PERENCANAAN GEAR BOX DAN ANALISIS STATIK RANGKA CONVEYOR MENGGUNAKAN SOFWARE CATIA V5 *) Dr.-Ing. Mohamad Yamin , Widyo Purwoko **) E-mail : [email protected] *) Dosen Teknik Mesin Universitas Gunadarma **) Alumni Teknik Mesin Universitas Gunadarma Abtraksi Conveyor merupakan alat untuk mengangkut bahan-bahan industri. Sedangkan Motor listrik, Gearbox, pulley belt, rangka dan sabuk karet (belt conveyor) ini adalah komponen dari conveyor, dimana komponen dari sabuk karet ini berfungsi untuk membawa sampah ke dalam mesin chuser atau mesin penghancur sampah. Dengan peranan dari motor listrik, gearbox, pulley, rangka, sabuk karet (belt conveyor) yang sangat penting, di perlukan perancangan yang baik, salah satu-nya yang perlu diperhatikan adalah segi kekuatan, dimana rangka menerima beban dari sampah maupun menerima beban dari motor listrik yang bekerja untuk memutar pulley. Dalam penulisan tugas akhir ini dibahas mengenai perencanaan gear box dan analisa statik struktur rangka melalui simulasi dengan menggunakan software CATIA V5. Analisa statik telah dilakukan pada rangka conveyor . Material dari rangka diambil dari baja kontruksi jenis AISI 4140. Adapun beban yang diberikan pada rangka conveyor pada bagian bawah adalah sebesar 200 N, tengah sebesar 400 N , dan atas sebesar 600 N. Untuk menentukan besar nya tegangan maksimum dan peralihan maksimum yang dihasilkan pada rangka bagian bawah sebesar 7 2 2,95 x 10 N/m dan peralihan maksimum sebesar 0,0000536 mm, dan pada rangka 7 2 bagian tengah sebesar 6,13 x 10 N/m dan peralihan maksimum sebesar 0,000052 mm 7 2 dan pada rangka bagian atas sebesar 2,52 x10 N/m dan peralihan maksimum sebesar 0,0000651 mm Kata kunci 1.1 : Conveyor, Tegangan, CATIA, Beban Statis Pendahuluan Di dalam industri, bahan -bahan yang digunakan kadangkala merupakan bahan yang berat maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu diperlukan alat transportasi untuk mengangkut bahan-bahan tersebutmengingat keterbatasan kemampuan tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun keselamatan kerja dari karyawan. pengangkut Salah yang satu sering jenis alat digunakan adalah Conveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan-bahan industri yang berbentuk padat II Landasan Teori akan diangkut. Untuk mengangkut bahan- 2.1 Fungsi conveyor bahan Conveyor mengangkut yang berfungsi bahan-bahan industri yang panas, sabuk yang untuk digunakan terbuat dari logam yang tahan yang terhadap panas. berbentuk padat. Pemilihan alat transportasi Karakteristik dan performance (conveying equipment) material padat antara dari belt conveyor yaitu : lain tergantung - Dapat beroperasi secara mendatar ° pada : maksimum sampai dengan 18 . - Kapasitas material yang ditangani - Sabuk disanggah oleh plat roller - Jarak perpindahan material Kapasitas tinggi. - Kondisi pengangkutan : horizontal, vertikal atau inklinasi - Dapat beroperasi secara continue. - Ukuran (size), bentuk (shape) dan - Kapasitas dapat diatur. sifat material (properties) - Kecepatannya sampai dengan 600 - Harga peralatan tersebut. 2.1.1 - Serba guna. ft/m. Klasifikasi Conveyor - Dapat naik turun. Secara umum jenis/type Conveyor - Perawatan mudah. yang sering digunakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Belt Conveyor 2. Chain Conveyor : Kelemahan-kelemahan dari belt conveyor: - Scraper Conveyor - Jaraknya telah tertentu. - Biaya relatif mahal. - Sudut inklinasi terbatas. - Apron Conveyor - Bucket Conveyor - Bucket Elevator 3. Screw Conveyor 4. Pneumatic Conveyor 2.1.2 Belt Conveyor Belt Conveyor pada dasarnya merupakan peralatan yang cukup sederhana. Gambar 2.1 Belt Conveyor Driver [1] Alat tersebut terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan yang 2.2 Nama-Nama Bagian Roda Gigi Nama-nama bagian utama roda gigi diberikan dalam gambar. Adapun ukurannya dinyatakan dengan diameter lingkaran jarak bagi, yaitu lingkaran khayal yang mengglinding tanpa slip. Ukur an gi gidi ny at akan dengan “ j ar ak bagi menjadi masalah. Besarnya perubahan l i ngkar an” ,y ai t uj ar ak sepanj ang l i ngkar an transmisi ditentukan oleh perbandingan jarak bagi antara profil dua gigi yang putaran serta jumlah roda gigi dari masing-masing roda gigi (pinion dan berdekatan. Profil atau bentuk involut gigi sangat gear) penting agar pemindahan daya dari satu gigi 2.2.2 Faktor Penunjang yang ke gigi yang lain berjalan secara teratur. Hal diperlukan dalam perencanaan roda ini berguna untuk menjaga agar gigi kedua gigi. roda gigi yang berada dalam pasangan tidak 1. Jumlah daya yang dipindahkan. cepat aus atau rusak. Pada saat satu gigi 2. Jumlah putaran per menit. yang berpasangan hubungannya, berikutnya maka harus akan terlepas 3. Jumlah gigi. pasangan mulai gigi 4. Jenis roda gigi yang direncanakan. berhubungan. 5. Dan lain-lain. Sehingga daya yang dipindahkan dibaca 2.3 Perencanaan Angka Transmisi oleh satu pasang gigi saja. Hal ini dapat mengurangi keausan pada permukaan gigi dari persamaan sehingga umur dari roda gigi dapat lebih n i 1 n2 ...(2.1) dimana : panjang. i = angka transmisi n1 = putaran poros 1 n2 = putaran poros 2 2.3.1. Perencanaan Pasangan Roda Gigi Dari hasil perencanaan angka transmisi (i) dapat ditentukan putaran roda gigi pinion, bila putaran kurang dari 3600 Rpm, maka berlaku persamaan : Gambar 2.2 Nama-nama Bagian Roda Gigi[2] 2.2.1 n Nt d rv 2 2 1 1 1 n1 Nt 2 d 2 ...