Download - Tugas Alat Pemindah Bahan Final
ALAT PEMINDAHAN BAHAN
CATATAN KULIAH
1. Takel Puli Tetap
∑ MA = 0– k.R + G.R = 0
– k.R = – G.R
k =G.R
= GR
k > R Belum termasuk alat pemindahan bahan. Harus dibagi dengan randemen (η) agar termasuk ke dalam kategori pemindahan bahan.
Maka: k =G
η
Contoh Soal !
Sebuah takel puli tetap akan digunakan untuk memindahkan beban seberat 380
Kg.f dengan randemen 0,96. Tentukan daya yang dubutuhkan agar beban tersebut
dapat dipindahkan?
Penyelesaian !
Dik: G = 380 kg.f dan η = 0,96
Dit: k?
Jawab:
k = G
η
k = 380
= 395,83 Kg.f (Jawab)0,96
2. Takel Puli Lepas
Daya (k)Beban (G)
∑MA = 0
-k.2R + G.R = 0
-k.2R = -G.R
k =G.R
=G
2R 2
Makak =
G
2η
Contoh Soal !
Sebuah takel puli lepas akan digunakan untuk memindahkan beban sebesar 380
Kg.f dengan randemen 0,96. Tentukan berapa Gaya yang dibutuhkan untuk
memindahkan beban tersebut?
Penyelesaian !
Dik: G = 380 Kg.f dan η = 0,96
Dit: k?
Jawab:
k =G
2η
k =380
= 197,92 Kg.f (Jawab)2 (0,96)
3. Takel Puli Majemuk
untuk 2 Puli
Jika randemen = 100% Jika randemen kurang dari 100%
k =G
k = G
2 2 η
Contoh soal !
Gaya (k)
Beban (G)
Beban (G)
Gaya (k)
Sebuah takel dua puli akan memindahkan beban sebesar 380 Kg.f. Berapakah
gaya yang harus diberikan agar beban tersebut dapat terangkat jika: a). Randemen
1, b). Randemen 0,96
Penyelesaian !
Dik: G = 380 Kg.f
Dit: k jika η1 = 1, η2 = 0,9
Jawab:
a. η1 = 1
k = G
2
k = 380
= 190 Kg.f (Jawab)2
b. η2 = 0,96
k = G
2η
k = 380
= 197,92 Kg.f (Jawab)2 (0,96)
untuk n Buah Pul
η = randemen tiap pili
K. η = S1
K. η = S2
K. η = S3
K. η = S4
K. η = S5
K. η = S6
S1 + S2 + S3 + S4 + S5 + S6 = G
K. η + K. η2 + K. η3 + K. η4 + K. η5 + K. η6 = G
K. η ( 1 + η + η2 + η3 + η4 + η5 ) = G
Contoh Soal !
Sebuah takel akan digunakan untuk memindahkan beban sebesar 250 Kg.f
dengan gaya yang diberikan sebesar 30 Kg.f. Tentukan jumlah puli yang
dibutuhkan agar beban tersebut dapat terangkat dengan angka randemen sebesar
0,96.
S2
S4
S6 S5
S3
S1
G
Penyelesaian !
Dik: G = 250 Kg.f, k = 30 Kg.f dan η = 0,96
Dit: n Puli?
Jawab:
k = G (1 – η)
η (1 – ηn)
30 = 250 (1 – 0,96)
0,96 (1 – 0,96n)
30 . (0,96) . (1 – 0,96n) = 250 (1 – 0,96)
28,8 – 28,8 x 0,96n = 10
-28,8 x 0,96n = 10 – 28,8
0,96n = 18,8
= 0,65328,8
0,96n = 0,653
Log 0,96n = Log 0,653
n =Log 0,653
Log 0,96
= 10,44
4. Takel Roda Gigi
Mp1 = k.Rp
F1 =Mp1
Rt1
Mp2 =Mp1
x Rt2Rt1
Mp2 =k.Rp
x Rt2Rt1
F2 =Mp2
Rt3
Mp3 =Mp2.Rt4
Rt3
=k.Rp.Rt2.Rt4
Rt3.Rt1
Mp3 = G.R
G.R =k.Rp.Rt2.Rt4
Rt3.Rt1
Keterangan:
k = Gaya penarik (Kg.f)
G = Beban yang diangkat (Kg.f)
Rp = Jari-jari puli
R = Jari-jari tromol
i = Angka transmisi
η = Randemen
Z1
Z2 Z3
Z4
Puli Pemutar
Puli Pemutar
Rt4
Rt3
Rt2
Rt1
G
k =G.R
Rp x Rt2
xRt4
Rt1 Rt3
i =Z2
xZ4
Z1 Z3
k =G.R
Rp. i . η
Contoh Soal !
