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 Keterangan

Roda gigi dengan

poros sejajar

Roda gigi lurus (a) (Klasifikasi atas dasar

bentuk alur gigi) Roda gigi miring (b)

Roda gigi miring ganda (c)

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 dengan poros

berpotongan berbentuk

istimewa)

Roda gigi dengan

poros silang

Roda gigi miring silang (i)

Kontak titik

Batang gigi miring silang Gerakan lurus dan berputar

Roda gigi cacing silindris (j)

Roda gigi cacing selubung

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.


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.

(l) Roda gigi hipoid


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 )+6,35

12. Lebar sisi gigi efektif,

13. Jari-jari lengkungan puncak gigi roda cacing,

14. Diameter luar roda cacing,


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 amaks

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

Medium-lumped

Small-lumped

Granular

Powdered

Over 160

60-160

10-60

0,5-10

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

angle of

incline

(β),0

Material Maximum

angle of

incline

(β),0

Coal briquetted

Gravel, washed and sized

12

12

Sand, dry

Sand, clamp

18

27


Grain

Foundry sand, shaken out(burnt)

Foundry sand, damp (ready)

Crushed stone, unsized

Coke, sized

Coke unsized

Sawdust, fresh

Lime, powdered

18

24

26

18

17

18

27

23

Ore, large-lumped

Ore, crushed

Anthracite, pebbles

Coal, run of mine

Coal, sized, small

Cement

Slag, anthraciote,

damp

18

25

17

18

22

20

22

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 18o.

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

400

500

650

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

3-4

3-5

3-6

3-7

4-8

5-10

6-12

7-12

8-12

8-12

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

slide δ1

Return

slide, δ2

Granular and powdered, non

abrasive

Section 1.01 Bulk load

Grain, col dust

15

1.0


Fing-grained and small

Lumped, abrasive, medium and

heavy weight (a’<60 mm, γ<2

tons/m3)

Medium-lumped, slightly, abrasive,

medium and heavy weight (a’<160

mm, γ < 2 tons/m3)

Ditto, abrasive

Large-lumped, abrasive, heavy

weight (a’<160 mm, γ < 2 tons/m3)

Light load in paper and clocth

packing

Load in soft containers

Load in soft containers weighin up to

15 kg

Ditto weighin over 15 kg

Untared loads

Sand, foundry sand,

cement, crushed stone,

coke

Coal, peat briquettes

Gravel, clinker, stone,

ore, rock salt

Manganese ore, brown

iron ore

Section 1.02 Unit

loads

Parcels, packages,

books

Bag, bales, packs

Boxes, barrels, baskets

Boxes, barrels, baskets

Machine parts,

ceramic articles,

building elements

1.5 to 3.0

3.0

4.5

6.0

1.0

1.5 to 3.0

1.5 to 3.0

1.5 to 4.5

1.5 to 6.0

1.0

1.0

1.5

1.5

1.0

1.0

1.0

1.0 to 1.5

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

of load, ton

per cu m

Spacing 1 for belt width B, mm

400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 to

2000

γ < 1

γ = 1 to 2

γ > 2

1500

1400

1300

1500

1400

1300

1400

1300

1200

1400

1300

1200

1300

1200

1100

1300

1200

1100

1200

1100

1000

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/m

3

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 .

n

Pd

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

Panas

Diameter

(mm)

Kekuatan

Tarik

(kg/mm2)

Kekerasan

HRC

(HRB) HB

S35C-D

Dilunakkan

20 atau

kurang

21 – 80

58 – 79

53 – 69

(84) – 23

(73) – 17

-

144 – 216

Tanpa

Dilunakkan

20 atau

kurang

21 – 80

63 – 82

58 – 72

(87) – 25

(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

Diameter

(mm)

Kekuatan Tarik

(kg/mm2)

Kekerasan

HRC (HRB) HB

S45C-D Dilunakkan 20 atau

kurang

21 – 80

65 – 86

60 – 76

(89) – 27

(85) – 22

-

166 – 238

Tanpa

Dilunakkan

20 atau

kurang

21 – 80

71 – 91

66 – 81

12 – 30

(90) – 24

-

183 – 253

S55C-D Dilunakkan 20 atau

kurang

21 – 80

72 – 93

67 – 83

14 – 31

10 – 26

-

188 – 260

Tidak

Dilunakkan

20 atau

kurang

21- 80

80 – 101

75 – 91

19 – 34

16 – 30

-

213 – 285

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

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

rumus:


b

a

f1 f2

τS S

dimana : τa = tegangan geser izin (kg/mm2)

σb = kekuatan tarik bahan (kg/mm2)

Sf1 = faktor keamanan yang tergantung pada jenis bahan, dimana untuk bahan S-

C 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

2

/43.6

/72mmkg

mmkga

4.1.5. Perencanaan Diameter Poros

Perencanaan untuk diameter poros dapat diperoleh dari rumus:

dp =

3/1

...1,5

pbt

a

MCK

dimana : 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 =

3/1

846,93328,24

1,5

xxx


= 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 = 3.

.16

d

Mp

dimana : τp = 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 = = 0,53kg/mm2

Menurut hasil yang diperoleh dari perhitungan diatas, terlihat bahwa tegangan geser yang

terjadi adalah lebih kecil daripada tegangan geser yang diizinkan p aτ τ (

2/4 mmkg

a ).

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:

p

p f2

MF=

d S

dimana:

F = Gaya tangensial (kg)

Mp = Momen puntir (kg.mm)

320.

846,93316

x


dp = Diameter poros (mm)

Sf2 = Faktor keamanan yang tergantung pada bentuk poros dimana berkisar antara 1,3-

3,0.

Kita ambil Sf2 = 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

γ = 100 - 25

0 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

misalkan DP = d

z= 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 = 900, 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 nD adalah putaran

drum sebesar 31.4 rpm, sehingga T diperoleh,

T = 9,74. 105 x

= 17,6. 103 kg.mm

ρ..)d(d

4

π m

2

1

2

o0b

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

C0/Fa 5 10 15 20 25

Fa/VFr ≤ e

X 1

Y 0

Fa/VFr > e X 0,56


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

1. Perhitungan Faktor Umur Bantalan

Faktor umur bantalan (fh) dicari dengan persamaan

3

1

H

h500

Lf

dimana : Lh = umur nominal bantalan. Direncanakan pemakaian sebentar-sebentar. Dari

Lamp. 6 dipilih Lh = 7500 jam

maka: 3

1

h500

7500f

= 2,47

2. Perhitungan Faktor putaran

Faktor putaran (fn) dicari dengan rumus

3

1

nn

33,3f

; 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]

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

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


= 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 (2

/4 mmkga )

c. Bahan untuk poros cacing digunakan baja SF50 ( 250 /

bkg m m )

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

Documents

Transcript of Tugas Rancang Roda Gigi Belt Conveyer