(2.2) Roda Gigi Lurus (Spur Gear) dimana : Roda gigi lurus digunakan bila letak r = perbandingan kecepatan v kedua poros-poros penggerak dan poros = kecepatan sudut (rad/sec) yang digerakkan-berada dalam posisi sejajar. Daya yang akan ditransmisikan tidak terlalu besar dan putaran poros tidak melebihi 3600 rpm. Spur gear secara umum dipakai untuk putaran-putaran rendah dan pada system dimana pengontrolan kebisingan tidak [3] n = kecepatan keliling (rpm) Nt = jumlah gigi d = diameter pitch circle (in) 2.3.2. Penentuan Sudut Tekan (θ) Sudut tekan (θ ) yang o digunakan adalah sebesar 20 Vp = kecepatan pitch line umum o atau 25 . d = diameter pitch line n = putaran poros Setelah ditentukan jumlah gigi dan sudut 2.3.6. Perhitungan Torsi tekan (θ). Dapat ditentukan faktor lewis ( Yp Besarnya torsi dapat dihitung dan Yg) yang dapat dilihat pada tabel (Values dengan persamaan : for Lewis Form Factor). 2.3.3. T Fn Pemilihan Bahan Roda Gigi d d cos Ft 2 2 ...(2.5) Bahan roda gigi dapat dipilih dari dimana : berbagai macam bahan tergantung dari kegunaan roda gigi tersebut. Fn = gaya normal Ft = gaya tangensial d = diameter pitch line θ = sudut tekan Setelah dipilih bahan yang akan digunakan untuk perencanaan roda gigi, maka nilai So (psi) dan BHN dan bahan tersebut dapat ditentukan. Lihat tabel pemilihan bahan. 2.3.4. Penentuan Diameter Pitch Line Dengan mengasumsikan nilai P, diameter pitch line dapat ditentukan dari Sehingga dari harga-harga tersebut bila persamaan : Nt P d ...(2.3) disubstitusikan ke dalam persamaan T .n hp 63000 dimana : dimana : ...(2.6) d = diameter pitch circle (in) Nt = jumlah gigi hp = daya input P n = putaran T = torsi dalam in-pound = diameter pitch Klasifikasi Berdasarkan Kekasaran Gigi Gigi kasar ½ < P < 10 Gigi agak kasar 12<P Gigi halus Perhitungan Gaya-gaya Yang bekerja 20< P < 128 Gigi sangat halus 150 2.3.5. 2.3.7. < 18 Gaya Tangensial Dapat dihitung <P 200 Perhitungan Kecepatan Pitch Line dengan : hp.33000 Ft Vp pitch line, kecepatan pitch line dapat dihitung Setelah mendapatkan nilai diameter dari persamaan : .d .n Vp 12 dimana : ...(2.7) dari persamaan gaya dinamik : ...(2.4) 600 V p Fd Ft untuk 0 <Vp < 2000 600 ft/min 1200 V p Fd Ft untuk 2000 <Vp < 4000 1200 dibandingkan nilai gaya bending dengan ft/min dianggap aman adalah : nilai gaya dinamik, dimana kondisi yang Fb Fd 78 V p Fd Ft untuk Vp > 4000 ft/min 78 Bila memenuhi persyaratan, dengan melihat konsentrasi tegangan, maka perencanaan roda gigi dianggap diperoleh persamaan gaya bending : aman. Fb S .b. y. p S .b. Y P Pengujian selanjutnya pengujian dengan menggunakan metode ...(2.8) dimana : AGMA. 2.3.8 Fb = gaya bending S = safe static stresses b = tebal roda gigi (in) Y = faktor lewis P = diameter pitch Pengujian Dengan Metode AGMA S .K S ad at L dimana : ...(2.11) K T .K R Sad = teg ijin max perencanaan (Psi) Sat = tegangan ijin material (Psi) Sedangkan beban keausan ijin dapat dicari KL = faktor umur dari persamaan : KT = faktor temperatur KR = fackor keamanan Fw d p .b.Q.K dimana : adalah ...(2.9) Sedangkan nilai KT dapat dihitung dp = diameter pinion b = tebal roda gigi Q = dapat dicari dari persamaan : 2 .d g 2. Nt g Q ...(2.10) d g d p Nt p Nt g dg = diameter gear Ntp = jumlah gigi pinion Ntg = jumlah gigi gear K = factor keausan Kemudian tebal roda gigi harus diuji dengan persyaratan : 9 13 b P P Bila tebal roda gigi telah memenuhi persyaratan, gaya bending dapat dicari dari persamaan-persamaan diatas dan kemudian dengan persamaan : 460 T F KT 620 dimana : ...(2.12) TF = temperatur tertinggi minyak o o pelumas ( F) 160 Dan dari persamaan : Kt.Ko.P.Ksd.Km dimana: ...(2.13) t Kv.b.J t = tegangan yang terjadi pada kaki gigi Ft = beban yang ditransmisikan Ko = faktor koreksi beban lebih P = diameter pitch Ks = factor koreksi ukuran = 1 ( untuk roda gigi lurus) Km = koreksi distribusi beban 460 TF CT dimana : 620 Kv = faktor dinamis b = lebar gigi J = faktor bentuk geometri F Dan apabila o 2.3.9. Pengujian Keausan Dengan Metode AGMA Ft .C o .C m .C f o C v .d .b.l Dan apabila ; C .C perencanaan aman ...(2.17) c Sac L H C . C T R 2.4 dimana : ...(2.14) c = tegangan tekan yang terjadi CP = temperatur tertinggi dari minyak Pelumas ( F) 160 F S ad t perencanaan aman c C P ...(2.16) Teori Kekuatan Material Dalam merancang suatu struktur, ditetapkan prosedur pemilihan suatu material yang sesuai dengan kondisi = koefisien yang tergantung dari sifat aplikasinya. Kekuatan bahan bukan yang harus elastisifas bahan kriteria Ft = gaya tangensial dipertimbangkan Co = factor beban lebih struktur. Kekakuan suatu bahan sama Cv = faktor dinamis dengan pentingnya dengan derajat lebih d = diameter pinion kecil,sifat seperti kekerasan, ketangguhan b = lebar gigi merupakan penetapan pemilihan bahan. Cs = faktor ukuran Suatu percobaan uji tarik pada specimen satu-satunya dalam perancangan = 1-1.25 tersebut dari tegangan akibat gaya tarik = bila tak ada masalah/pengaruh efek yang dikenakannya. Cm= faktor distribusi beban 2.4.1 1 = faktor geometri Beberapa Sifat Bahan Keuletan adalah sifat suatu Ct = faktor kondisi permukaan bahan yang memungkinkan menyerap = 1 (pengerjaan akhir sangat baik) energi pada tegangan yang tinggi tanpa = 1.25 ( pengerjaan tidak terlalu baik) patah, yang biasanya diatas batas elastis. = 1.5 (pengerjaan akhir kurang baik) C .C c S ac L H dimana : C T .C R adalah sifat kemampuan bahan untuk kembali ke ...