Sebuah takel roda gigi akan memindahkan beban sebesar 300 Kg.f. Jika jari-jari
tromol 20 cm, jari-jari puli 15 cm, perbandingan angka transmisi 4 dan randemen
0,8, hitunglah berapa gaya yang dibutuhkan untuk menarik beban tersebut ?
Penyelesaian !
Dik: G = 300 Kg.f, R = 20 cm, Rp = 15 cm, i = 4 dan η = 0,8
Dit: k?
Jawab !
k =G.R
Rp. i. η
k =300 x 20
15 x 4 x 0,8
= 125 Kg.f (Jawab)
5. Takel Diferensial
∑MA = 0
– k.R . ½.G.r + ½ G.R = 0
– k.R . ½.G.r = – ½ G.R
k =½ G (R – r)
R
k = G (R – r)
2 R.η
Keterangan:
R = Jari-jari puli besar (cm)
r = Jari-jari puli kecil (cm)
G = Beban gaya diangkat (Kg,f)
k = Gaya Penarik (Kg.f)
η = Randemen
Contoh Soal !
Sebuah takel diferensial akan memindah beban sebesar 300 Kg.f. Jika diketahui
jari-jari puli besar 20 cm, jari-jari puli kecil 15 cm dan randemen 0,9. Tentukanlah
besar gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan beban tersebut?
Penyelesaian !
Diketahui: G = 300 Kg.f, R = 20 cm, r = 15 cm, η = 0,9
Ditanya: k?
R
r
Jawab !
k =G (R – r)
2 R.η
k =300 (20 – 15)
2. 20. 0,9
= 41,667 ≈ 42 Kg.f
6. Takel Ulir
k. Rp. i. η = G.R
k =G.R
Rp. i. η
Keterangan:
i =Z
= angka transmisig
Z = Jumlah gigi roda gigi cacing
g = Banyak gang pada poros ulir
R
G
Rp
Contoh Soal !
Dari sebuah takel ulir, diketahui: k = 60 Kg.f, R = 20 cm, Rp = 10 cm, i = 4 dan η
= 0,9. Hitunglah berat beban maksimal yang dapat dipindahkan?
Penyelesaian !
Diketahui: k = 60 Kg.f, R = 20 cm, Rp = 10 cm, i = 4 dan η = 0,9.
Ditanyakan: G ?
Jawab !
k =G.R
Rp. i. η
G =k. Rp. i. η
R
G =60 x 10 x 4 x 0,9
20
= 108 Kg.f (Jawab)
1. Crane
H1 =Go . a + q . L σo = Tekanan bidang yang diizinkan
h Go = Berat crane kolom putar
v = Gaya vertikal (Kg) q = Beban (Kg)
v = q + Go M = Go . a + q . L
v =π
x d12 . σo
a = Jarak titik berat crane ke sumbu putar (m)
4 l = Jarak beban ke sumbu putar (m)
d1 =h = Jarak tengah-tengah bantalan
Mg = H1 . μ . (d2/2) + H1 . μ . (d1/2) + v . (d1/4) . μ
F. L . η = H1 . μ . (d2/2) + H1 . μ . (d1/2) + v . (d1/4) . μ
Gaya dorong = F = H1 . μ . (d2/2) + H1 . μ . (d1/2) + v . (d1/4) . μ
H1 = Lo . d2 . σo
Lo=
d2
H1
H1
h
d2
a
Go. lq
L0
d2
L . η
Dengan Motor Penggerak
71620 . N/n . i . η = H1 . μ . (d2/2) + H1 . μ . (d1/2) + v . (d1/4) . μ
N =(H1 . μ . (d2/2) + H1 . μ . (d1/2) + v . (d1/4) . μ) x n
71620 . i . η
Contoh:
Dik : q = 5 Ton (5000 Kg), Go = 800 Kg, a = 0,75 m, L = 2 m, h = 3 m, σo =
60 Kg/cm2, σb = 600 Kg/cm2, η = 0,7, μ = 0,1, n = 300 rpm, i = 8.
Dit : N ?
Jawab :
H1 =Go . a + q . L
=800 . 0,75 + 5000 . 2
= 3533,33 Kgh 3
d1 =
d1 = = = 11,097 ≈ 11,11 cm
v =π
x d12 . σo
4
v = 0,785 x (11,1)2 x 60 = 5803,2 Kg
=
= = = 1,414
Lo = 1,414 . d2
H1 = Lo . d2 . σo
3533,33 = 1,414 . d2 . d2 . 60
d2 = = 6,45 cm
Maka:
N =(H1 . μ . (d2/2) + H1 . μ . (d1/2) + v . (d1/4) . μ) x n
71620 . i . η
N = (3533,33 . 0,1 . (6,45/2) + 3533,33 . 0,1 . (11,1/2) + 5803,2 . (11,1/4) . 0,1) x 300
71620 . 8 . 0,7
N = 4710,7 x 300
401072
= 3,524 Hp
Soal !
