1 yaitu: 1. Rangka (frame) yang fungsinya untuk kedudukan belt conveyor itu sendiri yang biasanya dibuat dari baja profil.


2. Puli depan (head pulley). 3. Puli penggerak (driving pulley) yang dihubungkan dengan motor. 4. Puli ekor pengencang (tail pulley) yang terdapat pada ujung belakang, sehingga kedudukan puli dapat digeser, yang berfungsi untuk mengatur ketegangan belt. 5. Belt. 6. Idler bagian atas (pembawa). 7. Idler bagian bawah (pembalik). Kedua jenis idler tersebut disangga oleh frame. 8. Motor dan perlengkapan transmisi. 9. Pencurah material (hopper). 10. Corong pembongkar (discharge spout unit). 11. Pembersih belt, digunakan untuk belt conveyor yang membawa material yang mudah lengket. 12. Screw take-up sebagai pengencang belt.

Gambar 2.1 Kontruksi umum belt conveyor Belt conveyor dapat digunakan untuk memindahkan berbagai unit material sepanjang arah horizontal atau pada suatu kemiringan tertentu pada berbagai industri. Contohnya pada industri pengecoran logam, tambang batubara, industri makanan dan lain-lain.


2.2 Roda gigi Roda gigi diklasifikasikan seperti dalam table 2.1. menurut letak poros, arah putaran, dan bentuk jalur gigi. Roda – roda gigi yang terpenting yang disebutkan dalam table 2.1. diperlihatkan pada gambar 2.2. Roda gigi dengan poros sejajar adalah roda gigi dimana giginya berjajar pada dua bidang silinder (bidang jarak bagi); kedua bidang silinder tersebut bersinggungan dan yang satu menggelinding pada yang lain dengan sumbu tetap sejajar. Roda gigi lurus (a) merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros. Roda gigi miring (b) mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada silinder jarak bagi. Pada roda gigi miring ini, jumlah pasangan gigi yang saling membuat kontak serentak (perbandingan kontak) adalah lebih besar daripada roda gigi lurus, sehingga perpindahan momen atau putaran melalui gigi – gigi tersebut dapat berlangsung dengan halus. Sifat ini sangat baik untuk mentransmisikan putaran tinggi dan beban besar. Namun roda gigi miring memerlukan bantalan aksial dan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena jalur gigi yang berbentuk ulir tersebut memerlukan gaya reaksi yang sejajar dengan poros. Dalam hal roda gigi miring ganda (c) gaya aksial yang timbul pada gigi yang mempunyai alur berbentuk v tersebut, akan saling meniadakan. Dengan roda gigi ini, perbandingan reduksi, kecepatan keliling dan daya yang diteruskan dapat diperbesar, tetapi pembuatannya sukar. Roda gigi dalam (d) dipakai jika diinginkan alat transmisi dengan ukuran kecil dengan perbandingan reduksi besar , karena pinion terletak di dalam roda gigi. Batang gigi (e) merupakan dasar profil pahat pembuat gigi. Pasangan antara batang gigi dan pinion digunakan untuk merubah gerakan putar menjadi lurus dan juga sebaliknya.

Tabel 2.1. Klasifikasi Roda Gigi Letak poros

Roda gigi Roda gigi lurus (a) Roda gigi miring (b)

Keterangan (Klasifikasi

atas

dasar

bentuk alur gigi)

Roda gigi dengan Roda gigi miring ganda (c) poros sejajar

Roda gigi luar

Arah putaran berlawanan

Roda gigi dalam dan pinyon (d)

Arah putaran sama

Batang gigi dan pinyon (e)

Gerakan lurus dan berputar

Roda gigi dengan Roda gigi kerucut lurus (f)

(Klasifikasi

atas

dasar


poros berpotongan

Roda gigi kerucut spiral (g)

bentuk jalur gigi)

Roda gigi kerucut ZEROL Roda gigi kerucut miring Roda gigi kerucut miring ganda Roda gigi permukaan dengan poros berpotongan (h) Roda gigi miring silang (i)

Batang gigi miring silang

(Roda gigi dengan poros berpotongan

berbentuk

istimewa) Kontak titik Gerakan lurus dan berputar

Roda gigi cacing silindris (j) Roda gigi dengan Roda gigi cacing selubung poros silang

ganda (globoid) (k) Roda gigi cacing samping Roda gigi hyperboloid Roda gigi hipoid (l) Roda gigi permukaan silang

Pada roda gigi kerucut, bidang jarak bagi merupakan bidang kerucut yang puncaknya terletak di titik potong sumbu poros. Roda gigi kerucut lurus (f) dengan gigi lurus, adalah yang paling mudah dibuat dan paling sering dipakai. Tetapi roda gigi ini sangat berisik karena perbandingan kontaknya yang kecil. juga konstruksinya tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua ujung poros – porosnya. Roda gigi kerucut spiral (g), karena mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar, dapat meneruskan putaran tinggi dan beban besar. Sudut poros kedua roda gigi kerucut ini biasanya dibuat 90°. Dalam golongan roda gigi dengan poros bersilang, terdapat roda gigi miring silang (i), roda gigi cacing (j dan k), roda gigi hipoid (l) dan lain – lain. Roda gigi cacing meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi besar. Roda gigi macam (j) mempunyai cacing berbentuk silinder dan lebih umum dipakai. Tetapi untuk beban besar, cacing globoid atau cacing selubung ganda (k) dengan perbandingan kontak yang lebih besar dapat digunakan roda gigi hipoid adalah seperti yang dipakai pada roda gigi diferensial mobil. Roda gigi ini mempunyai jalur gigi berbentuk spiral pada bidang kerucut yang sumbunya bersilang, dan pemindahan gaya pada permukaan gigi berlangsung secara meluncur dan menggelinding.


