Sabuk Dan Puli.docx

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KARAKTERISTIK TRANSMISI OTOMATIS SABUK-PULI DENGAN VARIASI BEBAN

TUGAS AKHIR Untuk memenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat Sarjana Teknik di Teknik Mesin

Oleh:

FX DAMAR PRISTADI 045214045

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2011 i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI CHARACTERISTIC of AUTOMATIC TRANSMISSION of THE BELT-PULLEY WITH LOAD VARIATION

FINAL PROJECT Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical of Engineering

By:

FX DAMAR PRISTADI 045214045

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAMME SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2011 ii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

iii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

iv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

v

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

vi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI INTISARI

Saat ini hampir semua negara mulai mengembangkan energi terbarukan, salah satunya adalah energi angin. Kincir angin merupakan alat untuk mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi listrik melalui suatu unit transmisi yang dikopel dengan generator, menggunakan prinsip konversi energi. Unit transmisi yang digunakan adalah transmisi jenis sabuk-puli yang dalam perubahan ratio transmisinya dapat berubah secara otomatis sesuai beban yang diinginkan. Hal ini bertujuan agar perubahan ratio dapat sesuai dengan beban yang digunakan. Pembuatan transmisi ini dengan bahan puli yang terbuat dari aluminium. Dalam pengujiannya menggunakan variasi tanpa beban, 8 watt, 16 watt, 32 watt, 40 watt, 48 watt, 56 watt. Pengujian transmisi dilakukan dengan cara memasang transmisi pada motor listrik yang kecepatan putarannya dapat diatur oleh inverter dan kemudian dihubungkan pada kegenerator yang telah dihubungkan dengan beban yang berupa lampu, dengan variasi pembebanan 0-56 watt yang ditambahkan secara bertahap dengan kelipatan 8 watt. Hasil dari penelitian transmisi didapatkan efisiensi tertinggi adalah 7,138 % didapatkan pada variasi putaran pertama dengan putaran input sebesar 529,625 rpm.

vii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini adalah sebagai persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini karena adanya bantuan, dukungan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2.

Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

3.

Bapak Wibowo Kusbandono, S.T., M.T., Dosen Pembimbing Akademik Universitas Sanata Dharma.

4.

Bapak Ir. YB. Lukiyanto, M.T., Dosen Pembimbing Tugas Akhir Universitas Sanata Dharma.

5.

Segenap Dosen di Jurusan Teknik Mesin, yang telah membimbing penulis selama perkuliahan di Universitas Sanata Dharma.

6.

Kepala Laboratorium dan Laboran Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.

7.

Semua rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin, angkatan 2004 khususnya. viii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8.

Serta semua pihak yang telah membantu atas terselesainya Tugas Akhir ini yang tidak mungkin disebutkan satu persatu. Penulis menyadari dalam pembahasan masalah ini masih jauh dari sempurna,

maka penulis terbuka untuk menerima kritik dan saran yang membangun. Semoga naskah ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Jika ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis minta maaf yang sebesar-besarnya, terima kasih.

Yogyakarta, 24 Januari 2011

Penulis

ix

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR ISI Halaman Judul Title Page

............................................................................................... (i)

........................................................................................................... (ii)

Persetujuan ........................................................................................................... (iii) Pengesahan ........................................................................................................... (iv) Pernyataan

..............................................................................

......................(v)

Persetujuan .................................................................................................. Intisari

........................................................................................................... (vii)

Kata Pengantar Daftar Isi

(vi)

............................................................................................... (viii)

........................................................................................................... (x)

Daftar Gambar

............................................................................................... (xiv)

Daftar Tabel ........................................................................................................... (xvi)

BAB I

PENDAHULUAN

.......................................................................

(1)

1.1.

Latar Belakang Masalah

1.2.

Rumusan Masalah

.......................................................................

(2)

1.3.

Tujuan Penelitian

.......................................................................

(2)

1.4.

Batasan Masalah

.......................................................................

(2)

1.5.

Manfaat Perancangan ....................................................................... (2)

BAB II 2.1.

........................................................... (1)

DASAR TEORI

.......................................................................

(4)

Landasan Teori

.......................................................................

(4)

2.1.1. Keuntungan Transmisi Rantai ........................................................... (5)

x

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2.1.2. Kerugian Transmisi Rantai

........................................................... (5)

2.1.3. Keuntungan Sistem Transmisi Sabuk-Puli

................................... (6)

2.1.4. Kerugian Sistem Transmisi Sabuk-Puli

................................... (6)

2.2.

Jenis Sabuk dan Material Sabuk

2.2.1. Sabuk Rata

............................................... (7)

................................................................................... (7)

2.2.1.1.

Sabuk Rata dari Kulit

2.2.1.2.

Sabuk Rata dari Rajutan dan Tekstil

2.2.1.3.

Sabuk Plastik dan Sabuk Berlapis Majemuk

2.2.2. Sabuk-V

........................................................... (7) ................................... (9) ....................... (10)

................................................................................... (11)

2.2.2.1.

Sabuk-V Standart ....................................................................... (12)

2.2.2.2.

Sabuk-V Sempit ....................................................................... (12)

2.2.2.3.

Sabuk-V Gigi

....................................................................... (13) 2.3.

Tinjauan Pustaka 2.4.

....................................................................... (14)

Perancangan Transmisi Sabuk-V

2.4.1. Transmisi Sabuk-V

............................................... (15)

....................................................................... (15)

2.4.2. Poros ............................................................................................... (18) 2.4.3. Bandul ............................................................................................... (24) 2.4.4. Pegas ............................................................................................... (24) 2.5.

Daya Listrik

................................................................................... (26)

2.5.1. Daya Listrik DC

....................................................................... (26)

2.5.2. Daya Listrik AC

....................................................................... (27)

xi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB III

METODE PENELITIAN

........................................................... (28)

3.1.

Diagram Alir Penelitian

........................................................... (28)

3.2.

Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (29)

3.3.

Peralatan Pengujian

3.4.

Variabel yang Divariasikan

3.5.

Variabel yang Diukur ....................................................................... (38)

3.6.

Diagram Alir Langkah Pengujian

3.7.

Langkah-langkah Pengujian ........................................................... (39)

3.8.

Data Hasil Pengujian ....................................................................... (40)

BAB IV 4.1.

.......................................................................

PERHITUNGAN DATA

(35)

........................................................... (37)

............................................... (38)

........................................................... (43)

Pengolahan dan Perhitungan Data

............................................... (43)

4.1.1. Perhitungan Daya Input Transmisi Sabuk-puli

....................... (43)

4.1.2. Perhitungan Kekuatan Bahan dalam Perancangan Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (44) 4.1.3. Perhitungan Faktor-Faktor yang Terdapat dalam Transmisi Sabuk-Puli ....................................................................... (45) 4.1.4. Grafik Hasil Perhitungan 4.2.

BAB V

Pembahasan

........................................................... (47)

................................................................................... (51)

KESIMPULAN DAN SARAN

............................................... (53)

5.1.

Kesimpulan

................................................................................... (53)

5.2.

Saran ............................................................................................... (53)

xii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR PUSTAKA

................................................................................... (55)

LAMPIRAN

xiii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli

............................................... (4)

Gambar 2.2 Ukuran Penampang Sabuk-V

........................................................... (11)

Gambar 2.3 Diagram Pemilihan Sabuk-V

........................................................... (12)

Gambar 2.4 Perhitungan Sabuk-V

.......................................................................

(17)

Gambar 2.5 Rangkaian Bandul

.......................................................................