(2.15) Sac = teg. Kontak yang diijinkan bahan CL = faktor umur CH = faktor perbandingan kekerasan CT = faktor temperatur CR = faktor keamanan Sedangkan nilai CT dapat dihitung dengan persamaan : Elastisitas ukuran dan bentuk asalnya setelah gaya luar dilepas. Sifat ini penting pada semua struktur yang mengalami beban yang berubah-ubah. Kekakuan adalah sifat yang didasarkan pada sejauh mana bahan mampu menahan perubahan bentuk. Ukuran kekakuan suatu bahan adalah modulus elastisitasnya, yang diperoleh dengan membagi tegangan satuan dengan memperhitungkan perubahan bentuk satuan-satuan yang pembebanan yang melampui batas (overloading), dari struktur, jenis-jenis disebabkan oleh tegangan tersebut. Kemamputempaan kemungkinan adalah sifat pembebanan (statik, dinamik atau suatu bahan yang bentuknya bias diubah berulang), kemungkinan keruntuhan lelah dengan tegangan-tegangan (fatique failure) dan lain-lain. memberikan tekan tanpa kerusakan. Apabila faktor keaman sangat Kekuatan merupakan kemampuan rendah, maka kemungkinan kegagalan bahan untuk menahan tegangan tanpa akan menjadi tinggi dan karena itu disain kerusakan beberapa bahan seperti baja strukturnya tidak diterima. Sebaliknya bila struktur, besi tempa, alumunium, dan faktor keamanan sangat besar, maka tembaga, mempunyai kekuatan tarik dan strukturnya akan memboros bahan dan tekan yang hampir sama, sementara mungkin tidak cocok bagi fungsinya kekuatan gesernya adalah kira-kira dua (misalnya menjadi sangat berat). 2.4.3 pertiga kekuatan tariknya. 2.4.2 Faktor Keamanan HubunganTegangan Regangan Jika seseorang ingin merancang Kekuatan sebenarnya dari suatu struktur sebuah mesin, haruslah melebihi kekuatan yang dibutuhkan. diperhatikan maka adalah yang harus mengetahui Perbandingan dari kekuatan sebenarnya bagaimana keadaan material pada waktu terhadap kekuatan yang dibutuhkan disebut sebuah komponen mesin bekerja. Untuk faktor keamanan. mengetahui hal tersebut, karakteristik (factor of safety) n : [6] tertentu atau properti dari material yang hendak diaplikasikan haruslah diketahui Kekuatan sebenarnya Faktor keamanan n = Kekuatan yang dibutuhkan terlebih dahulu. Biasanya untuk mengetahui karakteristik material dapat Faktor keamanan haruslah lebih besar daripada 1,0 jika harus dihindari diketahui dengan melakukan uji tarik (Tensile Test). kegagalan. Tergantung pada keadaan, maka faktor keamanan yang harganya sedikit di atas 1,0 hingga 10 yang dipergunakan. ke dalam disain bukanlah suatu hal yang karena baik kekuatan dan keruntuhan memiliki berbagai macam arti. Keruntuhan runtuhnya dapat sama berarti sekali patah suatu secara terus–menerus menambahkan beban pada suatu material yang akan Mengikut sertakan faktor keamanan sederhana, Uji tarik ini adalah suatu test atau struktur. Penentuan suatu faktor keamanan harus diteliti dan mencatat berapa besar beban dan elongasi yang terjadi pada material sampai material tersebut patah. Tegangan yang terjadi dihitung dengan membagi dengan besar beban yang terjadi cross-sectional area (luas penampang) dari material yang hendak di test. Besarnya elongasi atau regangan dapat Pada luluh diketahui dengan membagi perubahan 12 12 412 6k 2 panjang yang terjadi akibat penambahan 1 k beban dengan panjang mula-mula material. 2.4.4 Sehingga k menggambarkan tegangan Teori Von Mises Von Mises ...(2.23) (1913) menyatakan bahwa akan terjadi luluh bilamana tegangan normal itu tidak tergantung dari orientasi atau sudutθ( i nv ar i an)keduadev i at ort eganganJ2 Karena itu, kriteria von mises meramalkan bahwa tegangan luluh pada puntiran akan lebih kecil dari pada dalam penegangan uniaksial, sesuai dengan: melampaui harga kritis tertentu. j 2 k 2 luluh dalam keadaan geser murni (puntir). ..(2.19) k Dimana : 1 3 0 0,5770 Kriteria ...(2.24) luluh 1 2 2 2 j2 1 2 2 3 3 1 mengisyaratkan 6 von bahwa luluh mises tidak tergantung pada tegangan normal atau tegangan ...(2.20) geser tertentu, melainkan Untuk mengevaluasi tetapan k dan tergantung dari fungsi ketiga harga menghubungkannya dengan luluh dalam uji tegangan geser utama. Karena kriteria t ar i kuni aksi al t er j adibi l aσ1 =σ0,σ2 =σ3 = 0 nor mal ,σ1 – σ2, dan sebagainya, maka 02 02 6k 2 0 3 k kriteria tersebut tidak tergantung pada ...(2.21) Substitusi persamaan persamaan (2.20) (2.21) menghasilkan dari tanda tegangan individual. Semula Von Mises mengusulkan 1/2 1 2 232312 0 1 2 2 ...(2.22) Dari persamaan (2.22) dapat diduga bahwa luluh akan terjadi bilamana selisih tegangan pada sisi kanan persamaan melampaui t eganganl ul uhdal am uj i t ar i kuni aksi al σ0. Untuk mengidentifikasi tetapan k dalam persamaan keadaan tegangan (2.19), dalam perhatikan geser murni, kriteria ini sederhana. karena Setelah matematikanya itu, ahli lainnya berusaha untuk memberikan arti fisik. Hencky (1924) persamaan menunjukkan (2.22) setara bahwa dengan perumpamaan bahwa luluh itu terjadi bilamana energi distorsi mencapai suatu harga kritis. Energi distorsi ialah bagian energi regangan total per volume satuan seperti dalam uji puntir. 1 3 komponen tegangan hiodrostatik. Karena dalam kriteria luluh von mises melibatkan suku bentuk pangkat dua, hasilnya tidak tergantung kriteria luluh Von Mises luluh didasarkan atas selisih tegangan 2 0 yang diperlukan untuk perubahan bentuk yang berlainan dengan energi perubahan Prosedur analisa dengan menggunakan volume. 