(l) Roda gigi hipoid

Gambar 2.2. jenis-jenis roda gigi

Roda gigi yang tidak disebutkan sebelumnya, semuanya mempunyai perbandingan kecepatan sudut tetap antara kedua poros. Tetapi di samping itu terdapat pula roda gigi yang perbandingan kecepatan sudutnya dapat bervariasi, seperti misalnya roda gigi eksentris, roda gigi bukan lingkaran, roda gigi lonjong seperti pada meteran air, dan sebagainya.ada juga roda gigi dengan putaran yang terputus – putus dan roda gigi geneva yang dipakai misalnya untuk menggerakkan film pada proyektor bioskop.

2.2.1 Roda gigi cacing Dalam mentransmisikan putaran dimana kedua letak poros tegak lurus satu sama lain maka roda gigi cacing adalah salah satu pilihan yang paling efektif. Dimana sistem transmisi dari roda gigi cacing ini terdiri dari dua bagian. Pertama, Poros cacing yang berbentuk poros yang bergerigi. Poros cacing inilah yang menerima putaran dari motor penggerak (motor listrik) dan sering disebut dengan worm. Kedua, roda gigi cacing yang berbentuk seperti roda gigi umumnya. Roda gigi ini menerima putaran dari worm dan roda gigi ini disebut wormgear.


Gambar 2.3 Nama bagian-bagian roda gigi cacing Nama bagian-bagian roda gigi cacing adalah sebagai berikut. 1. Diameter jarak bagi pada poros cacing (d1), diameter ini adalah perbandingan modus normal terhadap sudut kisar gigi cacing.

2. Diameter jarak bagi pada roda gigi cacing (d2), ini adalah perkalian gaya yang sejajar terhadap poros (gaya aksial) dengan jumlah gigi pada roda cacing. = 3. Kelonggaran puncak (c), ini merupakan celah antara kedua gear yang tidak bersetuhan terhadap gaya aksial.

4. Tinggi kepala poros cacing,


5. Tinggi kaki poros cacing,

6. Tinggi gigi,

7. Diameter luar poros cacing,

8. Diameter inti cacing,

9. Diameter kepala roda cacing,

10. Diameter lingkaran kaki dari roda cacing,

11. Lebar roda cacing atau 12. Lebar sisi gigi efektif,

13. Jari-jari lengkungan puncak gigi roda cacing,

14. Diameter luar roda cacing,

)+6,35


15. Jarak sumbu,

2.3 Material Material dikelompokkan atas dimensi, bentuk, berat, dan sifat-sifat khusus seperti mudah meledak, mudah terbakar, kerapuhan serta bentuk tumpukan (bulk) material. Bulk material dapat dibedakan atas tumpukan, butiran, atau serbuk (misalnya: biji besi, batubara, pasir cor, serbuk gergaji, semen dan lain-lain). Karakteristik bulk ditentukan oleh sifat mekanik dan sifat fisik seperti: ukuran bongkah, berat spesifik, kelembaban, mobilitas partikel, angle of repose (sudut tumpukan) dan abrasivitas. Distribusi kuantitatif partikel suatu bulk, menurut ukuranya dikenal sebagai ukuran bongkah dan mempunyai satuan mm. Dimensi linier material terdiri dari diagonal besar a maks dan diagonal kecil amin yang menentukan karakteristik partikel serta jumlah parameter untuk perhitungan alat pemindahan dan peralatan pembantunya. Bentuk ukuran bongkah dapat dilihat pada Gambar 2.3. k

`

k

Gambar 2.3 Dimensi Partikel Bulk Untuk menentukan ukuran bongkah material yang lebih besar dari 0,1 mm, dilakukan penyaringan secara bertingkat. Ukuran bongkah bulk material dengan ukuran partikel lebih kecil dari 0,1 mm ditentukan melalui metoda khusus, yaitu berdasarkan kecepatannya jika dimasukkan kedalam air atau udara. Menurut ukuran partikelnya, bulk material diklasifikasikan menjadi bongkah dengan ukuran besar, sedang, kecil, granular atau bubuk. Ukuran bongkah partikel dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut.


Tabel 2.2 Pengelompokan bulk material menurut ukuran partikelnya Load Group

Size of largest characteristic particle a’, (mm)

Large-lumped

Over 160

Medium-lumped

60-160

Small-lumped

10-60

Granular

0,5-10

Powdered

Below 0.5

Ukuran bongkah bulk material harus diperhatikan karena akan berpengaruh dalam menentukan ukuran mesin pemindah material, hopper serta sistem salurannya. Berat spesifik bulk material adalah berat material per satuan volume dengan satuan ton/m3 atau kg/m3. Berat dari bulk material yang berbentuk butiran atau serbuk diukur dengan peralatan khusus yang terdiri dari container dengan volume tertentu (1-3 liter), batang yang dipasangkan ke container dan kerangka berputar pada batang. Makin besar ukuran bongkah maka makin besar ukuran container yang dibutuhkan. Untuk menentukan berat bulk material, material dimasukkan kedalam container melalui kerangka sampai penuh. Putaran kerangka akan membuang kelebihan material dalam container.


