analisa keausan sproket

8/16/2019 analisa keausan sproket

1/39

ANALISIS KEAUSAN SPROKET PADA MESIN PEMERAS

SARI SINGKONG

DI PT. SEMANGAT JAYA PESAWARAN LAMPUNG

(Laporan Kerja Praktik)

Oleh

Jati Wahyu Nugraha

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2016


2/39

1

I. PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang

PT. Semangat Jaya merupakan produsen tepung tapioka yang terletak di Desa

Bangunsari, Kecamatan Negeri Katon, Kabupaten Pesawaran, Provinsi

Lampung. Perusahaan ini merupakan perusahaan perseorangan yang dimiliki

oleh Hi. Supar. PT. Semangat Jaya memiliki 4 pabrik singkong yang di

pimpin oleh Hi. Supar. Dua Pabrik terletak di Negeri Katon, satu di Adiluwih

dan satu di Indo Lampung.

Perusahaan ini mengawali kegiatannya dalam pembuatan gaplèk, kemudian

pada tahun 2001 berkembang menjadi perusahaan yang memproduksi tepung

tapioka. Tepung tapioka yang sudah kering dan dikemas akan dibeli

konsumen yang berasal dari dalam dan luar Lampung seperti Masgar, Metro,

Bogor, Cianjur, Cirebon, Tangerang, Tasikmalaya dan Tegal. Tepung yang

sudah dibeli konsumen akan diantarkan dengan kendaraan perusahaan,

kecuali konsumen yang membeli secara langsung ke pabrik dan membawa

kendaraan sendiri. PT. Semangat Jaya memperoleh bahan baku dari petani

sekitar dan petani luar daerah yang datang ke pabrik.


3/39

2

Proses utama dalam produksi tepung tapioka di PT. Semangat Jaya yaitu

pencucian, pemarutan, ekstraksi, pengendapan, penggilingan, pengeringan,

dan pengemasan.

Untuk memaksimalkan produksi tepung tapioka maka mesin-mesin yang

digunakan harus selalu dijaga performanya, salah satu mesin yang menjadi

ikut andil dalam menentukan kualitas tepung tapioka adalah mesin pemeras

sari singkong, setelah singkong diparut lalu di campur air langsung masuk ke

dalam pengayak, lalu ampas dari singkong tersebut diperas kembali untuk

diambil saripati singkong agar efisiensi dari pembuatan tepung tapioka tinggi,

kemudian sari pati singkong (onggok) dibuang ke tempat pembuangan.

Proses pembuangan sisa-sisa saripati singkong (onggok) dari mesin pemeras

sari singkong mengunakan transmsisi tidak langsung jenis sproket rantai rol.

Sproket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track , atau

benda panjang yang bergerigi. Sproket berfungsi untuk mentransmisikan gaya

putar antara dua poros dimana roda gigi tidak mampu untuk menjangkaunya.

Namun, dalam aktualnya sproket pada mesin pemeras saripati singkong

sering mengalami kerusakan, seperti keausan pada sproket. Sehingga

mengurangi kinerja dari mesin tersebut. Untuk itu maka dalam laporan kerja

praktik ini akan dibahas tentang penyebab terjadinya kerusakan pada sproket

dan mengetahui laju keausan sproket serta faktor-faktor yang

mempengaruhinya.


4/39

3

1.2 Tujuan Kerja Praktik

Tujuan dari kerja praktik yang dilaksanakan di PT. Semangat Jaya adalah

sebagai berikut.

1. Mengetahui penyebab terjadinya keausan pada sproket.

2. Mengetahui laju keausan pada sproket.

2.3 Batasan Masalah

Pada penulisan laporan kerja praktik ini, penulis membatasi masalah tentang

perhitungan laju keausan sprocket rantai rol pada mesin pemeras sari pati

singkong pada bulan Agustus-September 2015 di PT Semangat Jaya.

2.4 Sistematika Penulisan Laporan

Sistematika laporan kerja praktik ini adalah diawali dengan bab pertama yaitu

pendahuluan yang berisikan latar belakang masalah, menentukan tujuan, dan

batasan masalah yang sesuai dengan kerja praktik dan membuat sistematika

penulisan laporan. Tahap selanjutnya yaitu bab dua yang berisikan teori-teori

yang berhubungan dan mendukung tentang masalah yang diambil dalam

laporan kerja praktik ini. Teori digunakan sebagai pendukung dan bahan

rujukan dalam membuat isi laporan. Bab tiga berisikan metode yang

digunakan, lalu mengumpulkan informasi, tempat dan waktu kerja praktik

yang menerangkan alur kerja praktik serta bagaimana proses pengambilan

data. Selanjutnya pada bab empat berisikan data pengamatan yang diperoleh

dari hasil perhitungan dan pembahasan yang diakhiri dengan memberikan

simpulan dan saran untuk perusahaan pada bab lima.


5/39

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Keausan

Definisi paling umum dari keausan yang telah dikenal sekitar 50 tahun lebih

yaitu hilangnya bahan dari suatu permukaan atau perpindahan bahan dari

permukaannya ke bagian yang lain atau bergeraknya bahan pada suatu

permukaan. (Almen, 1950). Menurut M.B. Peterson dan W.O. Winer definisi

lain tentang keausan yaitu sebagai hilangnya bagian dari permukaan yang

saling berinteraksi yang terjadi sebagai hasil gerak relatif pada permukaan.

Keausan yang terjadi pada suatu material disebabkan oleh adanya beberapa

mekanisme yang berbeda dan terbentuk oleh beberapa parameter yang

bervariasi meliputi bahan, lingkungan, kondisi operasi, dan geometri

permukaan benda yang terjadi keausan.