(24)

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ....................................................................... (28) Gambar 3.2 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli

............................................... (29)

Gambar 3.3 Setengah Puli untuk Transmisi Sabuk-V

................................... (30)

Gambar 3.4 Generator............................................................................................... (31) Gambar 3.5 Rangkaian Bandul

.......................................................................

(32)

Gambar 3.6 Sabuk-V Standart

.......................................................................

(32)

Gambar 3.7 Rangkaian Poros Penggerak (kiri), Rangkaian Poros Digerakkan (kanan) Gambar 3.8 Pegas Tekan

............................................... (33)

................................................................................... (33)

Gambar 3.9 Bantalan ............................................................................................... (34) Gambar 3.10 Rangkaian Listrik dan Multimeter Digital ................................... (35) Gambar 3.11 Pengambilan Data Kecepatan (rpm) dengan Tachometer ........... (35) Gambar 3.12 Pengambilan Data Arus Listrik dengan Multimeter Gambar 3.13 Inventer Dilihat dari Depan dan Belakang

....................... (36)

................................. (36)

Gambar 3.14 Diagram Alir Pengujian dan Pengambilan Data

....................... (38)

Gambar 3.15 Diagram Alir Rangkaian Transmisi dengan Alat Ukur ........... (39) xiv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar 4.1 Grafik Hubungan Kecepatan Putaran Input dan Ratio Transmisi ........ (47) Gambar 4.2 Grafik Hubungan Ratio dan Slip pada Transmisi

....................... (48)

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Slip Yang Terjadi Pada Transmisi ............................................................................................... (49) Gambar 4.4 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Daya Output pada Poros Digerakkan

................................................................................... (50)

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Putaran Motor Listrik dan Efisiensi Transmisi ........ (51)

xv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pengerjaan dari kulit untuk sabuk ........................................................... (7) Tabel 2.2 Penggunaan lapisan dalam sabuk ........................................................... (8) Tabel 2.3 Pengerjaan lain dari kulit untuk sabuk

............................................... (8)

Tabel 2.4 Pemilihan Rasio (i) ................................................................................... (15) Tabel 4.1. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Tanpa Beban

........... (40)

Tabel 4.2. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 8 Watt

........... (40)

Tabel 4.3. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 16 Watt

........... (41)

Tabel 4.4. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 24 Watt

........... (41)

Tabel 4.5. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 32 Watt

........... (41)

Tabel 4.6. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 40 Watt

........... (41)

Tabel 4.7. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 48 Watt

........... (41)

Tabel 4.8. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 56 Watt

........... (42)

Tabel 4.9. Data Hasil Perhitungan Menggunakan Program Microsoft Exel ........... (56)

xvi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Masalah Telah kita ketahui bahwa negara Indonesia adalah negara kepulauan yang terdiri

dari beragam suku bangsa, yaitu dari sabang sampai merouke. Dimana masyarakat Indonesia masih banyak dari mereka yang tempat tinggalnya di daerah terpencil yang sulit terjangkau dari energi listrik. Tidak hanya itu saja kelangkaan bahan bakar migas juga mempengaruhi dalam penyediaan energi listrik. Padahal kita ketahui manfaat dari energi listrik itu sangatlah banyak khususnya untuk penerangan. Untuk itu kita sebagai generasi muda dituntut untuk dapat menciptakan inovasiinovasi dengan penggunaan energi terbarukan yang dapat membantu ataupun mempermudah orang lain dalam mendapatkan energi listrik. Salah satu energi yang dapat dimanfaatkan adalah energi angin yang memiliki sifat kecepatan berubah-ubah. Untuk itu perlulah sebuah alat, menggunakan prinsip konversi energi dari energi mekanik menjadi energi listrik yaitu kincir angin yang dihubungkan dengan generator listrik. Untuk itu dalam meneruskan daya yang dihasilkan oleh poros kincir angin diperlukan sebuah unit transmisi yang dapat secara otomatis menyesuaikan kecepatan angin yang berubah-ubah. Peran transmisi untuk memindahkan tenaga dari poros satu ke poros lainnya yang membuat inovasi demi inovasi bermunculan. Transmisi dibuat untuk menaikkan atau menurunkan putaran yang diberikan dari penggerak entah itu dari segi alam (angin, air) atau digerakkan oleh motor listrik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

2

Dari uraian diatas maka akan dibahas tentang transmisi sabuk dan puli pada kincir angin.

1.2.

Rumusan Masalah Penggunaan transmisi otomatis sabuk-puli pada kincir angin, belum diketahui

berapa persen nilai efisiensinya.

1.3. a.

Tujuan Penelitian Merancang, menggambar dan membuat transmisi sabuk-puli yang dapat menghasilkan output bervariasi dengan input konstan.

b.

Mengetahui unjuk kerja

(daya input, daya output, ratio, slip, dan efisiensi)

transmisi otomatis sabuk-puli.

1.4.

Batasan Masalah Dalam penyelesaian tugas akhir ini membatasi masalah tentang perancangan,

pembuatan serta pengujian transmisi. Perancangan transmisi meliputi perancangan sabuk-V, poros, bandul, pegas serta pengujian unit transmisi sabuk-puli dengan input konstan. Saat penelitian tidak dimungkinkan pembuatan kincir dalam skala besar, sehingga memanfaatkan motor listrik 3 phase type YY7124, daya ½ Hp. Output bervariasi dengan beban lampu (tanpa beban, 8 Watt, 16 Watt, 32 Watt, 40 Watt, 48 Watt, 56 Watt).

1.5. a.

Manfaat Penelitian Menambah kepustakaan teknologi kincir angin dengan transmisi sabuk-puli.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI b.

3

Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat teknologi kincir angin yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

4

BAB II DASAR TEORI

2.1.

Landasan Teori Transmisi merupakan sistem dari suatu alat yang berfungsi untuk menggerakkan

suatu alat sehingga alat tersebut dapat bekerja.

Gambar 2.1 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli.

Dengan sistem transmisi sabuk dan puli, dalam memindahkan tenaga akan lebih cepat. Di karenakan transmisi sabuk dan puli merupakan salah satu sistem pemindah tenaga otomatis. Tenaga ditransmisikan dari poros yang satu ke poros yang lain melalui sebuah sabuk (belt) yang melingkar/melilit pada puli yang terpasang pada poros-poros tersebut. Kemampuan transmisi dari sistem ini sangat ditentukan oleh karakter gesekan antara sabuk dan permukaan puli. Oleh sebab itu, besarnya gaya tegangan dalam sabuk

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

5

(yang mengakibatkan terjadinya tegangan tarik) menentukan besarnya momen puntir yang dapat ditransmisikan. Ada beberapa macam transmisi yang digunakan pada kincir angin antara lain transmisi rantai dan transmisi sabuk puli.

2.1.1. Keuntungan Transmisi Rantai a.

Mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar

b.

Tidak memerlukan tegangan awal

c.

Keausan kecil pada bantalan

d.

Mudah memasangnya

2.1.2. Kerugian Transmisi Rantai a.

Variasi kecepatan yang tak dapat dihindari karena lintasan busur pada spoket yang mengait mata rantai

b.

Suara berisik

c.

Getaran karena tumbukan antara rantai dan dasar kaki gigi spoket

d.

Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang diakibatkan oleh gesekan dengan spoket

(dikutip dari Buku Sularso Kiyokatsu Suga, Elemen Mesin, Dasar Perancangan dan Pemilihan).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

6

2.1.3. Keuntungan Sistem Transmisi Sabuk-Puli a.

Pemindahan tenaga berlangsung secara elastik.

b.

Suara tidak berisik

c.

Dapat menerima dan meredam beban kejut

d.

Jarak poros tidak tertentu

e.