BAB III PERANCANGAN BELT CONVEYOR

3.1 Geometri Belt Conveyor Menurut lintasan dari gerakannya, belt conveyor dapat diklasifikasikan atas: 1. Horizontal 2. Miring 3. Kombinasi miring dan horizontal Geometri dari belt conveyor dapat dilihat pada Gambar 3.1 yang memperlihatkan lintasan dari belt conveyor.

Gambar 3.1Geometri belt conveyor Sudut kemiringan terhadap garis horizontal (β) tergantung pada faktor gesekan antara material yang dibawa dengan belt yang bergerak, sudut kemiringan tetap dari tumpukan material dan bagaimana cara material dibebankan keatas belt. Kemiringan yang dapat diizinkan pada belt conveyor dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Sudut kemiringan maksimum yang diizinkan pada geometri belt conveyor untuk beberapa jenis material. Material

Maximum

Material

Maximum

angle of

angle of

incline

incline

(β),0

(β),0

Coal briquetted

12

Sand, dry

18

Gravel, washed and sized

12

Sand, clamp

27


Grain

18

Ore, large-lumped

18

Foundry sand, shaken out(burnt)

24

Ore, crushed

25

Foundry sand, damp (ready)

26

Anthracite, pebbles

17

Crushed stone, unsized

18

Coal, run of mine

18

Coke, sized

17

Coal, sized, small

22

Coke unsized

18

Cement

20

Sawdust, fresh

27

Slag, anthraciote,

22

Lime, powdered

23

damp

Material yang akan dibawa oleh belt conveyor adalah batubara. Batu bara ini belum di hancurkan melainkan batu bara yang baru keluar dari tambang sehingga sudut maximum yang diperbolehkan pada geometri belt conveyor ini adalah 18 o. 3.2 Belt Belt terbuat dari bahan tekstil, baja lembaran atau jalinan kawat baja. Belt yang terbuat dari tekstil berlapis karet paling banyak ditemukan dilapangan. Syarat-syarat belt: 1. Tahan terhadap beban tarik. 2. Tahan beban kejut. 3. Perpanjang spesifik rendah. 4. Harus fleksibel. 5. Tidak menyerap air. 6. Ringan. Belt yang digunakan pada belt conveyor terdiri dari beberapa tipe seperti bulu unta, katun dan beberapa jenis belt tekstil berlapis karet. Belt harus memenuhi persyaratan, yaitu kemampuan menyerap air rendah, kekuatan tinggi, ringan, lentur, regangan kecil, ketahanan pemisahan lapisan yang tinggi dan umur pakai panjang. Untuk persyaratan tersebut, belt berlapis karet adalah yang terbaik. Belt tekstil berlapis karet terbuat dari beberapa lapisan yang dikenal dengan plies. Lapisan-lapisan tersebut dihubungkan dengan menggunakan (vulkanisasi) atau dengan karet alam maupun sintetis. Belt dilengkapi dengan cover karet untuk melindungi tekstil dari kerusakan-kerusakan. Karena beberapa jenis material yang dibawa mempunyai sifat abrasif. Bentuk penampang belt diperlihatkan pada Gambar 3.2.


Gambar 3.2 Penampang belt 1

: lapisan

2

: cover

δb

: tebal belt

δ1

: bagian yang dibebani

δ2

: bagian pembalik

Jumlah lapisan belt tergantung lebar belt. Hubungan antara lebar belt dengan jumlah lapisan dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut: Tabel 3.2 Jumlah lapisan belt yang disarankan. Belt width (B), mm

Minimum and maximum number of plies, i

300

3-4

400

3-5

500

3-6

650

3-7

800

4-8

1000

5-10

1200

6-12

1400

7-12

1600

8-12

1800

8-12

2000

9-14

Sedangkan untuk menentukan lebar dari belt , harus dilihat dari dimensi material yang akan diangkut, material yang diangkut berupa batubara dengan dimensi terlihat pada gambar 3.3


Gambar 3.3 Material yang diangkut Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 36

Lebar dari belt dapat dicari mengunakan table 3.3 jika ukuran material diketahui. Dengan ukuran material yang diangkut lebarnya kira-kira adalah 300mm(unsized). Tabel 3.3 Lebar Minimum Belt

Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 36

Sedangkan untuk mengetahui ketebalan dari cover dapat dihubungkan dengan jenis material yang membebani belt. Sebab tiap jenis material mempunyai ukuran dan sifat fisik yang berbeda. Ketebalan belt dapat ditentukan dari Tabel 3.4. Tabel 3.4 Tebal cover yang disarankan pada belt tekstil berlapis karet untuk beban tumpukan dan beban satuan. Load characteristics

