BAB II TUJUAN PUSTAKA 2.1 MESIN CRUSHER …eprints.umm.ac.id/41050/3/BAB II.pdfSelain itu, mesin...
Transcript of BAB II TUJUAN PUSTAKA 2.1 MESIN CRUSHER …eprints.umm.ac.id/41050/3/BAB II.pdfSelain itu, mesin...
5
BAB II
TUJUAN PUSTAKA
2.1 MESIN CRUSHER LIMBAH KAYU
Mesin crusher limbah kayu adalah suatu alat yang digunakan untuk
menghacurkan sisa-sisa limbah potongan kayu yang masih berupa potongan-
potongan kasar yang sudah tidak digunakan lagi, mesin crusher limbah kayu ini
digunakan untuk menghancurkan limbah sisa-sisa potongan kayu tersebut menjadi
serpihan-serpihan serbuk kayu untuk bahan dasar particle board. Selain itu, mesin
crusher limbah kayu ini sangat membantu bagi mereka yang menjalankan bisnis
daur ulang kayu.
Mesin crusher limbah kayu ini dapat menggunakan 3 jenis motor, yaitu
motor listrik, bensin dan solar. Cara kerja mesin crusher limbah kayu ini simpel
dan sederhana, dalam mesin crusher limbah kayu ini terdapat sebuah disk atau
piringan yang menjadi tempat menempelnya pisau. Mesin ini menggunakan 4 buah
pisau dan pisau-pisau ini yang nantinya akan menghancurkan potongan limbah
kayu yang dimasukan kedalam hoper, setelah limbah kayu sudah menjadi serpihan
maka akan langsung jatuh kebawah tanpa melalui tahap apapun.
2.2 CARA KERJA MESIN CRUSHER LIMBAH KAYU
Dalam proses rancang bangun mesin crusher limbah kayu ini menggunakan
motor bensin. Dengan adanya daya yang dikeluarkan oleh motor penggerak itulah
yang akan memutar piringan pisau melalui puli 1 dan ditransmisikan menggunakan
v-belt ke puli 2. Kemudian, jika mesin crusher sudah menyala, maka piringan pisau
6
akan berputar dan dimulailah pencacahan limbah kayu tersebut. Proses detailnya
adalah dengan cara memasukan limbah kayu kedalam hoper, setelah limbah kayu
dimasukan kedalam hoper maka disitulah pisau akan mencacahnya dan hasil
pencacahan akan keluar melalui lubang buang dalam bentuk serpihan-serpihan
kecil. (Mesinsakti.blogspot.co.id)
2.3 KOMPONEN UTAMA MESIN CRUSHER LIMBAH KAYU
2.3.1 Rangka
Rangka berfungsi untuk menjadi dudukan atau penompang mesin,
maka dari itu pemilihan jenis material rangka sangat diperlukan agar
dapat menompang mesin dengan sempurna.
Bahan rangka atau kontruksi menggunakan perpaduan antara UNP
dan besi profil-U, besar kecilnya bahan rangka mengikuti kapasitas
mesin semakin besar ukuran kapasitas mesin semakain besar pula bahan
rangka yang digunakan, begitu juga dengan sebaliknya.
Gambar 2.1 Bentuk Rangka
7
2.3.2 Motor Bensin
Motor bensin merupakan suatu alat yang berfungsi sebagai sumber
penggerak yang menghasilkan putaran, dimana bahan bakar bensin
diubah menjadi energi kinetik.
Gambar 2.2 : Motor Penggerak
Untuk menghitung daya motor terlebih dahulu mendefinisikan daya
yaitu:
Daya = 𝑢𝑠𝑎ℎ𝑎 𝑘𝑒𝑟𝑗𝑎
𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢
Daya motor (P) dihitung dengan :
P = T + ω atau P = T . 2.𝜋.𝑛
60 (R.S.Khurmi, 1980: 2)
8
Dimana :
P = Daya yang diperlukan (kW)
T = Torsi (N.m)
ω = Kecepatan sudut (rad/s)
n = Putaran motor (rpm)
2.3.3 Sabuk Dan Puli
Belt atau sabuk digunakan untuk meneruskan tenaga dari satu poros
ke poros yang lain melalui puli yang berputar pada putaran yang sama
atau pada putaran yang berbeda.