2.2 Jenis-Jenis Keausan

Mekanisme keausan dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu keausan

yang penyebabnya didominasi oleh perilaku mekanis dari bahan dan keausan

yang penyebabnya didominasi oleh perilaku kimia dari bahan. (Zum Gahr,

1987). Sedangkan menurut Koji Kato, tipe keausan terdiri dari tiga macam,

yaitu mechanical, chemical and thermal wear


6/39

5

a. Keausan yang disebabkan perilaku mekanis (mechanical ).

Keausan yang disebabkan oleh perilaku mekanis digolongkan menjadi

abrasive, adhesive, flow dan fatigue wear.

1. Abrasive wear

Keausan ini terjadi jika partikel keras atau permukaan keras yang

kasar menggerus dan memotong permukaan sehingga mengakibatkan

hilangnya material yang ada di permukaan tersebut (earth moving

equipment) Contoh : micro-cutting, wedge forming, dan ploughing.

Gambar 2.1 Abrasive wear oleh microcutting ( Zum Gahr, 1987)

Gambar 2.2 a. cutting b. fracture c.fatigue d grain pull-out ( Zum Gahr, 1987)


7/39

6

2. Adhesive wear.

Keausan ini terjadi jika partikel permukaan yang lebih lunak

menempel atau melekat pada lawan kontak yang lebih keras.

Gambar 2.3 Adhesive wear karena adhesive shear dan transfer

(Stachowiak, 2005)

Gambar 2.4 Proses perpindahan logam karena adhesive wear (Zum

Gahr, 1987)

3. Flow wear

Keausan ini terjadi jika partikel permukaan yang lebih lunak mengalir

seperti meleleh dan tergeser plastis akibat kontak dengan lain, seperti

Gambar 2.5

Gambar 2.5 Flow wear oleh penumpukan alias geseran plastis

(Stachowiak, 2005)


8/39

7

3. Fatigue wear

Fenomena keausan ini didominasi akibat kondisi beban yang berulang

(cyclic loading). Ciri-cirinya perambatan retak lelah biasanya tegak

lurus pada permukaan tanpa deformasi plastis yang besar, seperti: ball

bearings, roller bearings dan lain sebagainya seperti pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Fatigue wear karena retak di bagian dalam dan merambat

(Stachowiak, 2005)

b.

Keausan yang disebabkan Perilaku Kimia

1. Oxidative wear

Pada peningkatan kecepatan sliding dan beban rendah, lapisan oksida

tipis, tidak lengkap, dan rapuh terbentuk. Pada percepatan yang jauh

lebih tinggi, lapisan oksida menjadi berkelanjutan dan lebih tebal,

mencakup seluruh permukaan. Contoh: Permukaan luncur di dalam

lingkungan yang oksidatif.

2. Corrosive wear

Mekanisme ini ditandai oleh batas butir yang korosif dan pembentukan

lubang. Misalnya, permukaan sliding di dalam lingkungan yang korosif.


9/39

8

Gambar 2.7 Corrosive wear karena pengelupasan yang terjadi pada

lapisan yang rapuh (Stachowiak, 2005)

c. Keausan yang disebabkan perilaku panas (Thermal Wear).

1. Melt wear

Keausan yang terjadi karena panas yang muncul akibat gesekan benda

sehingga permukaan aus meleleh.

2. Diffusive wear

Terjadi ketika ada pancaran (diffusion) elemen yang melintasi bidang

kontak misalnya pada perkakas baja kecepatan tinggi. Dalam banyak

situasi keausan, ada banyak mekanisme yang beroperasi secara

serempak, akan tetapi biasanya akan ada satu mekanisme penentu

tingkat keausan yang harus diteliti dalam hal ini berhubungan dengan

masalah keausan. Hubungan antara 12 koefisien gesek dan laju keausan

belum ada penjelasan yang tepat, karena hubungan keduanya akan

selalu berubah terhadap waktu.

Saat ini yang paling banyak digunakan dan paling sederhana dalam

memodelkan keausan adalah model keausan Archard, beberapa yang lain

mencoba mengembangkan model keausan dengan memasukkan efek


10/39

9

gesekan dalam menawarkan model yang lebih akurat yang dibandingkan

dengan penelitian percobaan yang telah dibuat.

2.3 Teori Sliding, Rolling Dan Rolling-Sliding Contact

Keausan pada suatu benda dapat terjadi ketika benda tersebut mengalami

kontak diantara dua permukaan, diantaranya dapat karena benda tersebut

mengalami peristiwa sliding, rolling atau mengalami dua peristiwa yang

bersamaan yaitu rolling sliding.

a. Teori sliding contact

Gesekan biasanya terjadi di antara dua permukaan benda yang

bersentuhan, baik terhadap udara, air atau benda padat. Ketika sebuah

benda bergerak di udara, permukaan benda tersebut akan bersentuhan

dengan udara sehingga terjadi gesekan antara benda tersebut dengan udara.

Demikian juga ketika bergerak di dalam air. Gaya gesekan juga selalu

terjadi antara permukaan benda padat yang bersentuhan, sekalipun benda

tersebut sangat licin. Permukaan benda yang sangat licin pun sebenarnya

sangat kasar dalam skala mikroskopis (asperity). Jika permukaan suatu

benda bergeseran dengan permukaan benda lain, masing-masing benda

tersebut melakukan gaya gesekan antara satu dengan yang lain. Gaya

gesekan pada benda yang bergerak selalu berlawanan arah dengan arah

gerakan benda tersebut. Selain menghambat gerak benda, gesekan dapat

menimbulkan aus dan kerusakan.