2.5 metode elemen hingga adalah: Membagi Teori Metode Elemen Hingga Metode Elemen Hingga atau Finite bagian-bagian Element Method (FEM) atau analisa Elemen Hingga atau Finite Element Analysis (FEA), sederhana atau membagi objek Menghubungkan atau merangkai yang elemen-elemen teratur. persamaan Metode (elemen tiap elemen untuk Penggunaan kecil Menjelaskan sifat fisik dari tiap- kompleks kedalam bagian-bagian kecil yang 2.5.1 kedalam dengan nodes) adalah dasar pemikiran dari suatu bangunan bentuk-bentuk kompleks dengan blok-blok struktur Elemen pada membentuk nodes rekaan sistem dari keseluruhan struktur Hingga (Finite Element Method) Penggunaan metode elemen hingga terdiri dari beberapa analisa : Analisa Perancangan perhitungan Menyelesaikan [9] sistem persamaan dengan melibatkan adalah kuantitas yang tidak diketahui serta pada nodal, misalnya pergeseran sederhana, Menghitung simulasi komputer Finite element method atau Finite diinginkan kuantitas yang (regangan dan element Analysis adalah metode tekanan) simulasi paling yang dipilih dalam 2.5.2 Analysis Statik Linear komputer banyak yang diaplikasikan engineering Aplikasi dari metode elemen hingga dalam engineering sebagai berikut: Structure analysis (static / dynamic, diperlakukan sebagai masalah static linear, didasarkan pada asumsi dibawah ini : 1. Small Deformation ( perubahan Mechanical /Aerospace / Civil / Automobile Engineering elemen-elemen Masalah analisis sebagian besar Penggunaan dari aplikasi CAD atau dapat CAM pada yang terjadi sangat kecil) 2. Elastic Material 3. Static Loads linear / nonlinear) Analisa linier dapat menyediakan Thermal / fluid flows kebanyakan Electromagnetics perilaku suatu struktur, dan merupakan Geomechanics suatu perkiraan baik untuk beberapa Biomemechanics analisa. dari informasi Mempertimbangkan elemen penuh pada prismatik tentang suatu Tabel 2.1 Bar element dalam 2-D Gambar 2.3 Elemen Penuh Pada Local Global x,y X,Y u’ ’ i,v i ui , vi 1 node 2 node [9] [9] Prismatic Dimana : b. L = Panjang elemen (mm) A = Luas elemen (mm) E = Modulus elastis (N/mm )] u = u (x) = Displacement (peralihan ) ε= ε(x) = Strain (ketegangan) σ= σ(x) = Stress (tekanan) Bar elemen pada 3–D 2 Hubungan peralihan tegangan ditunjukkan Tabel 2.2 Bar element dalam 3-D pada rumus dibawah ini : du dx Hubungan tekanan …. ( 2. 25) dan tegangan Local Global x,y,z X , Y, Z ui’ ,v ’ w’ i , I ui , vi , wi 1 node 3 node [9] ditunjukkan pada rumus dibawah ini E Elemen …. ( 2. 26) a. Bar elements dalam 2-D matriks kekakuan dihitung di dalam system koordinat lokal dan kemudian menstransformasi dengan mengkoordinir sistem ( x,y,z ). 2.5.3 Analisa Komputer Menggunakan CATIA V5 Kemajuan dibidang komputer saat ini sangat membantu dalam proses penyelesaian analisa, khususnya analisa Peralihan pada cabang samping tidak kekuatan struktur. Saat ini banyak berperan untuk peregangan dari bar/palang, tersedia berbagai jenis perangkat lunak di dalam teori yang linier. (software) yang digunakan untuk analisa struktur, salah satunya adalah CATIA yang merupakan produk keluaran dari Dassault System. Untuk versi terdahulu mungkin penggunaan CATIA selain sulit juga sampah yang masuk dari belt conveyor banyak keterbatasan baik data maupun hasil menuju mesin pencacah juga harus diatur yang diinginkan. CATIA dapat Penggunaan dipakai software agar untuk tidak berlebihan karena dapat analisa menyebabkan tumpukan sampah yang komponen baik itu kekuatan struktur dalam terlalu banyak. beban statis, analisis frekuensi bebas sampai 3.1.3 simulasi perancangan dapat dilakukan. Kini bergerak industri banyak dibidang otomotif Perancangan perusahaan industri, yang Berikut adalah data perancangan khususnya menggunakan Data dan Spesifikasi software CATIA. Versi baru yang kini telah dipasaran yang dibuat dalam conveyor sampah ini: 1. Conveyor Sampah Komponen ini merupakan awal adalah CATIA V5R16. Tetapi pada tugas masuknya sampah menuju mesin akhir kali ini saya menggunakan CATIA pencacah. Conveyor ini dibuat V5R14. sedemikian rupa agar mampu III. DATA PERANCANGAN CONVEYOR 3.1 menahan beban dan meneruskan sampah yang akan diolah di Identifikasi Data mesin pencacah. Sampah yang Dalam suatu perancangan diletakkan diatas conveyor yang hendaknya terlebih dahulu mengetahui dan akan meluncur menuju mesin membuat data-data perancangan yang akan pencacah, dimana conveyor ini dikerjakan. Sehingga proses perancangan dibuat berputar dengan putaran dapat berlangsung dengan baik. 3.1.1 yang Data Perancangan Alternatif Data perancangan dihasilkan oleh elektromotor. alternatif ini Berikut ini adalah spesifikasi dari adalah sebagai pertimbangan awal untuk perancangan conveyor sampah : Tabel 3.1 Spesifikasi Conveyor membantu proses perancangan. 