Jarak poros yang lebih besar dapat dicapai

f.

Dipandang dari segi konstruksi dan pembuatan; mudah dan murah

g.

Hanya memerlukan sedikit perawatan (tanpa pelumas)

2.1.4. Kerugian Sistem Transmisi Sabuk dan Puli a.

Slip yang terjadi mengakibatkan rasio angka putaran tidak konstan

b.

Diukur dari besarnya tenaga yang ditransmisikan, sistem transmisi sabuk dan puli ini memerlukan dimensi/ukuran yang lebih besar daripada sistem transmisi roda gigi maupun rantai.

(dikutip dari Buku B. Sudibyo, Ing. HTL, Transmisi sabuk)

Dengan perbandingan transmisi rantai dan transmisi sabuk puli diatas, dalam perancangan transmisi dari kincir angin akan digunakan transmisi sabuk puli. Maka dari itu pemilihan jenis sabuk dan material sabuk sangat menentukan dalam kinerja transmisi secara maksimal.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2.2.

7

Jenis Sabuk dan Material Sabuk Dalam merancang transmisi sabuk, material sabuk harus disesuaikan dengan

tututan kebutuhan, yaitu: a.

Faktor gesekan

b.

Tegangan tarik

c.

Elastisitas

d.

Frequensi tekukan

e.

Faktor kepekaan terhadap lingkungan kerja (kelembaban udara, pengaruh kimiawi dan lain-lain). Karena sifat-sifat material tidak dapat mengatasi semua jenis tuntutan kebutuhan,

maka seorang perancang haruslah dapat menentukan atau memilih material untuk sabuk yang paling bermanfaat.

2.2.1. Sabuk Rata 2.2.1.1. Sabuk Rata Dari Kulit Dengan material sabuk dari kulit sapi, maka faktor angka gesekan dapat diatasi. Tabel 2.1 Pengerjaan Dari Kulit Untuk Sabuk

NO 1

Kondisi Kerja Normal

Pengerjaan Kulit Dimasak dengan kulit bakau

Temperatur tinggi (sampai 800C) 2

Pengaruh kimiawi rendah dan kelembaban udara tinggi

Kode

L Dimasak dengan asamkrom C

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

8

Tabel 2.2 Penggunaan Lapisan Dalam Sabuk

Lapisan

Tebal Sabuk

Lebar Sabuk

Tunggal

3………7 mm

Sampai 500 mm

Ganda dan majemuk

8……..12 mm

Sampai 1800 mm

Tabel 2.3 Pengerjaan Lain Dari Kulit Untuk Sabuk

Kode N

Pengerjaan Kulit Direntang basah

Karakter Sewaktu dioperasikan, pertambahan panjang dari jenis N lebih kecil dari

T HG

Direntang kering

pada jenis T

Dipres berat

Kadar lemak sampai

7 %

G

Dipres

14

%

S

Standar

25

%

Dalam pemilihan jenis sabuk dari kulit, dipakai kode gabungan, misalnya HGLN. Untuk pemilihan jenis sabuk kulit dipakai patokan Semakin tipis sebuah sabuk dibandingkan diameter puli dan semakin tinggi kecepatannya (semakin tinggi frekwensi tekuknya), maka sabuk yang dipilih harus dari kulit yang dipres semakin berat dan kulit harus semakin ringan. Kriteria sabuk untuk beberapa pemakaian: a.

Sabuk kulit HG dipakai untuk semua jenis transmisi sabuk, terutama untuk transmisi tenaga yang besar pada poros dengan jarak yang pendek.

b.

Sabuk G mencukupi untuk pemakaian normal.

c.

Sabuk S dipakai untuk kecepatan rendah, puli bertingkat dan operasi kasar.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

9

2.2.1.2. Sabuk Rata Dari Rajutan dan Tekstil Sabuk yang dibuat dari material organic (kapas/katun, bulu/rambut binatang, sutera alam dll) atau dari material sintetik (sutera sintetik, nilon dll) dikenal sebagai sabuk rajutan atau sabuk tekstil. Dibandingkan dengan sabuk dari kulit, sabuk rajutan atau sabuk tekstil memiliki kelebihan, yaitu: sabuk rajutan atau sabuk tekstil dapat dibuat tanpa sambungan sehingga keberisikannya dapat dikurangi. Adapun kerugian/kekurangannya ialah sabuk rajutan atau sabuk tekstil bersifat peka terhadap robekan pada tepi yang mudah menjalar ke tengah lebar sabuk. Sabuk rajutan atau sabuk tekstil yang tebal biasanya dibuat berlapis-lapis. Lapisan-lapisan tersebut disatukan dengan cara: a.

dijahit

b.

dilam dengan karet alam (Balata)

c.

divulkanisir dengan karet.

Yang paling sering dipakai adalah sabuk balata. Sabuk balata yaitu beberapa lapis rajutan katun dilem menjadi satu dengan karet alam. Kekuatan dari sabuk tersebut 2-3 kali lipat kekuatan sabuk kulit. Jenis sabuk ini tidak cocok bila dipakai diruangan yang panas, peka terhadap oli dan bensin, tetapi tidak peka terhadap kelembaban udara.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

10

2.2.1.3. Sabuk Plastik dan Sabuk Berlapis Majemuk Sabuk dari plastik (nilon, perlon dll) memiliki kekuatan tarik yang tinggi dan hampir tidak elastik. Tetapi jenis ini jarang dipakai karena faktor gesekannya kurang baik, sehingga hanya beberapa jenis tuntutan kebutuhan saja yang dapat terpenuhi. Yang paling sering digunakan atau dipakai adalah sabuk berlapis majemuk tanpa sambungan. Lapisan-lapisannya terdiri dari plastik dan kulit yang dilem dengan kuat. Menurut aturan, sabuk tersebut terdiri dari 2 atau 3 lapis yaitu: L (T)

:

lapisan sentuh

L

:

dari kulit

K

:

lapisan tarik

K

:

dari plastik

T (L)

:

lapisan penutup

T

:

dari tekstil

Lapisan sentuh dibuat dari kiulit yang dimasak dengan asam krom, lapisan tarik dari plastik dan lapisan penutup dari rajutan yang divulkanisir dengan karet. Selain itu, lapisan penutup dapat dibuat dari kulit yang dimasak dengan asam krom agar dapat di pakai pada kedua lapisan. Sabuk ini sangat elastik, tidak kaku dan tidak peka terhadap bahan-bahan pelumas maupun kelembaban udara. Faktor slipnya kecil (2%) dan umur pakainya panjang. Karakter transmisi sabuk ini cukup presisi, dapat dipakai untuk rasio yang besar (1:20) dan kemampuan transmisinya 3 kali lipat sabuk kulit, meskipun jarak poros-poros pulinya kecil. Karena biasanya sabuk ini tipis dan kecil, maka cocok untuk kecepatan yang tinggi, malahan kerapkali dapat menggantikan fungsi dari sabuk-V.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

11

Jika sabuk rata yang ada dipasaran tidak dalam keadaan tersambung maka penyambungan dapat dilakukan dengan berbagai cara: a.

dilem

b.

dijahit

c.

disambung dengan berbagai jenis sarana penyambung dari metal.

Terutama pada jenis-jenis sambungan inilah tergantung umur pakai dan besarnya tenaga transmisi yang diijinkan. Yang paling baik adalah sambungan dengan lem, karena pada jenis sambungansambungan lain hanya dapat dimanfaatkan 80-90 % kemampuan transmisi sabuk.