Menurut Sularso dan Kiyokatsu suga, 1991, transmisi dengan
elemen yang luas dapat di golongkan atas transmisi belt, transmisi belt
dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu :
1. Flat belt, sering dipasang pada puli silinder dan meneruskan
momen antara dua poros yang jaraknya mencapai 10 meter
dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1.
2. V belt, sering dipasang pada puli dengan alur dan meneruskan
momen antara dua poros yang jaraknya dapat mencapai 5 meter
degan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 7/1.
3. Belt dengan gigi, yang digunakan dengan sprocket dengan jarak
pusat mencapai 2 meter, dan meneruskan putaran secara tepat
dengan perbandingan putaran antara 1/1 sampai 6/1.
9
Dari ketiga jenis transmisi belt diatas pada rancang bangun ini di
gunakan transmisi V belt karena rasio kecepatannya besar, pemakaiannya
lebih lama, mudah memasang dan melepaskannya, tidak berisik, dan belt
ini paling baik pada kecepatan putar antara 1500-1600 rpm.
Gambar 2.3 : Konstruksi Sabuk – V dan Ukuran Penampang Sabuk - V
(Sumber : Sularso dan Kiyokatsu Suga : 2002,164)
Ada beberapa kelemahan dan kelebihan sabuk V (V belt)
• Kelebihan V-Belt
1. V-belt lebih kompak
2. Slip lebih kecil dibanding flat belt
3. Oprasi lebih tenang
4. Mampu meredam kejutan saat start
5. Putaran poros dapat berputar secara dua arah
10
• Kekurangan V-Belt
1. Tidak dapat digunakan untuk jarak poros yang panjang
2. Umur lebih pendek
3. Kontruksi puli lebih kompleks dibanding puli untik flat
belt
Perhitungan yang digunakan untuk sabuk - V dan puli antara lain :
a. Daya sabuk – V dapat menggunakan persamaan (Pd) :
Pd = P. fc (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:7)
Dimana :
Pd = Daya yang direncanakan (kW)
P = Daya yang diperlukan (kW)
fc = Faktor koreksi
b. Momen sabuk – V dapat menggunakan persamaan (T) :
T = 9,74 x 105𝑃𝑑
𝑛1 (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:166)
Dimana :
T = Momen puntir / torsi (kg.mm)
Pd = Daya yang direncanakan (kW)
n1 = Kecepatan putaran pada poros (rpm)
11
c. Diameter Puli dapat menggunakan persamaan :
𝑁1
𝑁2 =
𝐷𝑝
𝑑𝑝 (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:166)
Dimana :
N1 = Putaran poros penggerak (rpm)
N2 = Putaran poros yang digerakkan (rpm)
dp = Diameter puli penggerak (mm)
Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)
d. Kecepatan sabuk dapat menggunakan persamaan :
V = 𝜋.𝑑𝑝.𝑛𝑝
60x1000 (Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:170)
Dimana :
dp = Diameter puli penggerak (mm)
Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)
np = Putaran motor (rpm)
V = Kecepatan sabuk (m/s)
e. Panjang Keliling sabuk – V dapat meggunakan persamaan (L) :
L = 2C + 𝜋
2( dp + Dp) +
1
4𝐶(Dp – dp)
2
(Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:107)
12
Dimana :
dp = Diameter puli penggerak (mm)
Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)
L = Panjang keliling sabuk (mm)
C = Jarak sumbu poros (mm)
f. Jarak sumbu poros puli penggerak dapat menggunakan
persamaan (C) :
b = (2 x L) – 3,14(dp + Dp)
C = 𝑏+ √𝑏2−8(𝐷𝑝+𝑑𝑝)2
8 (Sularso dan Kiyokatsu
Suga,2002:17)
Dimana :
dp = diameter puli penggerak (mm)
Dp = diameter puli yang digerakkan (mm)
L = Panjang keliling sabuk (mm)
C = Jarak sumbu poros (mm)
13
g. Sudut kontak pada puli penggerak dapat menggunakan
persamaan (θ) :
b = 1800 - 57(𝐷𝑝−𝑑𝑝)
𝐶
Faktor koreksi (Kθ) = 0,99
(Sularso dan Kiyokatsu Suga,2002:173)
Dimana :
dp = Diameter puli penggerak (mm)
Dp = Diameter puli yang digerakkan (mm)
L = Panjang keliling sabuk (mm)
C = Jarak sumbu poros (mm)
𝜃 = Sudut kontak
2.3.4 Bantalan Atau Bearing
Bantalan adalah elemen mesin yang mampu menumpu poros beban
sehingga putaran atau gesekan bolak-baliknya dapat berlangsung secara
halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk
memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.
Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem
akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya.
Menurut Sularso dan kiyokatsu suga, 1991, bantalan dapat
diklasifikasikan sebai berikut :
14
1. Bantalan luncur, pada bantalan luncur ini terjadi gesekan luncur
antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh
permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas.
2. 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.
Berdasarkan uraian diatas, pada rancang bangun ini menggunakan bantalan
luncur.
• Bantalan Luncur
Gambar 2.4 : Macam – Macam Bantalan Luncur
Sumber : Sularso, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin hal. 104
Menurut Sularso dan Kiyokatsu suga, 1991, bahan untuk bantalan
harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Mempunai kekuatan yang cukup (tahan beban dan
kelemahan)
15
2. Dapat menyesuaikan diti terhadap lenturan poros yang tidak
terlalu besar atau terhadap perubahan bentuk yang kecil.
3. Mempunyai sifat anti las (tidak dapat menempel) terhadap
poros jika terjadi kontak dan gesekan antara logam dan
logam.
4. Sangat tahan karat.
5. Cukup tahan aus.
6. Dapat membenamkan partikel kecil dari abu, pasir, tanpa
meninggalkan bekas.
7. Biaya tidak terlalu besar.
8. Tidak terlalu terpengaruh oleh temperatur.
2.3.5 Pisau
Pisau crusher ini suatu komponen yang memiliki disen yang khusus
untuk mencacah atau menghancurkan, maka dari itu perlu
dipertimbangkan selain ketajamannya juga harus dipertimbangkan
keuletannya. Pada rancang bangun ini pisau akan menggunankan
material baja khusus yang jenisnya HSS, selain ulet akan tetapi masih
mempunya tingkat ketajaman untuk mencacah.
Gambar 2.5 Pisau Pencacah
16
2.3.6 Menentukan Daya Motor
Pada mesin penghancur limbah kayu ini menggunakan sistem
potong. Dalam menentukan daya motor mesin penghancur ini dapat
dihitung berdasarkan diameter lintasan potong penghancur. Gaya potong
yang dapat menghancurkan material kayu, momen potong dan putaran
penggiling. Gaya yang digunakan untuk memotong kayu dapat dihitung
dengan persamaan berikut.
a. Gaya Potong pada kayu dapat menggunakan persamaan (Fp):
Fp = σa . Ap (kg)
Dimana : σa = Tegangan Geser (kg/mm2)
Ap = Luas Penampang Pisau (mm2)
b. Kecepatan Makan pada mesin penghancur kayu dapat menggunakan
persamaan (Vs):
Vf = 𝑍.1000
𝑎.𝑊𝑏 (cm3/menit) (Taufiq Rochim,1985:21)
Dimana :
a = Celah antar pisau (mm)
Wb = Panjang Pisau Potong (mm)
17
e. Momen yang terjadi pada mesin penghancur kayu (T)
T = Fp x r (kg.m) (Sularso,1991:45)
Dimana :
T = Momen yang terjadi (kg)
Fp = Gaya Potong yang Terjadi (kg)
r = Jari – jari Lintasan potong (mm)
c. Daya Motor yang dibutuhkan pada mesin penghancur kayu (P):
P = T x ω (Kw) (Sularso,1991:49)
Dimana :
P = Daya yang Dibutuhkan (Kw)
T = Momen yang Terjadi (kg)
ω = Kecepatan Sudut = 2𝜋𝑛
60 (rad/detik)
n = Putaran (rpm)