Material

Cover thickness, mm Loaded

Return

slide δ1

slide, δ2

15

1.0

Section 1.01 Bulk load Granular abrasive

and

powdered,

non Grain, col dust


Fing-grained and small Lumped,

abrasive,

medium

Sand, foundry sand,

1.5 to 3.0

1.0

3.0

1.0

Gravel, clinker, stone, 4.5

1.5

and cement, crushed stone,

heavy weight (a’<60 mm, γ<2

coke

tons/m3) Medium-lumped, slightly, abrasive,

Coal, peat briquettes

medium and heavy weight (a’<160 mm, γ < 2 tons/m3) Ditto, abrasive

ore, rock salt Large-lumped,

abrasive,

heavy Manganese ore, brown 6.0

weight (a’<160 mm, γ < 2 tons/m3)

1.5

iron ore Section

1.02

Unit

loads Light load in paper and clocth Parcels,

packages,

packing

books

Load in soft containers

Bag, bales, packs

Load in soft containers weighin up to Boxes, barrels, baskets 15 kg

Boxes, barrels, baskets

Ditto weighin over 15 kg

Machine ceramic

Untared loads

1.0

1.0

1.5 to 3.0

1.0

1.5 to 3.0

1.0

parts, 1.5 to 4.5

1.0 to 1.5

articles,

building elements

1.5 to 6.0

1.0 to 1.5

3.3 Idlers Belt disangga oleh idler. Jenis idler yang digunakan kebanyakan adalah roller idler. Berdasarkan lokasi idler di conveyor, dapat dibedakan menjadi idler atas dan idler bawah. Gambar susunan idler atas dapat dilihat pada Gambar 3.4. Sudut antara idler bawah dan idler atas dapat divariasikan sesuai keperluan. Idler yang dipakai merupakan jenis 3 roller.

Gambar 3.4 Idller Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 36


Idler atas menyangga belt yang membawa beban. Idler atas bisa merupakan idler tunggal atau tiga idler. Sedangkan untuk idler bawah digunakan idler tunggal. Idler dibuat sedemikian rupa sehingga mudah untuk dibongkar pasang. Ini dimaksudkan untuk memudahkan perawatan. Jika salah satu komponen idler rusak, dapat dilakukan penggantian secara cepat. Diameter (D) idler tergantung pada lebar belt (B) yang disangganya. Hubungan antara lebar belt dengan diameter idler dapat dilihat pada Tabel 3.5.

Tabel 3.5 Hubungan antara diameter roller idler dengan lebar belt.

Sumber : Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation hal 37

Dalam perancangan, panjang idler Lid dibuat lebih panjang 100 s.d 200 mm dari lebar belt. Untuk saluran pemasangan komponen belt conveyor dapat dilihat pada Gambar 3.5. Jika idler pada loading zone adalah 11 ≈ 0.51 dan pada belt bagian bawah 12 ≈ 21. Training idler berfungsi untuk menjaga agar belt berjalan lurus dan efektif jika dipasang pada belt conveyor yang panjangnya lebih dari 50 meter. Jarak idler tergantung pada belt dan berat jenis dari beban seperti tertera pada Tabel 3.6.


Gambar 3.7 Susunan Idller pada belt conveyor [1] Tabel 3.6 Jarak maksimum idler pada belt conveyor.[1] Bulk weight

Spacing 1 for belt width B, mm

of load, ton 400

500

650

800

1000

1200

1400

per cu m

1600

to

2000

γ<1

1500 1500 1400 1400 1300

1300

1200

1100

γ = 1 to 2

1400 1400 1300 1300 1200

1200

1100

1000

γ>2

1300 1300 1200 1200 1100

1100

1000

1000

3.4 Kapasitas Belt Conveyor Rumus untuk menentukan Kapasitas belt conveyor pada umumnya adalah

Kapasitas (ton/hours) = 3,6 x Cross Sectional Area x Belt speed x Material density x Capacity factor . Dalam menentukan parameter-parameter diatas,dapat dilihat pada table dibawah ini :


Tabel 3.7 Cross Sectional Areas

Untuk mendapatkan Cross sectional areas,telah diketahui Belt Widths : 800 mm , juga harus diketahui angle of surcharge. Angles of surcharge tergantung pada material yang dibawa,dapat dilihat pada table dibawah ini : Tabel 3.8 Properties Of Materials


Pada material batu bara didapatkan angle of surcharge : 25 o , dan juga density : 800kg/m3 Untuk mendapatkan faktor kapasitas( capacity factor) dapat dilihat pada table dibawah ini Tabel 3.9 Capacity Factor

Idle Troughing angles yang umum adalah 25 o,sehingga didapatkan capacity factor :1,10 Untuk mendapatkan Belt Speed dapat dilihat pada table dibawah ini: Tabel 3.10 Belt Speed

Didapatkan pada table,belt speednya adalah : 3,25 m/s Sehingga Kapasitas dari belt dapat dihitung yaitu : Q

= 3,6 x 0,062 x 3,25 x 800 x 1,10 = 638,35 ton / hour


BAB IV PERANCANGAN RODA GIGI

4.1 Poros Poros (keseluruhannya berputar) adalah untuk mendukung suatu momen putar dan sering mendapat tegangan puntir dan tegangan lentur. Kadang poros ini dapat mengalami tegangan tarik, kelelahan, tumbukan atau pengaruh konsentrasi tegangan yang akan terjadi pada diameter poros yang terkecil atau pada poros yang terpasang alur pasak, hal ini biasanya dilakukan pada penyambungan atau penghubungan antar komponen agar tidak terjadi pergeseran.