2.2.2. Sabuk-V Sabuk-V adalah sabuk karet dengan tambahan benang-benang rajutan sebagai elemen penguat terhadap tegangan tarik pada bagian atas dari profil sabuk yang berbentuk trapesium. Bagian luar dari profil sabuk-V berupa rajutan yang divulkanisir sebagai pelindung bagian dalam.

Gambar 2.2 Ukuran Penampang Sabuk-V.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

12

Gambar 2.3 Diagram Pemilihan Sabuk-V.

2.2.2.1. Sabuk-V Standart (Conventional V-Belt) Sudut profil Jenis tipe ukuran

α = 35-390 = 12 macam ----- (ISO : 7 macam) Lihat tabel TM. 4

Kwosien

b/h = 1,5-1,65

Panjang sisi dalam

L2 = 100-18000 mm

(yang ada di pasaran)

2.2.2.2. Sabuk-V Sempit (Wedge V-Belt) Sabuk-V sempit ini dipakai untuk kecepatan yang lebih besar dari pada transmisi sabuk-V standar. Jenis tipe ukuran

= 5 macam ------ (USA/British: 3 macam) Lihat tabel TM. 7

Kwosien b/h

= 1,2-1,25

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

13

Ada juga bentuk khusus dari sabuk-V sempit (lihat gambar d), yaitu permukaan sisi dalamnya berbentuk cekung dengan tujuan sebagai stabilisator benang-benang rajutan sehingga gesekan antara molekul-molekul di dalam sabuk dapat dikurangi.

2.2.2.3. Sabuk-V Gigi (Rawedge Cog) Dalam perancangan ini pemilihan sabuk (Rawedge Cog) digunakan sabuk gigi. Sabuk gigi merupakan elemen transmisi dengan bentuk gabungan antara rantai dan sabuk rata. Dengan demikian keuntungan dari kedua jenis elemen transmisi tersebut ada di dalam sabuk gigi, yaitu: 1.

Fleksibel/luwes/tidak kaku

2.

Tidak berisik

3.

Tidak membutuhkan pelumas

Jenis sabuk ini dibuat dari plastik poliuretan atau karet neoprene dengan bagian inti/bagian pembawa beban yang terletak di zona netral (zona bebas deformasi) dari kawat baja yang digulung secara memanjang/aksial. Gaya keliling (Fu) yang harus dipindahkan dari puli yang satu ke puli yang lain oleh sabuk ini dapat mencapai 5000 N dan kecepatan kelilingnya (vu) sampai 60 m/s.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2.3.

14

Tinjauan Pustaka Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung

dengan roda gigi (Sularso, Kiyokatsu Suga, 2004). CVT, lengkapnya Continuously Variable Transmission, merupakan salah satu sistem pemindah tenaga otomatis yang banyak digunakan saat ini. Perbedaan dasar CVT dibandingkan dengan pemindah tenaga lain, seperti transmisi otomatis konvensional dan manual, adalah cara meneruskan torsi dari mesin ke roda. Pada CVT, tidak lagi digunakan roda-roda gigi untuk menurunkan atau menaikkan putaran ke roda. Sebagai penggantinya, digunakan dua puli dan sabuk logam. Karena tidak ada lagi roda-roda gigi, maka pada CVT tidak ada perbandingan gigi seperti transmisi otomatis konvensional dan manual. Yang ada adalah perbandingan putaran dari terendah sampai tertinggi. Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah penanganannya dan

harganyapun

murah. Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s) pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai 500 (kW). (http://web.ipb.ac.id). Transmisi sabuk puli merupakan salah satu jenis system transmisi. Tenaga/daya/momen puntir ditransmisikan dari poros yang satu ke poros yang lain melalui sebuah sabuk (belt) yang melingkar/melilit pada puli yang terpasang pada poros-poros tersebut. (B. Sudibyo, Ing. HTL).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2.4.

15

Perancangan Transmisi Sabuk-V

2.4.1. Transmisi Sabuk-V Transmisi sabuk-V hanya dapat berfungsi seperti yang diharapkan, yaitu memindahkan tenaga, dari puli yang satu ke puli yang lain. Dengan beberapa pertimbangan bahwa daya dan putaran yang digunakan relatif kecil sehingga dengan sabuk-V cukup mampu untuk memindahkan gaya dan putaran yang digunakan.  Menghitung perbandingan reduksi transmisi atau rasio (i) n1 d2  s 1  i n2 d1  s u

(2.1)

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 166) Keterangan: n1

= Putaran puli penggerak (rpm)

n2

= Putaran puli yang digerakkan (rpm)

d1

= Diameter puli penggerak (mm)

d2

= Diameter puli yang digerakkan (mm)

Tabel 2.4 Pemilihan Rasio (i)

Jenis sabuk/system transmisi sabuk Sabuk rata lurus

Rasio (i) ≤6

Dengan puli penegang istimewa, misalnya: sabuk berlapis

Sampai 15

Majemuk tanpa sambungan

Sampai 20

Sabuk-V

Sampai 10

16

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI  Menghitung kecepatan linier (v) sabuk-V v

d1n1 60 1000

(2.2)

Keterangan: v

= Kecepatan linier V-belt (m/s) (Sularso-Kiyokatsu Suga, 166)

 Menghitung panjang sabuk (L) L  2C  2

d1  d 2  1 d2  d1 2 4C



(2.3)

Keterangan: L

= Panjang Sabuk (mm)

C

= Jarak poros (mm)

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 170)

 Menghitung Jarak Antara Poros (C)



b  b2  8(d 2  d1 )2 C 8 Keterangan: b  2L 

d 2  d1 

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 170)

(2.4)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

17

d2/2 d1/2 n1

n2

C Gambar 2.4 Perhitungan Sabuk-V

 Menghitung Besarnya Slip Perbedaan besarnya tegangan ini menyebabkan sabuk ketika dipakai juga mengalami perbedaan pertambahan panjang antara sisi kendor dan sisi tegang. Proses penyamaan kembali pertambahan panjang yang berbeda tersebut menimbulkan gerakan relatip dari sabuk pada puli, yaitu searah dengan arah gerak sabuk yang sebenarnya. Permukaan puli yang sengaja dibuat halus bertujuan untuk menghindarkan terjadinya aus yang terlalu cepat pada sabuk akibat gerakan relatip. Biasanya, gerakan relatip yang terjadi tersebut di atas dinamakan “SLIP KEMULURAN” dan besarnya tergantung pada elastisitas sabuk, perbedaan/selisih gaya tarik sabuk. 

n1  n2 n1

100%

(2.5)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

18

 Menghitung Daya Keluaran Pout = Pin – (



x Pin)

(2.6)

100

Keterangan: Pout

= daya keluaran pada poros puli digerakkan (kW)

Pin

= daya yang dikenakan pada poros puli penggerak (kW)

□

= slip (%)

 Menghitung Efisiensi Alat Perhitungan Efisiensi (η) Transmisi dapat dihitung berdasarkan perbandingan daya yang dihasilkan oleh poros puli digerakkan (Pout) dengan daya yang diberikan pada poros puli penggerak (Pin) yang tersedia dari motor listrik yang dapat dituliskan dengan persamaan berikut: 

Pout

100%

(2.7)

Pin

Keterangan: η

= Efisiensi alat/transmisi sabuk puli

(%)

2.4.2. Poros Sebagai elemen yang meneruskan daya dan putaran, poros merupakan elemen utama, diliat dari fungsi tersebut. Sebagian besar mekanisme yang mentransmisikan daya dilakukan melalui putaran dan hanya poros yang dapat melakukan tersebut.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

19

Berdasarkan fungsinya sebagai pemindah daya, poros dapat di klasifikasikan menurut pembebanan, meliputi: 1. Poros Transmisi Poros semacam ini mengalami beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya yang ditransmisikan pada poros ini biasanya melalui kopling, roda gigi, sabuk puli, rantai dan lainnya.