11/39

10

Gambar 2.8 Sliding contact (Liu, 2001)

b.

Teori rolling contact

Rolling adalah perbedaan kecepatan sudut (angular) relatif antara dua

benda terhadap suatu axis yang berada dalam suatu bidang tangensial.

Yaitu fenomena terjadinya perpindahan (displacement) secara rotasi pada

suatu titik, yang diakibatkan adanya perbedaan w. Pada problem 2-D untuk

dua buah silinder, kontak yang terjadi berjenis line contact. Rolling contact

sesungguhnya hanya dapat terjadi jika terdapat gesekan, sehingga gaya

tangensial yang dipindahkan akan selalu lebih kecil dari gaya normal. Jika

gesekan dihilangkan, maka hanya terjadi perubahan sudut tanpa diikuti

perpindahan.

Gambar 2.9 Rolling contact (Stolarski, 2000)


12/39

11

c. Teori rolling-sliding contact

Rolling contact dapat diartikan adanya kontak antara dua buah benda

dimana benda mengalami rotasi dan adanya pembebanan untuk benda

tersebut sehingga terjadinya kontak. ketika dua buah benda tersebut

mengalami rotasi yang sama dapat dikatakan bahwa benda tersebut

mengalami rolling sempurna. Namun dalam kenyataannya kondisi rolling

sempurna sangat sulit ditemui.

Gambar 2.10 Rolling sliding contact (Andersson,2005)

Ketika benda tersebut berputar, sedemikian sehingga titik kontak bergerak

ke permukaan benda, kemudian ada dua berbagai kemungkinan dimana

kecepatan V1 dari titik-kontak pada permukaan benda satu sama dengan

kecepatan V2 dari titik-kontak di atas permukaan benda dua, atau tidak.

Dalam kasus ini (kecepatan yang sama) orang menyebutnya rolling,

kemudian kasus tentang dorongan dinamakan sliding, atau rolling dengan

sliding. (Blau,2001)

2.4 Pegertian Transmisi

Transmisi pada umumnya dimaksudkan adalah sebagai suatu mekanisme yang

dipergunakan untuk memindahkan gerakan elemen mesin yang satu ke


13/39

12

gerakan elemen mesin yang kedua. Dalam kebanyakan hal poros akan sejajar

satu sama lain. Tetapi garis sumbunya dapat juga saling memotong atau saling

menyilang. Secara garis besar transmisi putar dapat di bagi atas dua yaitu:

a. Transmisi langsung, dimana sebuah piringan atau roda pada poros yang

satu dapat menggerakkan roda yang serupa pada poros kedua melalui

kontak langsung. Dalam kategori ini termasuk roda gesek dan roda gigi,

seperti terlihat pada gambar 2.11

Gambar 2.11 : Perpindahan oleh dua buah roda (Sularso, 1983)

b. Transmisi tidak langsung, perpindahan di mana suatu elemen sebagai

penghubung antara sabuk atau rantai menggerakkan poros kedua.

Transmisi jenis ini digunakan bilamana jarak antara kedua poros cukup

besar, sebab kalau di terapkan perpindahan langsung, roda akan menjadi

tidak praktis besarnya, seperti yang terlihat pada gambar 2.12

Gambar 2.12 Perpindahan oleh sabuk atau rantai (Sularso, 1983)


14/39

13

Pada roda gesek dan sabuk, yang memindahkan gerakan poros yang satu

ke poros yang lain ialah gaya gesek. Keuntungannya ialah jika ada beban

lebih akan terjadi slip, jadi gaya tersebut agak bekerja seperti kopling slip,

karena sabuk bersifat elastis maka dapat meredam tumbukan dan getaran.

Kerugiannya ialah jumlah putaran poros yang digerakkan tidak seluruhnya

dapat di tentukan karena slip.

Pada roda gigi, rantai dan sabuk bergigi mempunyai sistem gigi sehingga

gerakan menjadi dipaksakan atau tanpa terjadi slip. Dalam suatu sistem

transmisi, roda gigi merupakan elemen yang paling banyak diterapkan

karena cocok untuk memindahkan daya yang sangat besar pada kecepatan

putaran tingi. Namun roda gigi memerlukan ketelitian yang lebih besar

dalam pembuatan, pemasangan dan pemeliharaan. (Sularso, 1983)

2.5 Sistem Transmisi Rantai

Rantai transmisi daya biasanya dipergunakan dimana jarak poros lebih besar

dari pada transmisi roda gigi tetapi lebih pendek dari pada dalam transmisi

sabuk. Sistem transmisi rantai adalah sebuah system yang berfungsi

menyalurkan daya dari sebuah sumber daya. Sumber daya transmisi adalah

sebagai berikut : mesin, motor, dan listrik. Daya yang ditransferkan adalah

berupa putaran dari sebuah poros ke poros lainnya, dimana kecepatan putaran

tersebut dapat diubah dari kecepatan tinggi ke kecepatan rendah, atau

sebaliknya.

Beberapa jenis transmisi sebagai berikut: (Blau,2011)


15/39

14

a. Transmisi Belt

Dapat digunakan untuk poros sejajar dan poros bersilangan.

Keuntungan dari transmisi ini adalah konstruksi sederhana, operasi

yang tenang (tidak berisik), dapat menyerap beban kejut. harga murah.