Gambar 3. 1 Poros

Persyaratan khusus terhadap disain dan pembuatan poros adalah sambungan dari poros dan naaf dan dari poros dengan poros. Pembuatan poros adalah sampai diameter 150 mm adalah dari baja bulat (St42, St50, St70 dan baja campuran) yang diputar, dikupas atau ditarik. Dari lebih tebal ditempa menjadi jauh lebih kecil. Poros beralur diakhiri dengan penggosokan, dan dalam hal dikehendaki bulatan yang tepat. Tempat bantalan dan peralihan menurut persyaratan diputar halus, digosok, dipoles, dicetak dan pada pengaretan tinggi kemudian dikeraskan. Poros akan mengalami beberapa tegangan, diantaranya : 1. Tegangan tarik 2. Tegangan lentur 3. Momen puntir 4. Kelelahan 5. tumbukan


4.1.1 Jenis-Jenis Poros Apabila dilihat dari pembebanan terhadap poros, maka poros dapat dibedakan atas tiga jenis, yaitu : a. Poros Transmisi Poros ini mengalami beban puntir murni dan lenturan serta daya yang ditransmisikan ke poros ini adalah melalui kopling, roda gigi, pulley dan sebagainya. b. Spindel Poros ini sering disebut dengan poros transmisi yang bentuknya relatif pendek seperti poros utama mesin perkakas, di mana beban utamanya berupa puntiran. Syarat yang perlu untuk poros ini dalah harus memiliki deformasi yang kecil dan juga ketelitian ukuran dan bentuknya. c. Gardan Poros ini digunakan untuk menahan puntiran dan kadang-kadang poros ini tidak melakukan gerakan putar. Poros ini banyak ditemukan pada kereta barang. 4.1.2 Dasar-Dasar Pemilihan Poros Dalam perancangan sebuah poros perlu diperhatikan hal-hal berikut ini : a. Bahan Poros Bahan poros pada mesin biasanya menggunakan baja batangan yang ditarik dingin dan difinishing, dan juga dari baja karbon konstruksi untuk mesin yang dihasilkan dari ingot yang di-kill (baja yang dioksidasikan dengan ferro silikon dan dicor dengan kadar karbon yang terjamin). Untuk poros yang digunakan pada putaran dan daya yang tinggi, biasanya digunakan bahan dari baja paduan dengan pengerasan kulit yang tahan aus. Diantaranya adalah baja Krom Nikel, baja Crom Nikel Molybdem. b. Kelelahan Pengaruh dari tumbukan dan konsentrasi tegangan pada poros harus diperhatikan bentuknya apakah diameter porosnya sudah sesuai dengan alur pasak yang akan menahan beban sehingga terjadi pengerasan dan lain-lain.


c. Kekakuan Poros harus kuat bila mengalami lenturan atau defleksi puntirnya yang besar sehingga terhindar dari getaran. Kekakuan poros dapat disesuaikan dengan jenis mesin yang menggunakan poros tersebut. d. Putaran Kritis Pada putaran yang tidak konstan akan mengakibatkan getaran pada poros tersebut, apalagi pergantian putaran dari putaran normal ke putaran maksimum. Untuk itu poros harus dirancang tahan terhadap putaran maksimumnya, yang disebut dengan putaran kritis. Oleh karena itu poros harus dirancang sedemikian rupa dan untuk lebih aman harus digunakan di bawah putaran kritisnya. Memang dalam perancangan poros ini harus kita sesuaikan dengan daya dan putaran yang harus dipindahkan khususnya untuk kopling. 4.1.3 Perhitungan Momen Puntir Poros Poros yang digunakan pada worm gear disatukan dan ini akan mengalami beban puntir dan beban lentur, namun yang paling besar adalah momen puntir akibat putaran. Perhitungan kekuatan poros didasarkan pada momen puntir khususnya untuk poros gigi cacing. Data yang diketahui (dari brosur) adalah : Daya (P)

: 30,5 dk

Putaran (n)

: 31,4 rpm

P = 30.5 x 0.746 kW = 22,753 kW (data dari brosur)

Maka untuk meneruskan daya dan putaran ini, terlebih dahulu dihitung daya perencanaannya (Pd). Pd = fc . P dimana : Pd = daya perencanaan

(kW)


fc = faktor koreksi P = daya masukan

(kW)

Daya mesin (P) merupakan daya nominal output dari motor penggerak, daya inilah yang ditransmisikan melalui poros dengan putaran tertentu. Tabel 4.1. Jenis-jenis Faktor Koreksi Berdasarkan Daya yang akan Ditransmisikan

Daya Yang Akan Ditransmisikan

fc

Daya rata-rata

1,2 – 2,0

Daya maximum

0,8 – 1,2

Daya Normal

1,0 – 1,5

Sumber: Sularso,Kiyokatsu Suga, “ Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin “

Untuk perancangan poros ini diambil daya maksimum sebagi daya rencana dengan faktor koreksi sebesar fc = 1,2. Harga ini diambil dengan pertimbangan bahwa daya yang direncanakan akan lebih besar dari daya maksimum sehingga poros yang akan direncanakan semakin aman terhadap kegagalan akibat momen puntir yang terlalu besar. Pd

= 1,2 . 22,753 kW = 27,3036 kW (daya rencana)

4.1.4. Pemilihan Bahan Pemilihan suatu bahan yang akan digunakan dapat ditentukan dengan menghitung momen puntir (momen torsi rencana) yang dialami poros. Momen puntir rencana adalah:

Mp = 9,74 . 105 .