2. Spindel Poros ini relatif pendek dan biasanya digunakan sebagi poros utama mesin perkakas. Poros ini mengalami beban utama berupa puntiran. Syarat utama yang harus dipenuhi oleh poros ini adalah deformasi yang harus kecil dan bentuknya yang harus presisi.

3. Gandar Poros ini tidak mengalami beban puntir dan kadang-kadang tidak boleh berputar. Poros ini mengalami beban lentur kecuali digerakkan oleh penggerak mula karena mengakibatkan beban puntir pada poros.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

20

Beberapa yang harus diperhatikan dalam pemilihan poros. Karena itu sebuah poros diperlukan beberapa faktor yang harus dipenuhi untuk menjamin tingkat keberhasilan fungsi sebuah poros. Faktor yang harus diperhatikan adalah: 1.

Kekuatan Poros Poros akan mengalami beban tunggal atau gabungan beberapa beban. Kelelahan, tumbukan atau pengaruh tegangan bila poros mengalami pengecilan diameter harus diperhatikan. Poros harus dirancang untuk mampu menahan beban-beban yang terjadi.

2.

Kekakuan Poros Lenturan atau defleksi puntir suatu poros tidak boleh terlalu besar. Defleksi yang besar akan mengakibatkan ketidaktelitian, getaran dan suara.

3.

Putaran Kritis Mesin akan mengalami getaran yang luar biasa apa bila putaran mesin dinaikkan sampai putaran kritisnya. Adanya putaran kritis ini akan merusak poros. Sehingga umur pemakaian dari poros tidak lama.

4.

Korosi Kondisi pemakaian poros harus diperhatikan, sehingga kerusakan yang diakibatkan dari korosi dapat dikurangi. Tempat-tempat yang kemungkinan korosi terjadi besar, pemilihan bahan poros harus disesuikan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5.

21

Bahan Poros Pemilihan bahan poros ini sangat penting untuk menjaga poros mampu menahan beban yang terjadi dan menghindari dimensi yang terlalu besar.

Perhitungan Kekuatan Poros  Menghitung daya rencana.

Pd  fc  P

(kW)

(2.8)

Keterangan: Pd

= daya rencana (kW)

fc

= faktor koreksi 1

P

= daya nominal output dari motor penggerak (kW)

(Sularso-Kiyokatsu Suga,7)

 Menghitung momen puntir (momen rencana). T  9,74 105 

Pd n1

Keterangan: T

= momen puntir (kg/mm)

n1

= putaran poros (rpm)

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 7)

(2.9)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

22

 Menghitung tegangan geser.



 

T

  

5,1 T  d S  d S3  16   3



(2.10)

 Keterangan: τ

= tegangan geser (kg/mm2)

ds

= diameter poros (mm)

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 7)

 Menghitung tegangan geser yang diizinkan. a

 B Sf1  Sf2 



Keterangan: a

B

Sf1

= tegangan geser yang diizinkan (kg/mm2) = kekuatan tarik (kg/mm2) = angka keamanan 1 5,6 untuk beban SF dengan kekuatan yang dijamin. 6 untuk beban S-C dengan pengaruh massa.

Sf 2

= angka keamanan 2 1,2-3, pengaruh pemberian alur pasak atau dibuat bertangga.

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 8)

(2.11)

23

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI  Menghitung diameter poros minimum yang diizinkan.

d S

  

5,1  

KCT t

a

b

 13  

(2.12)

Keterangan: ds

= diameter poros minimum yang diizinkan (mm)

Kt

= faktor koreksi 2 1,0 untuk beban yang dikenakan halus. 1,0-1,5 jika beban yang dikenakan dengan sedikit kejutan. 1,5-3,0 jika dikenakan dengan kejutan besar atau tumbukan.

Cb

= faktor koreksi 3 1,2-2,3 jika diperkirakan poros akan terjadi pemakaian dengan beban Lentur. 1,0 jika diperkirakan poros tidak akan terjadi pembebanan lentur.

(Sularso-Kiyokatsu Suga, 12)

24

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2.4.3. Bandul

Berfungsi untuk mengatur naik turun atau besar diameter puli penggerak yang berhubungan dengan rasio transmisi. Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal, maka dalam perubahan diameter puli penggerak, dapat diatur secara automatis.

Gambar 2.5 Rangkaian Bandul.

Dengan memanfaatkan gaya sentrifugal, persamaannya sebagai berikut: T cos

mg

v2  m  R Periodenya

T sin

T2

(2.13)

L cos g

2.4.4. Pegas Pegas

dalam kehidupan keseharian mempunyai fungsi sebagai pelunak

tumbukan atau kejutan seperti pegas pada kendaraan bermotor kebanyakan, sebagai

25

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

penyimpan energi seperti pada jam, untuk mengukur seperti pada timbangan, sebagai penegang atau penjepit, sebagai pembagi rata tekanan. Pegas dapat digolongkan atas dasar jenis beban yang akan diterimanya yaitu: a. Pegas tekan atau kompresi b. Pegas tarik c. Pegas puntir d. Pegas volut e. Pegas daun f. Pegas piring (seri/paralel) g. Pegas cincin h. Pegas batang puntir i. Pegas spiral atau pegas jam. Dengan itu pegas yang akan digunakan dalam rangkaian transmisi otomatis sabuk-puli menggunakan pegas tekan. Karena dalam rangkaian transmisi otomatis sabuk-puli, pegas tekan dapat membantu menekan kebawah puli atas pada poros output. Sehingga kinerja dari rangkaian poros output dapat maksimal. Hal ini terjadi apa bila generator listrik menerima beban lampu semakin bertambah akan mempengaruhi putaran (putaran menurun).

Perhitungan Kekuatan Pegas Jika jumlah lilitan pegas hf: h f  N t  d  1,2  Maka,

F k

(2.14)

26

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Konstanta pegas k dapat diketahui, yaitu:

k

1,2  F

h f  N t  d 



(2.15)

Keterangan: h f = tinggi pegas dalam keadaan normal (mm) Nt = jumlah lilitan pada pegas d

= diameter kawat pegas (mm)

F

= gaya yang bekerja pada pegas (N)

k

= konstanta pegas (N/mm)

2.5.

Daya Listrik Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok

sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu:

2.5.1.

Daya listrik DC Daya listrik DC dirumuskan sebagai berikut: PVI

Keterangan: P

= daya (Watt)

V

= tegangan (Volt)

I

= arus (Ampere)

(2.16)

27

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2.5.2.

Daya listrik AC Daya listrik AC ada 2 macam yaitu: daya untuk satu phase dan daya untuk tiga phase, dimana dapat dirumuskan sebagai berikut: a.

Pada sistem satu phase: P  V  I  Cos

(2.17)

Keterangan: V

=

tegangan kerja 220 (Volt)

I

=

arus yang mengalir kebeban (Ampere)

Cos θ =

b.

faktor daya (cos phi)

Pada sistem tiga phase:

P  3 V  I  Cos

Keterangan: V

=

tegangan antar phase 380 (Volt)

I

=

arus yang mengalir ke beban (Ampere)

Cos θ =

faktor daya (cos phi)

(Sumber:http://technoku.blogspot.com/2008/11/perhitungan-daya.html)

(2.18)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian Diagram alir untuk penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: MULAI

STUDI PUSTAKA

PERANCANGAN TRANSMISI

PEMBUATAN ALAT

PENGAMBILAN DATA

PENGOLAHAN DATA

PEMBAHASAN

KESIMPULAN

SELESAI Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian.