Jenis-jenis Belt antara lain seperti sabuk rata, sabuk v, sabuk gigi

b. Transmisi Rantai

Digunakan untuk poros sejajar. Keuntungan dari transmisi rantai

adadlah jarak antara poros yang cukup besar, ratio kecepatan sampai 6 (

10 untuk kasus extrim), efficiency 97 s/d 98 %, daya sampai 5.000 hp,

gaya tangensial sampai 28.000 kgf dengan lebar 1, 2 m putaran sampai

5.000 rpm.

c. Transmisi Roda Gigi

Paling umum digunakan dari seluruh sistem transmisi digunakan untuk

mentransmisikan daya untuk poros yang sejajar, berpotongan dan

besilanga. Dapat digunakan untuk daya terbesar sampai dengan yang

terkecil. Keuntungan dari transmisi roda gigi adalah digunakan untuk

seluruh ratio kecepatan tidak ada slip/kecepatan konstan, beban

independent reablity tinggi, dapat menahan beban lebih, perawata

mudah, tranmisi dengan kecepatan tinggi lebih dari 1000 (m/min),

bunyi kecil dan daya besar, dapat dipakai rantai gigi. rantai ini lebih

mahal dari pada rantai rol. Ada 2 macam rantai gigi :

1.

Rantai Reynold

dimana plat mata rantai rangkap banyak dengan profil khusus

dihubungkan dengan pena selindris dengan bush yang terbelah.


16/39

15

2. Rantai HY-VO

dimana 2 buah pena, disebut pena sambungan kunci yang

mempunyai permukaan cembung dan cekung, dipasang sebagai

pengganti pena selindris. Pena yang permukaan cekung dipakai pada

plat mata rantai. Yang permukaan cembung dipakai saling

bersinggungan sambil menggilinding, satu pada yang lain. Ciri-ciri

rantai gigi ialah bahwa setelah mengait secara meluncur dengan gigi

sprocket yang berprofil involute(evolven), mata rantai yang berputar

sebagai satu benda dengan sprocket . Hal ini berbeda dengan rantai

rol dimana bush mata rantai mengait pada dasar kaki gigi.

Karakteristik transmisi rantai : digunakan untuk poros sejajar, jarak antar

poros yang cukup besar, rasio kecepatan sampai 6 (10 untuk ekstrim),

efisiensi 97% – 98 %, daya sampai 5000 hp, dan putaran sampai 5000 rpm.

Kelebihan dan kekurangan dari transmisi rantai adalah :

keuntungan-keuntungan sebagai berikut :

1. Mampu meneruskan daya yang besar karena kekuatanya yang besar

2. Tidak memerlukan tegangan awal

3. Keausan kecil pada bantalan

4.

Mudah untuk memasang nya

Kekurangan – kekurangan adalah sebagai berikut :

1.

Variasi kecepatan yang tidak dapat dihindari karena lintasan busur pada

sproket yang mengait mata rantai


17/39

16

2. Suara dan getaran karena tumbukan antara rantai dan dasar kaki gigi

sproket dan perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang

diakibatkan oleh gesekan dengan sprocket.

3. Tidak cocok untuk putaran tinggi

2.6 Sproket

Sproket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track, atau

benda panjang yang bergerigi lainnya. Sproket berbeda dengan roda gigi;

sproket tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak pernah

cocok. Sproket juga berbeda dengan puli di mana sproket memiliki gigi

sedangkan puli pada umumnya tidak memiliki gigi. Sproket yang digunakan

pada sepeda, sepeda motor mobil, kendaraan roda rantai, serta mesin lainnya.

Sproket digunakan untuk mentransmisikan gaya putar antara dua poros di

mana roda gigi tidak mampu menjangkaunya.

Pada sepeda, pengubahan rasio kecepatan putar secara keseluruhan dilakukan

dengan memvariasikan diameter dari sproket. Perubahan diameter sproket

akan mengubah jumlah gigi dari sproket. Misalnya, sepeda dengan 10 speed

bisa didapatkan dengan menggunakan dua sproket pada poros penggerak dan

5 sproket pada poros roda. Rasio kecepatan yang rendah menguntungkan

pengguna sepeda di jalan yang menanjak, sedangkan rasio kecepatan yang

tinggi memudahkan untuk bergerak cepat di jalan yang datar.Pada sepeda

motor, tidak ada pengubahan diameter sproket ketika bergerak. Namun

perubahan diameter sproket secara manual mampu mengubah tingkat

https://id.wikipedia.org/wiki/Rodahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rantai&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/wiki/Pulihttps://id.wikipedia.org/wiki/Sepedahttps://id.wikipedia.org/wiki/Mobilhttps://id.wikipedia.org/wiki/Kendaraan_roda_rantaihttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesinhttps://id.wikipedia.org/wiki/Mesinhttps://id.wikipedia.org/wiki/Kendaraan_roda_rantaihttps://id.wikipedia.org/wiki/Mobilhttps://id.wikipedia.org/wiki/Sepedahttps://id.wikipedia.org/wiki/Pulihttps://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rantai&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Roda


18/39

17

akselerasi dan kecepatan tertinggi dari sepeda motor. Sproket juga digunakan

pada kendaraan roda rantai.

Pada kendaraan jenis ini, jumlah sproket yang terlibat banyak, namun sproket

yang menggerakan hanya satu, dua, atau tiga. Sproket yang menggerakan,

jika jumlahnya satu, biasanya berada di depan atau belakang kendaraan.

Dengan dua sproket penggerak, posisi sproket ada di depan dan belakang.

Sproket penggerak ketiga bisa terletak dimana saja dan biasanya posisinya

lebih tinggi dari sproket penggerak yang lain (www.wikipedia.com).