Pd n

Mp = 9,74 . 105 x 27,3036 kW / 31,4 rpm = 846,933 kg.mm Dalam pemilihan bahan perlu diperhatikan beberapa hal seperti pada tabel berikut, dan kita dapat menyesuaikan dengan yang kita butuhkan.


Tabel 4.2. Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS)

Lambang

Perlakuan

Diameter

Panas

(mm)

Tarik (kg/mm2)

20

atau

Dilunakkan kurang 21 – 80 S35C-D Tanpa Dilunakkan

20

Kekerasan

Kekuatan

atau

kurang 21 – 80

HR C

HB

(HRB)

58 – 79

(84) – 23

-

53 – 69

(73) – 17

144 – 216

63 – 82

(87) – 25

-

58 – 72

(84) – 19

160 – 225

Sularso, “Dasar-dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradya Pramita, Jakarta 1994

Tabel 4.3. Batang baja karbon yang difinis dingin (Lanjutan) Lambang

Perlakuan Panas

S45C-D

Diameter

Kekerasan

2

(mm)

Dilunakkan 20

Kekuatan Tarik (kg/mm )

HRC (HRB)

HB

atau 65 – 86

(89) – 27

-

60 – 76

(85) – 22

166 – 238

12 – 30

-

(90) – 24

183 – 253

atau 72 – 93

14 – 31

-

67 – 83

10 – 26

188 – 260

19 – 34

-

16 – 30

213 – 285

kurang 21 – 80 Tanpa

20

atau 71 – 91

Dilunakkan kurang

66 – 81

21 – 80 S55C-D

Dilunakkan 20

kurang 21 – 80 Tidak

20

atau 80 – 101

Dilunakkan kurang

75 – 91

21- 80 Sularso, “Dasar-dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradya Pramita, Jakarta 1994

Dalam pemilihan bahan perlu diketahui tegangan izinnya, yang dapat dihitung dengan rumus:


τa 

b Sf1Sf2

τa = tegangan geser izin (kg/mm2)

dimana :

σb = kekuatan tarik bahan (kg/mm2) Sf1 = faktor keamanan yang tergantung pada jenis bahan, dimana untuk bahan SC besarnya : 6,0. Sf2 = faktor keamanan yang bergantung dari bentuk poros, dimana harganya berkisar antara 1,3 – 3,0. Untuk Sf2 diambil sebesar 3,0 maka tegangan geser izin bahan S55C-D (AISI 1045), maka tegangan geser izin adalah: 2

72 kg / mm   4 kg / mm 2

a

6 .3

4.1.5. Perencanaan Diameter Poros Perencanaan untuk diameter poros dapat diperoleh dari rumus:

dp =

dimana :

 5 ,1  . K t .C b . M p    a 

1/3

dp = diameter poros (mm) τa = tegangan geser izin (kg/mm2) Kt = faktor koreksi tumbukan, harganya berkisar 1,5 – 3,0 Cb = faktor koreksi untuk terjadinya kemungkinan terjadinya beban lentur, dalam perencanaan ini diambil 1,2-2,3 karena diperkirakan tidak akan terjadi beban lentur. Mp = momen puntir yang ditransmisikan (kg.mm)

Dalam hal ini faktor koreksi tumbukan pada range 1,5 – 3,0 diambil Kt = 2,8, supaya poros aman dari tumbukan. Dan dalam mekanisme ini beban lentur yang terjadi kemungkinan adalah kecil karena poros adalah relatif pendek, sehingga faktor koreksi untuk beban lentur Cb = 2, maka diameter poros dapat ditentukan sebagai berikut :

dp

 5 ,1 =  x 2 ,8 x 2 x 846,933  4

  

1/ 3


= 18,218 mm ≈ 19 mm Maka diameter poros yang diambil adalah 20 mm.

4.1.6. Pemeriksaan Kekuatan Poros Hasil diameter poros yang dirancang harus diuji kekuatannya. Pemeriksaan dapat dilakukan dengan memeriksa tegangan geser yang terjadi akibat tegangan puntir yang dialami poros. Jika tegangan geser lebih besar dari tegangan geser izin dari bahan tersebut, maka perancangan akan dikatakan gagal. Besar tegangan geser yang timbul pada poros adalah : τp dimana : τp

=

16 . Mp

 .d

3

= tegangan geser akibat momen puntir (kg/mm2)

Mp = momen puntir yang ditransmisikan (kg.mm) dp = diameter poros (mm)

Untuk momen puntir (Mp)= 846,933 kg.mm, dan diameter poros dp= 20 mm, maka perhitungan tegangan gesernya adalah sebagai berikut:

τP =

16 x 846,933

 . 20

3

= 0,53kg/mm2

Menurut hasil yang diperoleh dari perhitungan diatas, terlihat bahwa tegangan geser yang 2 terjadi adalah lebih kecil daripada tegangan geser yang diizinkan τ p  τ a (a 4kg/mm).