Sebuah crane, digunakan untuk memindahkan sebuah beban seberat 6 Ton. Berat
crane 500 Kg. Jarak titik berat crane ke sumbu putar 1 m. Jarak beban ke sumbu
putar 2 m. Jarak tengah-tengah bantalan 4 m. Bila σo = 60 Kg/cm2, σb = 600
Kg/cm2, η = 0,7, μ = 0,1, n = 300 rpm, i = 8. Tentukan daya putaran motor
penggerak yang dibutuhkan?
Penyelesaian !
Dik : q = 6 Ton (6000 Kg), Go = 500 Kg, a = 1 m, L = 2 m, h = 4 m, σo = 60
Kg/cm2, σb = 600 Kg/cm2, η = 0,7, μ = 0,1, n = 300 rpm, i = 8.
Dit : N ?
Jawab:
H1 =Go . a + q . L
=500 . 1 + 6000 . 2
= 3125 Kgh 4
d1 =
d1 = = = 11,75 cm
v =π
x d12 . σo
4
v = 0,785 x (11,75)2 x 60 = 6502,74 Kg
=
= = = 1,414
Lo = 1,414 . d2
H1 = Lo . d2 . σo
3125 = 1,414 . d2 . d2 . 60
d2 = = 6,069 cm
Maka:
N =(H1 . μ . (d2/2) + H1 . μ . (d1/2) + v . (d1/4) . μ) x n
71620 . i . η
N = (3125 . 0,1 . (6,069/2) + 3125 . 0,1 . (11,75/2) + 6502,74 . (11,75/4) . 0,1) x 300
71620 . 8 . 0,7
N = 4694,4 x 300
401072
= 3,511 Hp
2. Ban Berjalan
Puli Penggerak : v =π . D . n
m/dtk)60
D = Diameter puli penggerak (m)
n = Putaran puli penggerak (rpm)
v = Kecepatan keliling puli penggerak
Gaya Gesek
w = G x μ
μ = Koefisien gesek rol dan bantalan
G = Berat beban + berat ban
N =w . v
(HP)75 . η
Berat ban = Volume ban x γ (Kg)
Volume ban = Luas penampang x panjang
= b x t x l
Sebuah ban berjalan dengan data sebagai berikut:
L = 30 m = 300 dm. t = 1 cm = 0,1 dm. b = 45 cm = 4,5 dm. γ = 1,5 Kg/dm3. μ =
0,1. Berat beban dipindahkan = 2 ton = 2000 Kg. Diameter puli penggerak = 30
cm = 0,3 m. n = 150 rpm. η = 0,7.
Ditanyakan : N ?
Jawab !
v = 4,5 x 0,1 x 300 = 135 dm3
Berat beban = v . γ
= 135 x 1,5 = 202,5 Kg
W = G . μ
= (2000 + 202,5) x 0,1 = 220,25 Kg
v =π . D . n
60
= 3,14 x 0,3 x 150 = 2,36 m/s
b = Lebar ban (dm)
t = Tebal ban (dm)
l = Panjang ban (dm)
γ = Berat jenis (Kg/dm3)
tl
b
60
N =W . v
75 . η
N = 220,25 x 2,36
75 x 0,7
= 9,9 HP
Soal !
Sebuah ban berjalan dengan data sebagai berikut:
L = 40 m = 400 dm. t = 1 cm = 0,1 dm. b = 45 cm = 4,5 dm. γ = 1,5 Kg/dm3. μ =
0,1. Berat beban dipindahkan = 4 ton = 4000 Kg. Diameter puli penggerak = 50
cm = 0,5 m. n = 150 rpm. η = 0,7.
Ditanyakan : N ?
Jawab !
v = 4,5 x 0,1 x 300 = 135 dm3
Berat beban = v . γ
= 135 x 1,5 = 202,5 Kg
W = G . μ
= (4000 + 202,5) x 0,1 = 420,25 Kg
v = π . D . n
60
= 3,14 x 0,5 x 150 = 3,925 m/s
60
N =W . v
75 . η
N = 420,25 x 3,925
75 x 0,7
= 31,42 HP
3. Konveyer Ulir
q = 60 . π . (D2/4) . S . n . φ . γ . C (ton/Jam)
D = diameter ulir (m)
S = Pitch ulir (m)
S = 0,8 x D
γ = Berat jenis bahan (ton/m3)
Pemasukan Beban
Pengeluaran
n = putaran ulir (rpm)
C = Faktor Korelasi
B = 0o 5o 0o 15o 20o
C = 1 0,9 0,8 0,7 0,65
φ = Faktor Pembebanan
φ = 0,125 untuk aliran lambat material abrasive
= 0,25 untuk aliran lambat material sedikit abrasive
= 0,32 untuk aliran beban, sedikit abrasive
= 0,4 untuk aliran beban, tidak abrasive
Daya Penggerak
N =q . L (Wo + Sin β) Kw
η . 367
Contoh !