3.1.2 Proses Kerja Conveyor Sampah Proses pengolahan sampah berlangsung setelah sampah-sampah yang dikumpulkan pengumpul MBC-2000 Input Baja kontruksi jenis AISI 4140 Utama 50x50x5 mm Material Rangka Baja kontruksi jenis AISI 4140 dari gerobak Pendukung 50x50x5 mm Sampah tersebut Belt Type Black Cotton Rubber Belt 2Ply dibongkar sampah. Type Material Rangka 6mm kemudian dipilah-pilah untuk memisahkan sampah yang basah, kering, kertas, plastik, logam, maupun material-material yang lainnya. Setelah proses memilahan barulah Roller Penarik Belt Pi pa51/ 2˝+as s11/ 2˝ Bearing Penyangga UCP 208-24 Roller Penggerak Elektromotor 1,5 HP + Gear Reducer WPA 100 ratio 1:30 sampah dimasukan ke conveyor. Volume Dimensi ( L x W x H) 3000 x 1000 x 2000 m 2. Motor Penggerak Dengan Motor penggerak dalam conveyor sampah ini menggunakan Elektromotor 1,5 HP membutuhkan daya yang besar untuk material sebagai berikut: Tabel 3.2 Komposisi elemen untuk material Baja Kontruksi AISI 4140 karena cukup menggerakkan conveyor. 3. komposisi Gear Box Element Weight % C 0.38-0.43 Mn 0.75-1.00 P 0.035 (max) S 0.04 (max) diantara Si 0.15-0.30 sumbunya. Gear box juga dapat Cr 0.80-1.10 Mo 0.15-0.25 Gear box merupakan mekanikal daya yang dan mengubah komponen menstranmisikan gerakan arah putaran dan mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan linier. Fungsi gear box untuk merenduksi kecepatan pada Material baja kontruksi AISI 4140 karakteristik seperti yang conveyor sehingga putaran conveyor memiliki tetap stabil dan tidak terlalu cepat ditunjukkan pada tabel di bawah ini: agar sampah berjalan menuju mesin pencacah tidak bertumpuk-tumpuk 3.2 Pemilihan Material Table 3.3 Karakteristik material kontruksi AISI 4140 MATERIAL secara umum yaitu baja konstruksi STEEL PLATE HOT COIL Pemilihan material yang digunakan pada rangka conveyor sampah ini baja Modulus Young 11 2 x 10 N/m 2 Poisson Ratio 0.27 –0.30 Density 7700 - 8030 jenis AISI 4140. Material ini dipilih karena material tersebut merupakan kg/m baja dengan kadar karbon sedang. Penggunaan baja karbon sedang Thermal dikarenakan lebih kuat dan keras Expansion dibanding baja penggunaannya karbon hampir rendah, sama dengan baja karbon rendah, untuk perancangankonstruksi pembebanan yang lebih berat dan memerlukan kekuatan, kekerasan tinggi, maka baja karbon sedang lebih tepat. Yield Strenght 3 -5 1,23 x10 K/deg 10 4,171 x 10 N/m 2 3.3 Analisis beban statis pada rangka A conveyor B Perhitungan Komputer Start (Compute) Bentuk Geometri Tidak Pembuatan model CAD Menampilkan Hasil Simulasi chassis Analisis dan Simulasi Finish Finish Meshing Gambar 3.1 Diagram alir proses analisis dan simulasi rangka conveyor menggunakan software CATIA V5 Pemberian Restraint 3.4 Prosedur Analisa Statik Setelah Pemberian Beban conveyor (Force) proses telah permodelan selesai,langkah selanjutnya adalah analisis. Modul A B yang digunakan untuk proses analisis adalah Analysis dan simulation setelah itu pilih Generative Structural Analysis karena analisis yang akan dihitung komponen. adalah struktur dari 3.4.2 Melakukan Meshing Proses mesh ini sebagai proses diskritisasi conveyor gambar sehingga model model rangka tersebut dibagi–bagi menjadi beberapa elemen. Gambar 3.2 Tool Option untuk masuk ke modul Generative Structural Analysis Setelah masuk ke modul Generative Structural Analysis, maka akan Gambar 3.4 Proses Meshing 3.4.3 dan Load muncul pilihan untuk jenis pengujian analisis yang akan digunakan, kemudian dipilih Static Analysis. Langkah–langkah dalam melakukan Static Analysis adalah: Langkah Pemberian Restraint Suatu analisis statis selalu terdapat bagian yang dianggap kaku (fix), bagian tersebut menjadi pemegang (clamp) dari struktur rangka. Bagian yang a. Langkah Static Analysis dianggap fix dapat berupa permukaan b. Langkah Meshing yang rata atau terikat dengan komponen c. Langkah pemberian Restraint dan lain. Penempatan posisi clamp sangat Load menentukan hasil analisa. Apabila salah d. Langkah analisa komputer dalam menetukan posisi clamp, dapat e. Menampilkan simulasi berakibat 3.4.1 Langkah Analisa Statik komponen fatal yang bagi keamanan digunakan dari setelah proses analisa. Untuk itu penentuan Start Analysis & Simulation posisi clamp perlu diperhatikan lebih baik. Generative Structural Analysis. Maka akan Posisi clamp pada rangka conveyor seperti terlihat pada Gambar 3.5. muncul New Case Analysis. Gambar 3.3 Tool Option New Analysis Case a. setelah proses pemberian beban langkah selanjutnya perhitungan compute box Kemudian pilih OK, maka komputer akan melakukan analisa perhitungan secara otomatis. Gambar 3.5 Penentuan posisi Clamp Pemberian beban yang b. Dan apabila tidak ada problem maka akan muncul Computation dikenai resources estimation pilih Yes terhadap rangka conveyor dengan beban statik (terpusat). Beban yang maka komputer akan melanjutkan diberikan analisa perhitungan kembali. adalah sebesar 20 kg atau 200 N untuk 3.4.5 kapasitas sampah. Menampilkan Simulasi Proses deformation, Von displacement. ditampilkan simulasi terdiri dari stress dan Mises Proses setelah tersebut dapat langkah-langkah sebelumnya selesai. 