28

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3.2. Transmisi Sabuk-Puli 2 1 9 11

12

5 6 10

8

7 4 3

Gambar 3.2 Rangkaian Transmisi Sabuk-Puli.

Rangkaian transmisi sabuk-puli Gambar 3.1 terdiri dari: 1.

Motor listrik 3 phase type YY7124

2.

Puli penggerak sebagai penghubung dari Motor

3.

Bearing UCF204-12

4.

Bodi/rangka (kayu Jati)

5.

Puli digerakkan

6.

Poros digerakkan

7.

Puli digerakkan sebagai penghubung ke Generator

8.

Generator

9.

Sabuk-V standard

10. Bandul dengan gaya kerja centrifugal/konis

29

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

30

11. Puli penggerak 12. Pegas

Dalam merangkai transmisi sabuk-puli, melewati proses pembuatan komponenkomponen utama yang selanjutnya dirakit dan menggunakan komponen yang telah tersedia dipasaran, diantaranya adalah sebagai berikut: 1.

Puli Dua pasang puli yang sama dengan diameter luar 70 mm, diameter dalam 19 mm

sebagai puli utama. Yang terdiri dari puli penggerak dan puli yang digerakkan. Puli terbuat dari Aluminium dengan cara membuat setengah puli, dengan sudut kontak 20◦.

Gambar 3.3 Setengah Puli untuk Transmisi sabuk-V.

2.

Motor listrik 3 phase Berfungsi sebagai penghasil putaran yang di hubungkan dengan poros. Motor

listrik 3 phase dihubungkan dengan Inverter terlebih dahulu karena dari Inventer inilah putaran motor listrik 3 phase dapat ditentukan sesuai dengan yang diinginkan. Dengan cara mengatur frequensinya. Motor listrik 3 phase yang digunakan dalam

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

31

pengujian ini adalah motor listrik dari produk MEZ dengan spesifikasi sebagai berikut:

3.

Type

=

YY7124

Motor

=

½ Hp

Voltage

=

220/380 Volt

Corrent

=

2,2/1,12A

Speed

=

1460 r/min

Insulation

=

B

Connection

=

Δ/Y

Protection Grade =

IP44

Standard

=

JB/T10 391-2002

Rating

=

SI

output

=

0,37 kW

frequency

=

50 Hz

Noise

=

dB (A)

Cos θ

=

0,81

Generator Generator sebagai pembangkit listrik yg nantinya untuk menghidupkan rangkaian

lampu.

Gambar 3.4 Generator.

4.

Bandul Rangkaian bandul dengan panjang 200 mm, diameter besi 5 mm yg terdiri dari 2

buah besi yg saling terkait ujung-ujungnya dan dua besi sebagai penyangga rumah bandul dengan diameter luar 60 mm, diameter dalam sebagai rumah puli 50 mm,

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

32

diameter dalam sebagai lubang poros 19 mm, dan tinggi 30 mm. Rumah bandul ini berlubang, berfungsi untuk tempat batang puli penggerak yang sebelah bawah.

Gambar 3.5 Rangkaian Bandul.

5.

Sabuk-V standard Pada transmisi digunakan sabuk-V yamaha mio metic dengan panjang sabuk 840

mm, lebar 18 mm, tinggi 10 mm dan sudut kemiringan 16◦ yang mampu mentransmisikan daya sebesar 6,6 kW pada kecepatan 8000 rpm. (http://www.yamaha-motor.co.id/product/motorcycle/automatic/mio)

Gambar 3.6 Sabuk-V Standard.

6.

Poros Poros penggerak dan poros digerakkan dengan diameter 19 mm, tinggi kedua

poros 1100 mm terbuat dari bahan baja karbon difinis dingin yang dilunakkan (JIS

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI G3123 S45C-D) dengan kekuatan tarik

B

33

65 kg/mm2. Pada poros penggerak di buat

lubang dengan tinggi 100 mm lebar 10 mm guna mengaitkan pengatur ratio atau bandul agar ratio dapat secara otomatis dlam perubahannya, menyesuaikan dengan variasi beban.

Gambar 3.7 Rangkaian Poros Penggerak (Kiri), Rangkaian Poros Digerakkan (Kanan).

7.

Pegas tekan Pegas tekan yang digunakan adalah pegas yang terbuat dari kawat baja keras

dengan harga G 8x103 kg/mm2. Tinggi pegas 110 mm, diameter pegas 22 mm, diameter kawat 2,90 mm dan lilitan berjumlah 12.

Gambar 3.8 Pegas Tekan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

34

Kinerja pegas ini menyesuaikan adanya putaran dari poros output yang berubah dikarenakan adanya suatu beban yang bervariasi. Pegas tersebut akan tertekan keatas jika putaran poros input meningkat, jika putaran menurun karena disebabkan beban yang semakin di tambah, pegas tersebut akan menekan puli atas pada poros output. Sehingga kinerja dari rangkaian transmisi otomatis sabuk-puli bekerja dengan baik dan halus.

8.

Bantalan Bantalan berfungsi untuk tempat berputarnya poros transmisi dan juga sebagai

dudukan poros transmisi. Bantalan ini terbuat dari bahan baja agar tidak mudah aus karena digunakan sebagai tempat berputarnya poros kincir angin savonius. Bantalan yang digunakan berdiameter dalam 19 mm.

Gambar 3.9 Bantalan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

35

3.3. Peralatan Pengujian Dalam pengambilan data, peralatan yang digunakan meliputi: 1. Rangkaian kelistrikan terdiri dari beberapa variasi beban (lampu) yang disusun secara paralel dan Multimeter digital. Multimeter ini berfungsi sebagai alat ukur kelistrikan pada beban yang di berikan.

Gambar 3.10 Rangkaian Listrik Dan Multimeter Digital.

2. Tacho meter. Berfungsi untuk mengukur putaran poros input dan output transmisi. Tachometer yang digunakan jenis digital light produk dari Check-Line, yang prinsip kerjanya dengan memancarkan sinar untuk membaca sensor berupa stiker yang tertempel pada sisi atas puli. Seperti terlihat pada gambar 3.7 di bawah ini.

Gambar 3.11 Pengambilan Data Kecepatan (rpm) Dengan Tachometer.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

36

3. Multimeter Digital. Berfungsi sebagai alat ukur tegangan pada rangkaian kelistrikan.

Gambar 3.12 Pengambilan data Arus Listrik dengan Multimeter.

4.

Inverter

Gambar 3.13 Inventer Dilihat dari Depan dan Belakang.

Inverter adalah sebuah perangkat yang berfungsi untuk mengatur putaran motor listrik AC 3 phase dengan cara merubah/memutar tombol frequensi sesuai dengan yang diinginkan. Inverter yang digunakan dalam pengujian ini adalah inverter dari produk Danfoss buatan China dengan spesifikasi sebagai berikut:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI  T/C

: FC-051P1K5T2E20H3BXCXXXSXXX

 IN

: 3x200-240V 50/60 Hz 10.9A

 OUT

: 3x0-Vin 0-400Hz 6.8A

37

 CHASSIS/IP20

5.

Generator Berfungsi sebagai alat yang mengubah gaya gerak menjadi listrik. Generator ini

menghasilkan arus listrik dan tegangan listrik yang berfungsi menghidupkan rangkaian kelistrikan.

6.

Tang Ampere Meter Berfungsi sebagai alat pengukur arus listrik yang masuk dari sumber (arus PLN

220 volt) disaat alat bekerja dengan cara mengambil salah satu kabel dari inverter yang menuju ke motor penggerak. Hal ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar arus yang masuk ke motor penggerak, apakah mengalami penerunan atau tidak. Pengukuran ini dilakukan secara bertahap, seiring dengan perubahan beban.