2.7 Jenis – Jenis Sproket

Penggunaan sproket banyak digunakan sebagai komponen mesin maupun

komponen konstruksi. Beberapa jenis sproket di antaranya adalah seperti

pada gambar berikut : (Ehbota, 2014)

Gambar 2.13 Jenis-jenis sproket (Ehbota,2014)


19/39

18

2.8 Rantai

Rantai transmisi daya bisanya dipergunakan untuk jarak poros yang lebih

besar dari pada transmisi roda gigi tetapi lebih pendek dari pada transmisi

sabuk. Rantai merupakan satu komponen yang memungkinkan sebuah sepeda

motor (yang menggunakan rantai) dapat berjalan. Rantai adalah untai material

yang fleksibel, biasanya metal dibuat dari jenis elemen yang keras, biasanya

disebut lingkaran, saling dikuncu atau dihubungkan satu sama lain tetapi

bebas untuk bergerak pada satu atau banyak bidang. Jenis- jenis rantai adalah

sebagai berikut (Sularso, 1983):

1. Rantai Rol

Dipakai, jika diperlukan transmisi posistif (tanpa slip) dengan kecepatan

600 m/min, tanpa pembatas bunyi dan harga yang murah. Terdiri dari

pena, rol dan plat mata rantai.

Gambar 2.14 Rantai Rol (Sularso, 1983)

Keterangan :

Pena (Pins) adalah bagian yang dihubungkan satu lingkaran ke lingkaran

berikutnya.

Bushing atau Thimble adalah Peralatan ini pada dasarnya pipa dengan

pengikatan cocok untuk megunci sidebar bersama-sama.


20/39

19

Rol/Canai ( Rollers ) digabung , karena untuk menurunkan friksi/gesekan

dan untuk pembebanan rantai .

Side plate Jenis sidebar ini membentuk porsi dalam dan luar lingkaran.

2. Rantai Gigi (Silent Chain)

Jika diinginkan transmisi dengan kecepatan tinggi lebih dari 1.000 m/min.

Bunyi yang kecil, daya yang besar dan lebih mahal. Disebut silent chain

karena suara dan getaran yang ditimbulkan bila dibandingkan dengan tipe-

tipe rantai lainnya lebih kecil, tergantung dari kecepatan, beban,

pelumasan, besar sproket dan perangkat tambahan. Hal ini disebabkan dari

keunggulan dalam desain sambungan dan jalur dari silent chain itu sendiri.

Desain jalurnya menyebabkan gigi sproket menderita lebih sedikit impact

dan desain sambungannya yang menyebabkan rantai bekerja dengan

gesekan yang minimum serta keausan yang sama saat pemakaian. Silent

chain bertujuan untuk meneruskan daya dari sambungan sebelumnya yang

didesain untuk mengangkut bahan-bahan material dan dioperasikan

dengan getaran yang minimum. Keuntungan rantai gigi adalah tidak

berisik, getaran kecil, tumbukan impact saat akan berputar kecil, tahan

lama, tenaga yang diteruskan lebih besar, sedangkan keuntungan silent

chain dibandingkan dengan roller chain adalah bisa beroperasi dalam

kecepatan yang lebih tinggi dan kapasitas tenaga yang lebih besar, suara

yang dihasilkan silent chain lebih halus, getaran yang dihasilkan lebih

kecil, dan umur sprocket lebih tahan lama.


21/39

20

2.9 Perawatan Rantai

Agar gesekan antara sproket dan rantai tidak terjadi slip dan menyebabkan

berkurangnya umur pakai dari sproket maka rantai perlu dilakukan perawatan

sebagai berikut:

1. Pengawasan

Pengawasan dan pengaturan secara periodik sebaiknya dilakukan untuk

meningkatkan umur dan mengurangi biaya perawatan.

2. Pensejajaran

Kelurusan sproket harus selalu dipelihara untuk performa putaran dan

umur yang lebih optimum. Sproket juga harus diperhatikan apakah sudah

terpasang/ terkunci dengan aman, jika posisi sproket bergeser selama

pemasangan, maka kita harus kembali ke prosedur pensejajaran untuk

penyesuaian lagi.

3.

Pengencangan dan Pemanjangan

Setelah beroperasi untuk waktu tertentu, pitch pada sproket akan

mengalami peregangan/ pertambahan panjang yang akan berakibat

dengan bertambah besarnya lingkaran pitch pada rantai. Solusi untuk

permasalahan ini adalah dengan mengencangkan rantainya jika

peregangan tidak terlalu besar untuk pereganga yang berlebihan dapat

mengakibatkan rusaknya sproket atau pun slip antara sproket dan rantai.

Untuk itu, rantainya harus diganti untuk menghindari kerusakan yang

lebih fatal.


22/39

21

2.10 Pelumasan Pada Transmisi Roda Gigi

Pada kendaraan banyak terdapat bagian – bagian yang bergerak relatif

terhadap yang lain termasuk transmisi roda gigi. Oleh karena itu antara kedua

permukaan roda gigi yang bersinggungan harus terdapat lapisan pelumas

sehingga mempermudah proses kerja dari transmisi roda gigi tersebut.

Apabila jumlah pelumas tidak mencukupi atau pemakaiannya sudah lama

sehingga kehilangan sifat – sifat pelumasannya maka pelumas harus di ganti

dengan yang baru. Hal ini untuk mencegah terjadinya gesekan antara

permukaan kontak roda gigi yang bekerja sehingga laju keausannya dapat

dikurangi dan umur elemen mesin lebih lama yang berdampak terhindarnya

hal – hal yang tidak diinginkan sewaktu kendaraan di gunakan.

Jadi pelumas merupakan salah satu faktor yang penting untuk diperhatikan

karena dapat melindungi dan menjamin kelangsungan proses kerja setiap

komponen permesinan termasuk transmisi roda gigi yang sangat vital.