3.4.5.1 Menampilkan Deformation Deformasi Gambar 3.6 Distributed force pada rangka conveyor yang akan terjadi pembebanan pada rangka pilih bagian akibat permukaan yang diberi beban dan masukkan conveyor, ditampilkan sebagai berikut: Pada distributed force beban pada force vector X 0 N dan Y 0 N serta masukkan besarnya pada force vector Z -200 N. 3.4.4 Langkah Analisa Komputer Pada langkah-langkah yang telah dilakukan sebelumnya, maka selanjutnya dilakukan langkah analisa komputer. Gambar 3.8 Deformation pada rangka conveyor 3.4.5.2 Menampilkan Von Mises Stress Tegangan Von Mises yang terjadi akibat beban yang terdapat sampah, (a) (b) Gambar 3.7 (a) Compute box. (b) Computation seperti terlihat pada gambar 3.9 yang berupa warna biru dari tegangan minimum sampai tegangan maksimum resources estimation sesuai warna yang diberikan. Gambar 3.11 Deformation yang terjadi setelah diberi beban Gambar 3.9 Tampilan tegangan von mises 3.4.5.3 Menampilkan Displacement Tegangan Von Mises yang terjadi Peralihan akibat pembebanan yang diberikan dari nilai minimum akibat beban yang diberikan sampai sampah pada rangka conveyor maksimum dan ditandai dengan warna pada seperti terlihat pada gambar 3.12 nilai peralihan tersebut. berikut ini : Displacement Maximum Gambar 3.10 Displacement yang terjadi pada rangka conveyor setelah diberi beban 3.5 Hasil Simulasi Rangka Conveyor Analisis Pada Statik Bagian Bawah Hasil yang diperoleh dari analisis statik rangka conveyor pada beban terpusat Gambar 3.12 Tegangan Von Mises yang terjadi yang diberikan adalah sebesar 200 N adalah setelah diberi beban pada rangka conveyor pada bagian bawah sebagai berikut: Deformation Deformasi Hasil yang terjadi tegangan (Von Mises akibat Stress) maksimum ditunjukkan dengan pembebanan yang diberikan pada rangka warna merah sebesar 2,95 x 107 N/m2 conveyor ditunjukkan pada gambar dibawah dan ini: tegangan (Von Mises Stress) minimum ditunjukkan dengan warna biru 6 2 sebesar 2,95 x 10 N/m dengan beban terpusat yang bagian diberikan bawah. pada Maka conveyor yang diberikan adalah berdasarkan adalah sebagai berikut: perbandingan tegangan luluh dari material baja kontruksi jenis AISI 4140 sebesar 2,95 x 8 10 N/m 2 tersebut sebesar 400 N Deformation Deformasi yang terjadi akibat dapat dipastikan struktur rangka pembebanan yang diberikan pada rangka mampu menahan beban yang conveyor diberikan. ditunjukkan pada gambar dibawah ini: Peralihan yang terjadi akibat beban pada rangka bagian bawah ditunjukkan pada gambar dibawah ini: Gambar 3.14 Deformation yang terjadi setelah diberi beban Tegangan Von Mises yang terjadi Displacement Maximum akibat beban yang diberikan sampah pada rangka conveyor seperti terlihat pada Gambar 3.13 Peralihan yang terjadi setelah gambar 3.15 berikut ini : diberi beban terpusat Dengan pembebanan yang diberikan, maka hasil peralihan (displacement) maksimum sebesar 0,0000536 mm dan peralihan (displacement) minimum sebesar 0 mm. Dari hasil peralihan tersebut, maka tidak menimbulkan perubahan pada struktur sehingga dipastikan mampu menahan beban yang diberikan. 3.6 Hasil Rangka Simulasi Conveyor Analisis Pada Statik Bagian Tengah Hasil yang diperoleh dari analisis Gambar 3.15 Tegangan Von Mises yang terjadi setelah diberi beban pada rangka conveyor pada statik rangka conveyor pada beban terpusat bagian tengah Pada gambar 3.15 menunjukan hasil 3.7 Hasil tegangan (Von Mises Stress) maksimum yang ditunjukkan dengan 7 warna Atas 2 2 Hasil yang diperoleh dari analisis warna biru sebesar 6,13 x 10 N/m dengan statik terpusat yang Statik Rangka Conveyor Pada Bagian Mises Stress) minimum ditunjukkan dengan beban Analisis merah sebesar 6,13 x 10 N/m dan tegangan (Von 6 Simulasi diberikan rangka conveyor pada beban pada terpusat yang diberikan adalah sebesar conveyor bagian tengah. Maka berdasarkan 600 N adalah sebagai berikut: perbandingan tegangan luluh dari material baja kontruksi jenis AISI 4140 sebesar 2,95 x 8 10 N/m 2 tersebut Deformation Deformasi yang terjadi akibat dapat dipastikan struktur rangka pembebanan yang diberikan pada rangka mampu menahan beban yang conveyor diberikan. ditunjukkan pada gambar dibawah ini: Peralihan yang terjadi akibat beban pada rangka bagian tengah ditunjukkan pada gambar dibawah ini: Gambar 3.17 Deformation yang terjadi setelah diberi beban Tegangan Von Mises yang terjadi akibat beban yang diberikan sampah pada rangka conveyor seperti terlihat pada gambar 3.18 Displacement Maximum berikut ini : Gambar 3.16 Peralihan yang terjadi setelah diberi beban terpusat Dengan pembebanan yang diberikan, maka hasil maksimum peralihan sebesar (displacement) 0,000052 peralihan (displacement) minimum mm dan sebesar 0 mm. Dari hasil peralihan tersebut, maka tidak menimbulkan perubahan pada struktur sehingga dipastikan mampu menahan beban yang diberikan. Gambar 3.18 Tegangan Von Mises yang terjadi setelah diberi beban pada rangka conveyor pada bagian atas Hasil tegangan (Von Mises Stress) 3.8 Rangka Conveyor Pada Bagian maksimum ditunjukkan dengan warna merah 7 Pembahasan Analisis Statik Pada 2 sebesar 2,52 x10 N/m dan tegangan (Von Bawah, Tengah, Dan Atas. Mises Stress) minimum ditunjukkan dengan 6 Dari analisis statik yang telah 2 warna biru sebesar 2,52 x 10 N/m dengan dilakukan terhadap rangka conveyor pada beban terpusat yang diberikan pada bagian bawah, tengah, dan atas dengan conveyor bagian bawah. Maka berdasarkan memberikan beban yang terpusat. Hasil perbandingan tegangan luluh dari material analisis statik tersebut menunjukkan baja kontruksi jenis AISI 4140 sebesar 2,95 x tegangan (Von Mises Stress) maksimum, 8 10 N/m 2 tersebut dapat dipastikan struktur rangka minimum dan peralihan (displacement) mampu menahan beban yang maksimum serta minimum dengan beban diberikan. yang berbeda pada tiap posisi yang Peralihan yang terjadi akibat beban dikenai. Pada tabel 3.4 merupakan hasil pada rangka bagian tengah dari analisis statik pada rangka conveyor ditunjukkan pada gambar dibawah pada bagian bawah, tengah, dan atas dengan memberi beban yang berbeda ini: pada tiap posisi yang dikenai. Tabel 3.4 Beban yang diberikan pada komponen rangka pada bagian bawah, tengah, dan atas N Beban yang o diberikan 1 bagian bawah sebesar 200 N pembebanan (displacement) hasil maksimum yang 2 peralihan bagian tengah minimum sebesar 0 mm. Dari hasil peralihan sebesar 400 N 3 tidak n Maksim minim Maksim minimu menimbulkan um um m (N/m2) (mm) (mm) 2,95 x 7 2,95 x 0,00005 0 6 10 10 36 6,13 x 6,13 x 0,00005 7 10 6 10 36 2,52 x 0,00006 Pada rangka sebesar 600 N 2,52 7 x10 6 10 51 perubahan pada struktur sehingga dipastikan mampu menahan beban yang diberikan. 