3.4.

Variabel yang Divariasikan Untuk kecepatan motor input, tidak mengalami perubahan. Dalam pengujian

frekuensi yang digunakan sebesar 21 Hz. Rangkaian lampu disusun secara paralel dengan berbagai macam beban yang berbeda. Mulai dari 8-56 Watt, dengan penambahan kelipatan 8 Watt pada pengujian.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3.5.

Variabel yang Diukur

a.

Tegangan input (Vin) yang dihasilkan (volt)

b.

Arus input (Iin) yang dihasilkan (ampere)

c.

Putaran puli I n1 (rpm)

d.

Putaran puli II n2 (rpm)

e.

Tegangan output (Vout) yang dihasilkan (volt)

f.

Arus output (Iout) yang dihasilkan (ampere)

3.6.

Diagram Alir Langkah Pengujian Mulai

1. Rangkai inverter, motor listrik, generator, rangkaian lampu paralel, multimeter

2. Atur kecepatan poros input dengan menaikan frequensi pada inverter sampai dengan 21 Hz a

3. Atur beban lampu 8-56 watt

a

4. Ukur n1, n2, V dan I input dan output

5. matikan beban

Selesai Gambar 3.14 Diagram Alir Pengujian dan Pengambilan Data.

38

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

39

3.7. Langkah-langkah Pengujian Perlulah mempersiapkan peralatan yang digunakan ataupun langkah-langkah dalam pengambilan data seperti: a) Menyiapkan rangkaian transmisi sabuk dan puli. b) Menyiapkan rangkaian lampu dengan susunan paralel. c) Menyiapkan (multi meter digital, tacho meter digital, tang ampere, generator, inverter) setelah itu dalam pemasangan mula-mula menghubungkan arus listrik dari PLN melalui inventer, dari inventer dihubungkan ke motor listrik AC 3 phase dari inventer tersebut kita rubah frequensinya agar putaran motor listrik AC 3 phase sesuai dengan yang di inginkan. Selanjutnya perakitan peralatan yang digunakan untuk pengambilan data dengan susunan sebagai berikut: Arus PLN (220 volt)

+ -

Rangkaian Listrik paralel

Generator

+ -

Motor Listrik Pemutar

Ampere Meter

Volt Meter

Ampere Meter Inverter

Volt Meter

+

-

Transmisi Sabuk-Puli

Gambar 3.15 Diagram Alir Rangkaian Transmisi dengan Alat Ukur.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

40

Jika semua telah terpasang dengan benar barulah menghidupkan inventer dengan menghubungkan ke arus PLN, di inventer terdapat tombol putar yang berfungsi untuk mengatur frequensi agar putaran motor listrik AC 3 phase sesuai dengan yang di inginkan.

3.8. Data Hasil Pengujian Hasil pengambilan data transmisi otomatis sabuk-puli pada kincir angin savonius Tabel 4.1. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Tanpa Beban.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin

Vin

Iout

Vout

0,36 0,36 0,36 0,36

210 210 210 210

0 0 0 0

10,98 10,99 11,04 11,01

n1 541,6 543,0 541,9 542,5

n2 683,9 687,8 692,0 688,1

Keterangan: n1

: putaran poros penggerak/ putaran input (rpm)

n2

: putaran poros yang digerakkan/ putaran output (rpm)

Vin

: tegangan listrik motor listrik (Volt)

Iin

: arus listrik motor listrik (Ampere)

Vin

: tegangan listrik generator (Volt)

Iin

: tegangan listrik generator (Ampere)

Tabel 4.2. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 8 Watt.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin

Vin

Iout

Vout

0,40 0,40 0,40 0,40

210 210 210 210

0,5 0,5 0,5 0,5

8,00 8,00 8,03 8,02

n1 533,1 535,3 532,3 534,6

n2 618,4 616,5 616,4 617,2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4.3. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 16 Watt.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin 0,42 0,42 0,42 0,42

Vin 210 210 210 210

Iout 0,83 0,84 0,83 0,84

Vout 6,10 6,10 6,12 6,11

n1 528,0 528,6 531,9 530,0

n2 587,6 580,3 578,2 569,6

Tabel 4.4. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 24 Watt.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin

Vin

Iout

Vout

0,44 0,44 0,44 0,44

210 210 210 210

1,12 1,12 1,11 1,12

4,68 4,60 4,70 4,65

n1 526,5 522,1 525,3 526,4

n2 551,5 548,6 550,7 541,2

Tabel 4.5. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 32 Watt.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin 0,44 0,44 0,44 0,44

Vin 210 210 210 210

Iout 1,32 1,31 1,31 1,32

Vout 3,58 3,57 3,58 3,54

n1 520,8 522,7 522,1 522,2

n2 521,3 519,5 519,5 519,0

Tabel 4.6. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 40 Watt.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin

Vin

Iout

Vout

0,44 0,44 0,44 0,44

210 210 210 210

1,49 1,50 1,49 1,50

2,88 2,89 2,88 2,88

n1 518,5 517,8 517,6 517,0

n2 516,8 514,8 514,8 515,9

Tabel 4.7. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 48 Watt.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin

Vin

Iout

Vout

0,45 0,45 0,45 0,45

210 210 210 210

1,64 1,65 1,64 1,64

2,33 3,36 2,35 2,33

n1 514,6 512,0 514,2 512,9

n2 511,8 511,8 511,3 512,4

41

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tabel 4.8. Data pada Tanggal 24 Agustus 2010, dengan Beban 56 Watt.

N0 1. 2. 3. 4.

Iin 0,45 0,45 0,45 0,45

Vin 210 210 210 210

Iout 1,71 1,70 1,70 1,73

Vout 1,85 1,85 1,87 1,85

n1 515,0 515,9 514,7 514,6

n2 507,0 509,0 504,1 497,7

42

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

43

BAB IV PERHITUNGAN DATA

4.1.

Pengolahan dan Perhitungan Data

4.1.1.

Perhitungan Daya Input Transmisi Sabuk-puli Dalam pembuatan transmisi digunakan motor listrik 3 phase sebagai sumber putaran. 1.

Menghitung Daya Motor Listrik 3 Phase Sebagai contoh perhitungan daya keluaran motor listrik pada tabel 4.1.

Pin  Vin  Iin  Cos  210  0,36  0,81 = 61,236 Watt Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

2.

Menghitung Daya Rencana Sebagai contoh perhitungan daya rencana tabel 4.1. Pd  fc  P in = 1,2 x 61,236 = 73,483 Watt Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

44

4.1.2. Perhitungan Kekuatan Bahan dalam Perancangan Transmisi Sabuk-Puli 1.

Perhitungan Kekuatan Poros  Momen puntir T (g.mm) pada saat putaran motor listrik 542,250 rpm pada tabel 4.1. T  9,74 105

pd n1

 9,74 105

73,483 542,25

 131991,95 g.m m  Tegangan geser yang diizinkan

a



 B Sf1  Sf2 

a



 6  2



63

= 5,25 kg/mm2 = 5250 g/mm2  Tegangan geser τ (kg/mm2) pada poros saat putaran motor listrik 542,250 rpm pada tabel 4.1. 