Sebuah konveyer ulir dengan kapasitas q = 45 ton/Jam. Putaran poros ulir 75 rpm,
panjang konveyer ulir 10 m, berat jenis bahan yang diangkut 0,95 ton/m3, sudut
kemiringan mendaki β = 5o, faktor gesek 2,5. Faktor pembebanan 0,32.
Randemen 0,9. Faktor koreksi C = 0,9. Hitung diameter konveyer ulir yang
dipakai dan daya motor penggerak yang dibutuhkan !
Penyelesaian !
Dik : Q = 45 ton/Jam. n = 75 rpm. L = 10 m. γ = 0,95 ton/m3. β = 5o. Wo = 2,5. φ
= 0,32. η = 0,9. C = 0,9.
Dit : D dan N?
Jawab !
q = 60 . π . (D2/4) . S . n . φ . γ . C
= 60 x 3,14 x (D2/4) x (0,8.D) x 75 x 0,32 x 0,95 x 0,9
L = panjang batang berulir
Wo = faktor gesek
β = sudut kemiringan
Tanda plus (+) untuk arah naik
Tanda minus (–) untuk arah turun
η = Randemen
D2 x 0,8.D =45 x 4
60 x 3,14 x 75 x 0,32 x 0,95 x 0,9
=180
3865,968
D2 x 0,8.D = 0,047
D =
D = 0,3887 ≈ 0,4 m
N =q . L
(Wo + Sin β) η . 367
=45 . 10
(2,5 + Sin 5) 0,9 . 367
= 1,362 x (2,6)
= 3,5412 Kw
Soal !
Dari sebuah konveyer, diperoleh data sebagai berikut:
Dik : Q = 50 ton/Jam. n = 75 rpm. L = 15 m. γ = 0,95 ton/m3. β = 5o. Wo = 2,5. φ
= 0,32. η = 0,8. C = 0,9.
Dit : D dan N?
Jawab !
q = 60 . π . (D2/4) . S . n . φ . γ . C
= 60 x 3,14 x (D2/4) x (0,8.D) x 75 x 0,32 x 0,95 x 0,9
D2 x 0,8.D = 45 x 4
60 x 3,14 x 75 x 0,32 x 0,95 x 0,9
=180
3865,968
D2 x 0,8.D = 0,047
D =
D = 0,3887 ≈ 0,4 m
N =q . L
(Wo + Sin β) η . 367
=50 . 15
(2,5 + Sin 5) 0,8 . 367
= 2,555 x (2,6)
= 6,643 Kw
Contoh !
Sebuah konveyer ulir dengan diameter ulir 400 mm dengan putaran 95 rpm,
panjang batang berulir 15 m, dengan sudut pedakian β = 10o dengan faktor koreksi
C = 0,8. Pitch ulir S = 0,8 . D, faktor pembebanan φ = 0,4, berat jenis γ = 0,9
ton/m3, randemen η = 0,8. Hitunglah kapasitas konveyer tersebut? Hitung juga
daya penggerak konveyer jika faktor gesek Wo = 4?.
Penyelesaian !
Dik : D = 400 mm = 0,4 m. n = 95 rpm. C = 0,8. S = 0,8 x D = 0,32 m. φ = 0,4.
γ = 0,9. L = 15 m. β = 10o. η = 0,8. Wo = 4.
Dit : q dan N?
Jawab !
q = 60 . π . (D2/4) . S . n . φ . γ . C
= 60 x 3,14 x (0,42/4) x 0,32 x 95 x 0,4 x 0,9 x 0,8
= 65,979 ton/Jam
N =q . L
(Wo + Sin β) η . 367
=65,979 . 15
(4 + Sin 10) 0,8 . 367
= 3,371 x (4,174)
= 14,07 Kw
Soal !
Dari sebuah konveyer, diperoleh data sebagai berikut:
Dik : D = 500 mm = 0,5 m. n = 75 rpm. C = 0,8. S = 0,8 x D = 0,4 m. φ = 0,4. γ
= 0,9. L = 10 m. β = 10o. η = 0,8. Wo = 4.
Dit : q dan N?
Jawab !
q = 60 . π . (D2/4) . S . n . φ . γ . C
= 60 x 3,14 x (0,52/4) x 0,4 x 75 x 0,4 x 0,9 x 0,8
= 101,736 ton/Jam
N =q . L
(Wo + Sin β) η . 367
=101,736 . 10
(4 + Sin 10) 0,8 . 367
= 3,465 x (4,174)
= 14,46 Kw