0 Beban sampah bagian atas maka Peraliha Beban sampah Pada rangka sebesar 0,0000651 mm dan peralihan (displacement) tersebut, n Beban sampah Pada rangka beban terpusat maka Peraliha gan (N/m2) Gambar 3.19 Peralihan yang terjadi setelah diberi diberikan, Tegan an um Displacement Maximum Dengan Tegang Analisis statik yang dihasilkan dari rangka pada bagian bawah, tengah, dan atas dengan beban yang diberikan maka menghasilkan tegangan von mises 0 7 maksimum sebesar 6,13 x 10 N/m 2 dan σe = Tegangan Von Mises maksimum sebesar peralihan (displacement) maksimum sebesar 6,13 x 107 N/m2 0,0000651mm. Sedangkan ditinjau dari Factor of safety: spesifikasi material yang digunakan pada struktur tersebut dan membandingkan dengan data-data yang dihasilkan dari simulasi pada rangka pada bagian bawah, 2,95 x 108 N/m2 η= = 4,8 7 6,13 x 10 N/m 2 tengah, dan atas maka dapat dipastikan mampu menahan beban yang diberikan pada dimana: 8 struktur tersebut. Sy = Tegangan luluh sebesar 2,95 x 10 N/m 2 Ditinjau dari faktor keamanan pada σe = Tegangan Von Mises maksimum sebesar material yang digunakan struktur rangka 7 2 2,52 x10 N/m conveyor haruslah lebih besar daripada 1,0 jika harus dihindari kegagalan. Bergantung Factor of safety: 2,95 x 108 N/m2 pada keadaan, maka faktor keamanan yang harganya sedikit diatas 1,0 hingga 10 yang dipergunakan. Faktor keamanan η= yang digunakan pada rangka conveyor dihitung = 1,1 2,52 x107 N/m2 BAB IV PERENCANAAN GEAR BOX berdasarkan perbandingan tegangan luluh material baja kontruksi jenis AISI 4140 dengan tegangan von mises maksimum 4.1 Data Spesifikasi Gear box Tabel 4.1 Spesifikasi Gearbox seperti dibawah ini: Material Pinion dan Gear Factor of Safety ( η) = Sy Baja Kontruksi jenis AISI 4140 Gearbox memiliki 1 tingkat reduksi (Pinion dan gear) σe Umur gearbox diestimasikan beroperasi selama 10 tahun dimana: Material Flat Belt Polyamide dengan lebar 1.1 inch 8 Sy = Tegangan luluh sebesar 2,95 x 10 N/m 2 σe = Tegangan Von Mises maksimum sebesar 7 2,95 x 10 N/m 2 Koefisien gesek flat-belt 0.8 Kecepatan angular pada 40 rpm pulley output Daya yang ditransmisikan 1,5 HP Material Poros input dan Baja Kontruksi jenis AISI poros output 4140 Factor of safety: 2,95 x 108 N/m2 η= dimana: =1 2,95 x 107N/m2 8 Sy = Tegangan luluh sebesar 2,95 x 10 N/m 2 4.2 Pemilihan Material Pemilihan material yang MULAI digunakan pada mesin gear box conveyor sampah ini secara umum yaitu baja konstruksi jenis AISI 4140. Material ini dipilih karena material tersebut merupakan baja dengan kadar karbon sedang. Penggunaan RENCANAKAN : Angka transmisi i Pasangan roda gigi Sudut tekan Bahan roda gigi baja karbon sedang dikarenakan lebih kuat dan keras dibanding baja karbon rendah, penggunaannya hampir sama dengan baja karbon rendah, untuk ASUMSIKAN : Nilai diametral pitch P TENTUKAN : Nilai diametral pitch circle perancangan konstruksi pembebanan yang lebih berat dan memerlukan kekuatan, kekerasan tinggi, maka baja karbon sedang lebih tepat. HITUNG : Kecpatan pitch line Vp Torsi T Gaya tangensial Ft Gaya dinamik Fd Tebal roda gigi b Elektromotor 9<b< Gear Box P Tidak 13 P HITUNG : Gaya bending Fb Gambar 4.1. Rancangan Conveyor Tidak Fb > Fd SELESAI 4.2 Diagram Alir Perencanaan [3] Roda Gigi 4.3 6. Penentuan Kecepatan Picth Line ( Vp ) Perancangan Gearbox Dik : P = 1,5 HP Vp = W2 = 2 rpm W2 n2 = = n2 n1 W1 2 rpm Vpgear= n1 = 4 rpm 1. Perencanaan Angka Tranmisi i Vppinion= = n1 = 4 2 2 n 2 Ntp = n1 Ntg 30 1 = →30 = 60 2 = T .n 63000 T = hp.63000 n 1,5.63000 47250 lb.in 2 = 5339.25 N.m 3. Penentukan Sudut Tekan (θ) Faktor lewis : Pinion 30 → Yp = 0, 425 60 → Yg = 0, 491 8. Menghitung Gaya-gaya Yang bekerja Gaya Tangensial θ= 25° Ft = 4. Menentukan Bahan Roda Gigi Alloy Steel SAE AISI 4140 So = 65000 Psi 5. Penentuan Diameter Picth Line Dengan mengasumsikan nilai P = 5 gigi kasar P = Nt d 1 < P < 10 2 d= = hp.33000 Vp 1,5.33000 7882,17 lb 6,28 = 35059.89 N Bhn = 475 Gigi kasar 3,14.6.4 6,28ft/min=0.03 m/det 12 hp = = pinion, 60 = gear Gear 3,14.12.2 6,28ft/min=0.03m/dt 12 7. Menghitung Torsi ( T ) 2. Perencanaan Pasang Roda Gigi rv = .d .n 12 Nt P Gaya Dinamik Fd = 600 Vp . Ft 600 untuk ≤Vp≤2000f t / mi n = 600 6,28 .7882,17 600 = 7964,67 lb = 35426.85 N Dari Persamaan Beban Keausan dg = Ntgear 60 12 P 5 dp= Ntpinion 30 6 inch=0.30 m P 5 inch= 0.30 m Ijin Dapat Di Hitung Fw = dp . b . Q . k Asumsi Fw = Fd θ=25° k = 453 Q DimanaFd : b= Sad dp = Teg .Q.k. ijin Max Perencanaan (Psi) 2.dg dg dp = Sat 2.12 12 6 = = Teg . ijin Material AISI 4140 42000 KL 7964,67 = 6.1,33.453 = Faktor Umur = 1.7 untuk umur 86400 jam atau 10 thn 24 = 1,33 18 KT = Faktor Temperatur T ° F= Temperatur Tertinggi dari minyak = 2,2 Inch = 0.05 m pelumas 160 ° F Ketebalan roda gigi haus memenuhi KT = persyaratan 9 13 < b < p p 9 < b < 5 460 T F 460 160 1 160 160 KR = Faktor Keamanan = 1.00 dengan golongan I cocok dari 13 5 100 buah Dari nilai-nilai diatas dapat dimasukan 1,8 < 2,2 < 2,6 Aman Sad 9. Perhitungan Gaya Bending ( Fb ) Fb = KT . KR S .b. p = 42000 . 