  



T 5,1 T  3  d S  d S3  16  

5,1131991,95 193

= 98,142 g/mm2 Untuk hasil perhitungan tegangan geser pada putaran motor listrik lainnya diperlihatkan pada tabel 4.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

45

 Diameter poros yang diizinkan d

5,1  

S

KCT t

 31

b

a

 



d

 5,1

1,5  2,3131991,95

 5250

S

31 

 1 3

dS  442,3616  7,619488 mm

4.1.3. Perhitungan Faktor-Faktor Yang Terdapat dalam Transmisi Sabuk-Puli 1.

Perhitungan Reduksi Transmisi Sebagai contoh perhitungan perbandingan reduksi transmisi tabel 4.1 i

n1 n2

i

542,250

 0,788

687,950 Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

2.

Perhitungan Jarak Poros (C). Pada perancangan digunakan sabuk-V dengan keliling sabuk (L) 840 mm, maka: b  2L 

n2  n1 

b  2  840  3,14687,950  542,250 b  1680  3862,828 b  2182,828 mm

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI C 

46

b  b2  8(n 2 n )12 8

C 

 2182,828  (2182,828)2  8(687,950  542,250)2 8

C  360,584 mm C  36,0584 cm

3.

Mencari Besarnya Nilai Slip (%). Sebagai contoh perhitungan nilai slip yang ada dalam kinerja transmisi sabuk-V: 

n1  n2

100%

n1 

542,250 687,95 100% 542,250

  26,870 %

Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

4.

Mencari Besarnya Daya Keluaran pada Poros 2. Sebagai contoh perhitungan daya keluaran pada poros 2: Pout =Vout  Iout Pout = 11,005 x 0 Pout = 0 Watt Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5.

Mencari Efisiensi Transmisi η,(%). Sebagai contoh perhitungan efisiensi transmisi otomatis sabuk-puli (η): 

Pout

100 %

Pin 

0

100 %

61,236 0%

Untuk perhitungan lainnya menggunakan program microsoft exel. Adapun hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 4.9.

4.1.4. Grafik Hasil Perhitungan Dari perhitungan di atas maka didapatkan grafik sebagai berikut: 550

Kec.Put.In

540

530

Ratio vs Kec.Put.In Linear (Ratio vs Kec.Put.In)

520 y = -115.9x + 634.4 R² = 0.936 510 0.7

0.8

0.9

1

1.1

Ratio

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Ratio Transmisi dan Kecepatan Putaran Input.

47

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

48

Dari grafik 4.1 terlihat bahwa kecepatan putaran input justru semakin menurun sedangkan ratio semakin naik. Hal ini disebabkan karena putaran input yang konstan sedangkan untuk outputnya bervariasi. 5 y = 122.3x - 122.2 R² = 0.994 0 0.75

0.85

0.95

1.05

-5

Slip

-10 Ratio vs Slip Linear (Ratio vs Slip)

-15

-20

-25

-30

Ratio

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Ratio dan Slip pada Transmisi.

Dari grafik pada gambar 4.2, dapat dilihat bahwa ratio semakin besar sedangkan slip justru semakin kecil. Hal ini dipengaruhi oleh putaran input menurun karena adanya variasi pembebanan secara bertahap maka dari itu mempengaruhi nilai slip yang terjadi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

49

10

y = 1.892x - 143.4 R² = 0.971

0

Slip

60

65

70

75

80

Pin vs Slip

-10

Linear (Pin vs Slip)

-20

-30

Pin

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Slip Yang Terjadi Pada Transmisi.

Dari grafik pada gambar 4.3, dapat dilihat bahwa daya input semakin besar sedangkan slip justru menurun. Hal ini dikarenakan putaran input menurun karena variasi pembebanan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

50

6

5

4

y = -0.045x2 + 6.572x - 230.8 R² = 0.933

Pin vs Pout

3

Pout

Poly. (Pin vs Pout) 2

1

0 60

65

70

75

80

-1 Pin

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Daya Motor Listrik dan Daya Output pada Poros Digerakkan.

Dari grafik pada gambar 4.4, dapat dilihat bahwa antara daya input dan daya output berbanding lurus. Dengan bertambahnya daya yang di berikan terhadap transmisi, maka semakin bertambah pula daya output dari transmisi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

51

8 7 6

Efisiensi

5 4

Kec.Put.In vs Efisiensi

3

Poly. (Kec.Put.In vs Efisiensi)

2 1 y = -0.021x2 + 22.97x - 6020. R² = 0.898

0 510

520

530

540

550

Kec.Put.In

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Putaran Motor Listrik dan Efisiensi Transmisi.

Dari grafik pada gambar 4.5, dapat dilihat bahwa semakin menurun putaran input dari motor listrik justru semakin besar nilai efisiensi dari transmisi. Hal ini di karenakan penurunan kecepatan putaran input yang mengakibatkan nilai slip semakin rendah.

4.2.

Pembahasan Dari hasil perhitungan, dapat dilihat bahwa alat-alat yang digunakan dalam

perancangan diantaranya poros, puli, dan sabuk aman untuk digunakan. Hal ini diperlihatkan dari hasil perhitungan dimana kekuatan masing-masing alat memenuhi ketentuan yang diizinkan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

52

Pada data hasil penelitian, dapat dilihat bahwa dalam putaran input dari motor listrik mengalami penurunan. Hal itu disebabkan karena adanya variasi pembebanan pada output. Yang mengakibatkan putaran semakin rendah. Dalam perubahan ratio memanfaatkan adanya gaya sentrifugal pada sebuah bandul dihubungkan dengan poros input yang di putar secara mendatar. Dengan itu perubahan ratio dapat secara otimatis. Perhitungan daya output tidak menggunakan data yang di peroleh pada saat penelitian melainkan berdasarkan putaran output pada poros transmisi dikarenakan karakteristik dari generator tidak diketahui. Efisiensi dari transmisi semakin menurun disebabkan oleh slip yang meningkat karena beban semakin bertambah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

53

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan Beberapa kesimpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut:

1.

Transmisi yang dibuat dalam penelitian ini adalah transmisi otomatis sabuk-puli otomatis dengan variasi beban yang terbukti dapat menghasilkan output bervariasi.

2.

Unjuk kerja transmisi otomatis sabuk-puli, yaitu: a.

Daya input terbesar terjadi pada saat putaran motor listrik mencapai 515,050 rpm yaitu 76,545 Watt.

b.

Daya output terbesar terjadi pada saat putaran input 525,075 rpm yaitu 5,202 Watt.

c.

Ratio terbesar terjadi saat putaran input 515,050 rpm yaitu 1,021. Sedangkan untuk ratio terkecil terjadi pada saat input 542,250 rpm yaitu 0,788.

d.

Slip terbesar terjadi pada saat putaran input 515,050 rpm yaitu 2,058%.

e.

Efisiensi tertinggi adalah 7,138 % didapat pada saat variasi beban 16 Watt dengan putaran input 529,625 rpm.

5.2.

Saran Setelah selesai melakukan penelitian adapun beberapa saran yaitu sebagai berikut:

1.

Pada saat akan melakukan pengujian periksa setiap komponen transmisi terutama baut-baut pengikat, karena kemungkinan baut kendur setelah transmisi berputar lama dengan kecepatan tinggi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2.

Pada saat pengujian pastikan alat-alat pengujian berfungsi dengan baik. Yaitu dengan cara mengkalibrasi dan mengganti baterai jika di perlukan.

54

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI DAFTAR PUSTAKA

Sularso-Kiyokatsu Suga. Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: Penerbit PT PRADNYA PARAMITA B. Sudibyo, Ing. HTL. Transmisi Sabuk. Surakarta: Penerbit AKADEMI TEHNIK MESIN INDUSTRI ST. MIKAEL.

http://web.ipb.ac.id/transmisi-sabuk.html http://www.yamaha-motor.co.id/product/motorcycle/automatic/mio

55