Dengan hasil ini maka dapat disimpulkan bahwa poros ini aman untuk digunakan pada roda cacing yang dirancang untuk memindahkan daya dan putaran yang telah ditentukan. Gaya tangensial poros dapat dihitung dari:  Mp  F=  d S   p f2 

dimana: F

= Gaya tangensial (kg)

Mp = Momen puntir (kg.mm)


dp

= Diameter poros (mm)

Sf2 = Faktor keamanan yang tergantung pada bentuk poros dimana berkisar

antara 1,3-

3,0. Kita ambil S f2 = 3, Maka:

= 127 kg Diperoleh gaya tangensial poros tersebut 127 kg.

4.2 Roda Gigi Cacing Berat (W) total dari conveyor adalah sebesar 1360 kg. factor koreksinya (fc) adalah 1,2, sehingga berat rencana (Wd) adalah : Wd

= fc . W = 1,2 x 1360 kg

Wd

= 1632 kg

Jumlah ulir (gigi) cacing, z1 = 1, karena cacing pada umumnya menggunakan 1-8 gigi. Jadi, diambil perbandingan ulir cacing adalah 1. Jumlah gigi roda cacing, z2 = 40 Sudut kisar, γ diambil berdasarkan kebutuhan.

Tabel 5.1 Faktor Sudut Kisar Ky

Sudut kisar

Ky

γ < 100

1 0

0

γ = 10 - 25

1,25

γ > 250

1,50

Sumber: Dasar Pemilihan dan Perancangan Elemen Mesin, Sularso & Kiyokatsu Suga, Hal. 280

γ yang diambil adalah sebesar 100, cacing dan porosnya merupakan satu kesatuan, maka modul aksialnya adalah,


ms

≈

ms

≈

ms

≈ 21,33 mm, cos 100 = 0,985 z

misalkan DP =

d

= 1,3, maka modul normal, mn =

= 19,54 mm.

ta=µmn/ cos 100 =62,02 mm, sehingga didapat modul normal, mn = 19,54 mm. ms

= mn / cos γ = 19,54 / 0,985 = 19,84 mm

Maka, untuk mencari diameter lingkaran jarak bagi cacing d1 adalah sebagai berikut. d1

= z1.mn / sin γ = 1 x 19,54 (mm) / 0,174 = 112,30 mm

Diameter lingkaran jarak bagi roda cacing, d2 dapat dicari dari : d2

= z2 . ms = 40 x 19,84 = 793,6 mm,

Jarak sumbu poros dapat diketahui dengan : a

= (d1 + d2)/2 = (112,30 + 793,6)/2 = 452,92 mm

Maka, tinggi kepala gigi cacing hk adalah dapat ditentukan dengan rumus : hk

= mn = 19,54 mm


Tinggi kaki gigi cacing diperoleh dari hubungan modus normal sehingga didapat : hf

= 1,157 mn = 1,157 x 19,54 = 22,61 mm

Kelonggaran puncaknya adalah C

= 0,157 mn = 0,157 x 19,54 = 3,067 mm

Tinggi gigi dapat dicari dari hubungan perkalian antara modus normal dengan 2,157. Sehingga diperoleh : H

= 2,157 mn = 2,157 x 19,54 = 42,147 mm

Diameter luar roda cacing adalah : dk1

= d1 + 2hk = 112,30 + 2 (19,54) = 151,38 mm

Diameter kaki roda cacing diperoleh dr1

= d1 – 2hf = 112,30 – 2 (22,61) = 67,08 mm

Diameter kepala roda cacing diperoleh : dt

= d2 + 2hk


= 793,6 + 2 (19,54) = 832,68 mm Diameter kaki roda cacing dr2

= d2 – 2hf = 793,6 - 2 (22,61) = 748,38 mm

Lebar sisi gigi roda cacing, b

= 0,577dk1

atau,

b

=2,38 (πmn/cos γ) + 6,35

= 0,577 x 151,38

=2,38 (π19,54/cos 10) + 6,35

= 87,35 mm

= 154,70 mm

Jika sudut yang dibentuk oleh lengkungan gigi roda cacing adalah υ = 90 0, maka lebar roda cacing dapat dipilih disekitar 87,35 mm – 154,70 mm. Maka, pemilihan lebar sisi gigi roda cacing adalah 125 mm. Jari-jari lengkungan puncak gigi roda cacing r1

= (d1/2) - hk = (112,30/2) – 19,54 = 36,61 mm

Diameter luar roda cacing, dk2

= dt + 2[(d1/2) – hk] (1 – cos υ) = 832,68 + 2[(112,30/2) – 19,54] (1- cos 900) = 905,9 mm

Maka, lebar sisi gigi efektif dapat diperoleh : be

= dk1 sin (υ/2) = 151,38 sin 45


= 107,04 mm Jadi, dari perhitungan didapat bahan rencana untuk poros cacing adalah SF50 dan bahan rencana untuk roda gigi cacing adalah FC19. σba = 5,5 kg/mm2 , maka dalam hal ini, z1 = 1 , z2 = 40 , mn = 19,54 mm Gigi cacing bersatu dengan poros dan bahan rencananya adalah SF50. Bahan untuk roda gigi cacing adalah FC19. Diperoleh bahwa dimensi rencana untuk roda gigi cacing adalah : d1 = 112,30 mm, d2 = 793,6 mm, b = 125 mm, υ = 900

4.3 Bantalan Bantalan adalah eleman mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak-baliknya dapat berlangsung dengan halus, aman dan tahan lama. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh system akan menurun atau tak dapat bekerja secara semestinya. 4.3.1. Klasifikasi Bantalan Bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros a. Bantalan luncur. Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas. b. Bantalan gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol bulat. 2. Atas dasar arah beban terhadap poros a. Bantalan radial. Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.


b. Bantalan gelinding. Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros. c. Bantalan gelinding khusus. Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros.