1,7 1x1 = 71400 Psi Fb pinion = 65000.2,2.0,425 12155 lb 5 = = 62461.48 N Fb pinion ≥ Fd ≥7964, 67 lb = 35059.89 N Ko = Faktor koreksi beban lebih =1,25 Untuk kekuatan yang tetap dengan beban yang Fb ≥ Fd Fb gear ≥ Fd 14042,6 ≥ 7964, 67 Kekuatan Gigi Dengan Metode AGMA Dari Pers : δt = Tegangan Yang Terjadi Pada Kaki Ft = Beban Yang Ditransmisikan 7882,17 65000 .2,2.0,491 14042,6 lb 5 10. Pengujian Dari pers : Gigi 54065.44 N Fb gear= 12155 = Sat . KL Sat.KL Sad = KT .KR berubah-ubah P = Diameter picth line 5 Ks = Faktor koreksi ukuran = 1 Untuk perencanaan roda gigi lurus Km = Koreksi distribusi beban =1.3 Untuk lebar Roda gigi kurang dari 2 dengan kondisi ketepatan bearing Ky = Faktor dinamis =1 Untuk perencanaan roda gigi lurus Dimana : dengan kecepatan picth line Vp = 6,28 Cp = 2300 untuk material pinion dan gear ft/min = 0.03 m/det adalah steel b = Lebar roda gigi 2,2 inch = 0.05 m Ft = beban yang ditransmisikan 7882,17 J = Faktor bentuk untuk geometri lb = 35059.89 N = 0.47 dari jumlah gigi pinion 30 dengan Co = 1.25 untuk daya yang sedang tidak sudut θ25° berubah dengan beban yang Di dapat : berubah-ubah δt = = Cv = 1 karena roda gigi lurus dengan Vp Ft.Ko.P.Km.Ks Kv.b.J = 6,28 ft/min = 0.03 m/det 7882,17.1,25.5.1,3.1 1.2,2.0,47 64042,63 = 1,034 = 1 pengujian akhir sangat baik = Syarat : Sad > δt Perencanaan Aman 71400 > 61936,78 Aman = 0.47 dari jumlah gigi pinion 30 dengan b memilih 1 tingkat reduksi 0,45b 20 2,2 0,45.2,2.20 = 0,11 dp = 6 inch = 0.1 b = 2,2 inch = 0.05 m L = 0.08 faktor bentuk sudut θ25° Di dapat : = Cf Cm = = 61936,78 Psi δt Cs = 1 faktor ukuran tanpa ada masalah Ft.Ko.P.Km.Ks Kv.b.J 7882,17.1,25.5.1,3.1 = 1.2,2.0,47 δt = CP Ft.Co.Cs.Cm.Cf Cv.dp.b.L = 2300 7882,17.1,25.1.0,11.1 1.6.2,2.0,08 = 73683,53 Psi 64042,63 = 1,034 = 61936,78 Psi Syarat : Sad > δt 71400 > 61936,78 CL.CH CT .CR Dari persamaan : δc ≤Sac Perencanaan Aman Aman 11. Pengujian Keausan Dengan Metode AGMA Dimana : Sad = 150000 Psi CT = 460 T F 460 160 620 620 =1 T ° F = 160 temperatur tertinggi untuk Ft.Co.Cs.Cm.Cf δt=CP Cv.dp.b.L minyak pelumas CH = 1 untuk kekerasan pinion dan gear =1 K maka CH = 1 karena K < Rangka Conveyor pada bagian atas : 1,2 CL = 1,4 umur gear 86400 jam atau 10 tahun Tegangan maksimum Von Mises: 7 CR = 1,25 δc ≤Sac 2,52 x10 N/m Translasi CL.CH CT .CR 2 vektor peralihan maksimum : 0,0000651 mm Dari 1,4.1 δc ≤150000 1.1,25 disimpulkan hasil analisis dapat bahwa pada rangka conveyor pada bagian bawah lebih aman δc ≤168000Psi dibandingkan pada bagian tengah dan 73683,53 ≤168000Aman bagian atas jika dilihat dari tegangan Syarat δc ≤Sac( Per encanaanAman) maksimumnya, V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan bawah yang pada memiliki lebih kecil rangka tegangan bagian maksimum dibandingkan pada rangka bagian tengah dan bagian atas. Berdasarkan hasil analisis komputer Dan dari hasil perencanaan dan menggunakan perangkat lunak CATIA V5 perhitungan dari perencanaan gear box pada setiap rangka conveyor pada bagian yang telah dilakukan maka dapat diambil bawah, tengah, dan atas dengan beban yang kesimpulan : berbeda maka diperoleh kesimpulan sebagai 1. Penggunaan bahan untuk roda gigi berikut: adalah : Alloy Steel (AISI 4140, So = 1. Dari hasil analisis beban statis pada 650000, BHN = 475). rangka conveyor dengan memberikan 2. Perhitungan gaya bending dapat pembebanan sebesar 20 kg, 40 kg, diterima yaitu : 60 kg diperoleh data sebagai berikut : Pada gearbox : Rangka Conveyor pada bagian bawah: Tegangan maksimum 7 Mises : 2,95 x 10 N/m Translasi vektor Fbgear ≥ Fd 12155 ≥7964, 67 14042, 6≥ 7964, 67 Von 2 3. Hasil pengujian keausan dengan peralihan menggunakan metode AGMA dapat maksimum : 0,0000536 mm Rangka Conveyor pada bagian tengah : Tegangan maksimum Von 7 Fbpinion ≥ Fd Mises : 6,13 x 10 N/m 2 diterima : Pada gearbox : δc≤Sac 73683,53 ≤168000(Perencanaan Aman) peralihan 4. Hasil pengujian kekuatan dengan menggunakan metode AGMA maksimum : 0,000052 mm Translasi vektor dapat diterima : 9. C.S. Desai Sri Jatno Wirjosoedirjo., Sad > δc Pada gearbox : Dasar-dasar Metode Elemen Hingga, 71400 > 61936,78 Erlangga, Jakarta, 1996. (Perencanaan Aman) 10.Situs internet :http://www.efunda.com DAFTAR PUSTAKA 1. Situsinternet :http://www.beltconveyor.com 2. Kalpakjian, Schmid., Manufacturing Engineering and Technology, Prentice Hall 3. Sularso, Kiyokatsu Suga. Elemen Mesin Jilid 3.PT. Pradya Paramitha , Jakarta.1997. 4. Popov, E.P., Mechanics of Materials, Berkeley, California, 1984 5. Jensen, Alfred dan Chenoweth, Harry H., Kekuatan Bahan Terapan, Edisi Keempat, Erlangga, Jakarta, 1991. 6. James M. Gere, Stephen P. Timoshenko., Mekanika Bahan, edisi kedua versi SI., Alih bahasa Hans J. Wospakrik Institut Teknologi Bandung 1996 Penerbit Erlangga. 7. Ferdinand L. Singer, Andrew Pytel., Ilmu Kekuatan Bahan, edisi ketiga, Ahli bahasa, Darwin Sebayang (LAPAN), Jakarta, Penerbit Erlangga, 1985. 8. Jensen, A. And Chenoweth, harry H., Applied Strenghth of Material, edition., McGraw-Hill inc., 1983. fourth