Fungsi minyak pelumas secara umum antara lain :

a.

Mengurangi gesekan yang terjadi ketika terjadi kontak permukaan

elemen mesin yang bekerja.

b. Membuang panas yang dihasilkan ketika elemen mesin bekerja.

c. Mencegah terjadinya karat dengan membentuk lapisan pelindung

terhadap proses oksidasi.

d. Mengeluarkan kotoran dan serpihan keausan yang timbul sewaktu mesin

bekerja.

e. Melindungi permukaan bahan logam dan membentuk lapisan yang tipis.


23/39

22

Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam memilih pelumas yang baik adalah :

a.

Viskositas/ tingkat kekentalan harus sesuai dengan jenis operasi mesin

yang digunakan.

b. Mempunyai daya lekat yang baik dengan komponen mesin sehingga

dapat mengurangi gesekan yang terjadi.

c. Memiliki titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap

d. Dapat membuang panas yang di hasilkan oleh mesin.

2.11 Perhitungan Keausan Sproket

1.

Berdasarkan hukum keausan archard tentang hukum keausan bahwa

persamaan volume keausan teoritik dapat di peroleh dari rumus berikut:

(stachowiak, 2005)

=

(1)

Dimana : Vt = Volume yang hilang (mm3)

K = Koefisien keausan (0,007)

l = jarak luncur pada sproket (mm)

W = beban kerja (Kg)

H = Kekerasan rata-rata (HB)

2. Perhitungan jarak luncur pada sproket adalah sebagai berikut:

=1

2 (2)

Dimana : l = jarak luncur (mm)

D = Diameter


24/39

23

3.

Perhitungan beban kerja (W) dihitung dengan menggunakan rumus

sebagai berikut : (Sularso, 1983)

W = F

=102

(3)

Dimana : pd = daya pada sproket

v = kecepatan keliling (m/s)

Daya pada sproket dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

(Sularso,1983)

pd = P x Fc (4)

dimana: P = Daya (Kw)

Fc = Faktor koreksi

Kecepatan keliling pada sproket dapat dihitug dengan menggunakan rumus

sebagai berikut : (Sularso, 1983)

=

60 1000 (5)

Dimana : D = Diameter sproket (mm)

n = kecepatan putaran (rpm)

4. Laju keausan teori pada sproket dapat di hitung dengan menggunakan

rumus sebagai berikut : (stachowiak, 2005)

=

(6)

Dimana : Ψt = Laju keausan teoritik

Vt = Volume Keausan Teoritik

t = Waktu keausan


25/39

24

5. Kekerasan rata-rata pada sproket diketahui dari tabel bahan roda gigi

Tabel 2.1 Kekerasan rata-rata pada sproket (sularso, 1983)

Bahan Lambang

Kekuatan

tarik

σB (kg/

mm2)

Kekerasan

(Brinell)

HB

Tegangan lentur

yang di izinkan

σA (kg/ mm2)

Besi cor FC 15

FC 20

FC 25

FC 30

15

20

25

30

140 – 160

160 – 180

180 – 240

190 – 240

7

9

11

13

Baja cor SC 42

SC 46

SC 49

42

46

49

140

160

190

12

19

20

Baja

karbon

utk

konstruksi

mesin

S 25 C

S 35 C

S 45 C

45

52

58

123 – 183

149 – 207

167 – 229

21

26

30

Baja

paduan

dgn

pengerasan

kulit

S 15 K

SNC 21

SNC 22

50

80

100

400

(di celup

dingin dlm

minyak)

600

(di celup

dingin dlm

minyak)

30

34 – 40

40 - 55


26/39

III. METODOLOGI KERJA PRAKTIK

3.1 Metode Kerja Praktik

Metode yang dilakukan dalam menyelesaikan kerja praktik ini adalah:

1.

Observasi (pengamatan), dilakukan dengan mengamati proses operasi secara

umum dan mengamati sistem kerja bantalan pada pengayak dan nantinya

diperoleh data-data pengamatan yang akan digunakan dalam analisis.

2. Wawancara dan diskusi, dilakukan dengan pembimbing kerja praktik serta

staf-staf bengkel, staf fasilitas keteknikan mengenai sistem kerja pada

pengayak khususnya pada bagian perawatan mesin.

3. Studi literatur, dilakukan dengan mengumpulkan data-data perusahaan dan

buku-buku diperpustakaan Universitas Lampungyang mendukung dalam

pembuatan laporan.


27/39

26

3.2 Waktu dan Tempat

1. Waktu

Waktu pelaksanaan kerja praktik dimulai dari tanggal 18 Agustus 2015 s.d. 18

September 2015.

2. Tempat

Kerja praktik dilaksanakan di PT. Semangat Jaya, Desa Bangun Sari

Kecamatan Negeri Katon, Kabupaten Pesawaran-Lampung


28/39

27

2.3 Alur Kerja Praktik

Kerja praktik yang dilakukan melewati alur kerja praktik sesuai pada gambar 3.1

berikut ini.