Bantalan yang akan digunakan adalah jenis bantalan gelinding atau yang biasa disebut bantalan bola radial alur dalam baris tunggal. Alasan pemilihan yang utama adalah karena koefisien gesekan yang sangat kecil dan juga didasarkan pada ketahanan bantalan dalam menerima beban aksial dan putaran tinggi. Langkah awal yang dilakukan dalam perencanaan bantalan adalah perhitungan terhadap beban dinamis yang merupakan penjumlahan beban radial dan beban aksial . Jenis bantalan yang dipilih.

4.3.2. Perencanaan Bantalan Poros Pembebanan total pada poros dapat dilihat seperti pada Gambar 6.2

Gambar 6.2 Pembebanan total pada poros 1. Kekuatan bantalan Sebelumnya tentukan dulu momen (T) yang akan ditransmisikan.


T = 9,74. 105 x Dimana dalam hal ini, PM adalah putaran motor yang telah ditentukan, yakni sebesar 22,753 kW, i merupakan perbandingan gigi, yakni sebesar 40 : 1, maka, i = 40, dan n D adalah putaran drum sebesar 31.4 rpm, sehingga T diperoleh,

T = 9,74. 105 x = 17,6. 103 kg.mm

m0 

π 4

(d o

2

2

 d 1 ) .b .ρ

Dimana : mo = massa roda gigi. do = Diameter jarak bagi (mm) d1 = Diameter poros utama (mm) Gbr: 5.1. Bantalan

b

= lebar roda gigi (mm)

 = massa jenis roda gigi (7,65x10-6 Kg/mm3).

Maka mo=

471 kg.

Tabel 6.1 Faktor-faktor V, X, Y dan X0,Y0 5

C0/Fa X

1

Y

0

Fa/VFr ≤ e

Fa/VFr > e X

0,56

10

15

20

25


1,26 1,49 1,64 1,76 1,85

Y

0,35 0,29 0,27 0,25 0,24

E

Sumber: Dasar Pemilihan dan Perancangan Elemen Mesin, Sularso & Kiyokatsu Suga, Hal. 212

1. Perhitungan Faktor Umur Bantalan Faktor umur bantalan (fh) dicari dengan persamaan 1

 L 3 fh   H   500 

dimana : Lh = umur nominal bantalan. Direncanakan pemakaian sebentar-sebentar. Dari Lamp. 6 dipilih Lh = 7500 jam 1

 7500  3 maka: f h    = 2,47  500 

2. Perhitungan Faktor putaran Faktor putaran (fn) dicari dengan rumus 1

 33,3  3 fn     n 

; dimana : n = putaran mesin (1250 rpm)

fn = 0,3

3. Pemilihan Bantalan Dari hasil yang diperoleh diatas, maka kapasitas nominal bantalan dapat dihitung dengan persamaan

C = P . [fh / fn]

= 117.80 kg [2.47/0.3]


= 969.89 kg Dari hasil perhitungan diatas, maka nomor bantalan yang dipilih adalah 6007, dengan data-data sebagai berikut d = 35 mm,

D = 62 mm,

B = 14 mm,

r = 1,5 mm


BAB V KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari tulisan tugas perancangan roda gigi ini adalah sebagai berikut: 1.

Perancangan roda gigi yang tepat perlu memperhatikan bahan yang akan digunakan, dalam perancangan ini bahan-bahan yg digunakan adalah: a. Bahan untuk roda gigi cacing yang digunakan adalah baja FC 19 (σba=5,5kg/mm2). b. Bahan untuk poros roda gigi cacing digunakan baja S55C-D (a 4kg/mm) 2

c. Bahan untuk poros cacing digunakan baja SF50 (  b  5 0 kg / m m 2 ) 2.

Bantalan yang dipilih adalah bantalan dengan nomor 6007.

3.

Daya output (Po) lebih kecil dibandingkan dengan daya motor rencana, hal ini disebabkan pemilihan faktor


DAFTAR PUSTAKA

Enerka Dunlop, Conveyor Belt Technique Design and Calculation, Preston, Lancashire United Kingdom, 1994 James Mangroves, Gere, Stephen P. Timoshenko, dan Hans J. Wospakrik (penerjemah), Mekanika Bahan, Edisi Kedua, Versi SI, Jilid 1, Erlangga, Jakarta, 1996. Joseph E. Shigley, Larry D. Mitchell, dan Gandhi Harahap (penerjemah) , Perencanaan Teknik Mesin, Edisi Keempat, Jilid 1, Erlangga, Jakarta, 1991 Joseph E. Shigley, Larry D. Mitchell, dan Gandhi Harahap (penerjemah) , Perencanaan Teknik Mesin, Edisi Keempat, Jilid 2, Erlangga, Jakarta, 1991 Robert L. Norton, Machine Design: An Integrated Approach, Prentice Hall, New Jersey, 1996 Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramita, Jakarta, 1994


Tugas Rancang Roda Gigi Belt Conveyer

Recommend Documents