Tidak lengkap

Lengkap

Gambar 3.1 Alur Kerja Praktik

1.Studi literatur

2. Pengumpulan data

Mulai

Data

1. Pengenalan lingkungan

perusahaan

2. Pengamatan proses produksi3. Pengamatan proses kerja

sproket rantai rol pada mesin

pemeras

4. Menentukan permasalahan

Melakukan analisa dan

kesimpulan

Selesai


29/39

IV.DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengamatan

Adapun data pengamatan yang diperoleh pada mesin pemeras sari pati

singkong adalah sebagai berikut:

1. Mesin Pemeras

Kapasitas : 1 ton/jam

Panjang : 8 m

Lebar : 6,75 m

Tinggi : 4,29 m

Gambar 4.1 Mesin Pemeras Sari Singkong


30/39

29

2. Data-data sproket

Tipe : JIS 4510 fc 50

Diameter luar : 8 cm

Tebal sproket : 5,2 mm

Berat bantalan : 2 kg

Kekerasan rata-rata : 210 HB

Jumlah Gigi : 17 Buah

3. Data-data penggerak

Merek : Yuema

Putaran : 1440 rpm

Daya motor : 3 HP

Gambar 4.2 Sproket Rantai Rol

Data pengamatan di lapangan, waktu yang dibutuhkan sisa saripati singkong

(onggok) yang ada pada mesin pemeras untuk dibuang ke tempat

pembuangan adalah


31/39

30

Tabel 4.1 Waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus

No Waktu (s)

1 85

2 87

3 92

4 95

5 91

Rata-rata 90

Berikut ini adalah data pengamatan di lapangan tentang perbadingan ukuran

dimensi pada sproket baru dan sproket aus:

Gambar 4.3 Rantai Rol dan sproket (Sularso, 1983)

Tabel perbandingan hasil pengukuran sproket baru dan aus adalah sebagai

berikut:

Tabel 4.2 Perbandingan ukuran rata-rata sproket baru dan aus

Jenis

Sproket

Sproket

Aus

3 mm 21,1 mm 8,6 mm 15,2 mm

Sproket

Baru

5,2 mm 18,7 mm 10,2 mm 13,5 mm


32/39

31

4.2 Perhitungan

4.2.1 Volume Keausan Teoritik Pada Sproket (Vt)

Untuk menghitung volume keausan teoritik pada sproket di gunakan rumus

persamaan (1):

=. .

Dimana nilai dari l dihitung dengan menggunakan persamaan (2):

l = 1/2π.D

l = 0,5π.13,5 mm = 21,20575 mm

sehingga beban kerja (W) dihitung dengan menggunakan persamaan (3):

W= F

=102

Daya pada sproket dihitung dengan persamaan (4)

Pd= P x fc

P = 3 HP = 2,238 Kw

Fc = 1

Jadi Pd = 2,238 Kw x 1 = 2,238 Kw

Kecepatan keliling dari sproket (v) dihitung dengan menggunakan

persamaan(5):

=π.D.n

60 1000

=π. 80mm. 1430

60000

= 5,99 /


33/39

32

Maka beban kerja adalah

=102 2,238

5,99= 38,11

Dari tabel roda gigi jenis fc 30 memiliki kekerasan rata-rata (H) sebesar

210 kg/mm2 dan koefisien keausan dari sprocket adalah 0,007, Sehingga

volume keausan teoritik pada sproket untuk satu siklus adalah

=. .

=

0,007 21,20575 38,11

210 kg/mm2

= 0,02693837108 3

4.2.2 Laju Keausan Teoritik (Ψt)

Mesin beroperasi selama 8 jam/hari maka laju keausan teoritik pada

sproket dapat di hitung dengan mengunakan persamaan (6) :

Ψt = Vt/t

Ψt = (0,02693837108 )/(8 jam)

Ψt = 0,00336729638 mm3/jam

4.2.3 Laju Keausan Teoritik (Ψt)

Mesin beroperasi selama 8 jam/hari, dan hari kerja di PT. Semangat Jaya

selama seminggu adalah 5 hari, dan diketahui dari tekniksi pergantian

sproket di lakukan setiap 12 bulan. Maka titik kritis dari sproket dapat di

hitung sebagai berikut :

Total waktu mesin beroperasi adalah

(8 x 5) x 4 x 12 = 1920 jam


34/39

33

Maka perbandingan titik kritis adalah

0,00336729638 mm3 = 1 jam

X = 1920 jam

Titik kritis sproket = 6,465 3

Total jumlah gigi pada sproket adalah 17 buah, maka besar volume keausan

untuk 1 gigi sproket adalah

,

= 0,33802941176 mm3

4.2 Pembahasan

Keausan adalah hilangnya bahan dari suatu permukaan atau perpindahan

bahan dari permukaannya ke bagian yang lain atau bergeraknya bahan pada

suatu permukaan. Keausan yang terjadi pada suatu material disebabkan oleh

adanya beberapa mekanisme yang berbeda dan terbentuk oleh beberapa

parameter yang bervariasi meliputi bahan, lingkungan, kondisi operasi, dan

geometri permukaan benda yang terjadi keausan. Keausan terdiri dari tiga

macam, yaitu mechanical, chemical and thermal wear .

Berdasarkan hasil pengamatan dan observasi pada mesin permeras sari pati

singkong yang digunakan untuk memeras sari pati singkong hingga menuju

ke tempat pembuangan selama setahun telah mengalami satu kali kerusakan

dan penggantian sproket. Setelah dihitung secara teoritis, didapat beban

kerja dari sproket itu sebesar 38,11 kg dengan jarak luncur sproket sebesar

21,20575 mm dan kecepatan keliling sproket sebesar 5,99 m/s. Dari

perhitungan yang telah dilakukan diketahui bahwa volume keausan teoritik


35/39

34

pada sproket dalam satu kali siklus sebesar 0,02693837108 3dengan

laju keausan pada sproket sebesar 0,00336729638 mm3/jam. Total keausan

pada sproket secara teoritik adalah sebesar 6,465 mm3 sedangkan nilai

keausan pada 1 gigi sproket adalah sebesar 0,33802941176 mm3.

Sproket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track, atau

benda panjang yang bergerigi lainnya. Sproket berbeda dengan roda gigi;

sproket tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak

pernah cocok. Sproket juga berbeda dengan puli di mana sproket memiliki

gigi sedangkan puli pada umumnya tidak memiliki gigi. Jenis sproket yang

digunakan dalam pengayak ini adalah bantalan tipe JIS G 4501 dengan

lambang fc 30 atau sproket yang termasuk kategori fabricated steel split

sprocket .

Dari hasil pengamatan kerja praktik dan perhitungan laju keausan terdapat

beberapa hal yang menyebabkan keausan pada sproket yaitu keausan yang

diakibatkan oleh mekanik, kimia dan panas. Pada sproket yang diamati

keausan disebabkan oleh prilaku mekanik gesekan antara sproket dan rantai

rol dan menyebabkan keausan dan proses kimia juga menyebakan korosi

pada sproket. Selain itu kerusakan sproket juga dapat terjadi karena kurang

pelumasan pada sproket dan rantai yang kurang baik, sehingga gesekan

yang terjadi besar dan menyebabkan keausan, kekecangan dari rantai yang

kurang pas juga akan mengakibatkan slip sehingga merusak sproket dan

mengganggu proses produksi dan mengurangi umur pakai pada sproket

https://id.wikipedia.org/wiki/Rodahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rantai&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/wiki/Pulihttps://id.wikipedia.org/wiki/Pulihttps://id.wikipedia.org/wiki/Roda_gigihttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Rantai&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Roda


36/39

35

tersebut. Selain itu keausan pada sproket dapat mengakibatkan mulurnya

rantai dan dapat menyebabkan rantai menjadi putus.

Dalam studi literatur didapat kan bahwa pelumasan adalah salah satu cara

untuk membuat umur sproket semakin lama untuk itu sproket dan rantai

harus diberikan pelumas. Fungsi dari pelumasan antara lain mengurangi

gesekan yang terjadi ketika terjadi kontak permukaan elemen mesin yang

bekerja, membuang panas yang dihasilkan ketika elemen mesin bekerja,

mencegah terjadinya karat dengan membentuk lapisan pelindung terhadap

proses oksidasi dan mengeluarkan kotoran dan serpihan keausan yang

timbul sewaktu mesin bekerja. Dari beberapa faktor yang telah dijelaskan

tersebut, membawa pengaruh yang cukup besar terhadap keausan pada

sproket rantai rol.

Pergantian dari sproket biasanya dilakukan dengan cara visual yaitu dengan

melihat bentuk dari sproket yang aus. Bentuk sproket yang sudah aus

biasanya adalah berbentuk lancip.

Gambar 4.3 Sproket Aus


37/39

V. PENUTUP

5.1 Simpulan

Dari hasil perhitungan dan pembahasan yang telah dilakukan pada sproket

rantai rol pada mesin pemeras sari pati singkong maka didapat beberapa

simpulan :

1.

Dalam perhitungan secara teoritis, laju keausan pada sproket adalah

0,00336729638 mm3/jam.

2.

Dalam satu siklus, volume keausan teoritis pada sproket adalah

0,02693837108 3.

3.

Besar volume keausan pada 1 gigi sproket secara teoritik adalah

0,33802941176 mm3.

4.

Faktor yang mempercepat laju keausan adalah kurangnya pelumasan, dan

perawatan yang kurang dilakukan. Selain itu pengawasan, pensejajaran

dan pengencangan rantai juga mempengaruhi keausan sproket.

5.2 Saran

Saran yang dapat diberikan dari hasil analisa dan pembahasan yang telah

dilakukan adalah:

1. Mesin pemeras sari singkong dan sproket harus dilakukan perawatan

secara rutin untuk meningkatkan umur pakai.


38/39

38

2. Pada sproket dilakukan pelumasan dengan cara dan jenis pelumas yang

tepat agar gesekan antara sproket dan rantai bisa lebih kecil.

3.

Sebelum melakukan aktivitas produksi harus dilakukan pengecekan

terhadap rantai rol.


39/39

DAFTAR PUSTAKA

Almen, J.O. (1950). in Mechanical Wear (ed J.T. Burwell), American Society for

Metals, pp. 229 – 288.

Blau, P. J. (2001). The significance and the use of friction coefficient . TribologyInternational

Glossary of terms and definitions in the field of friction, wear and

lubrication,Research Group on Wear of Engineering Materials, Organisation for

EconomicCo-operation and Development , (1969). Reprinted in Wear Control

Handbook (eds M.B. Peterson and W.O. Winer), American Society of Mechanical

Engineers, 1980, pp. 1143 – 1303.

Hokkirigawa, K. and Kato, K. (1989). Theoretical Estimation of Abrasive Wear

Resistance Based on Microscopic Wear Mechanism, Wear of Materials (ed K.C.

Ludema), ASME, New York,

Liu, R. & Li, D. Y. (2001). Modification of Archard's equation by taking account

of elastic/pseudoelastic properties of materials.

Sularso, dan Kiyokatsu Suga., 1983, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen

Mesin. PT. Pradnya Paramita: Jakarta.

tachowiak, Gwidon W. (2005). Wear – Materials, Mechanisms and Practice.John

Wiley & Sons, Ltd., West Sussex, England.

Zum Gahr, K.H. (1987). Microstructure and Wear of Materials, Tribology Series,

Elsevier, Amsterdam.

www.wikipedia.com diakses pada 30 september 2015 pukul 08.00
http://www.wikipedia.com/http://www.wikipedia.com/

Documents

analisa keausan sproket