bab ii tinjauan pustaka - eprints.umm.ac.ideprints.umm.ac.id/44618/3/bab ii.pdf · pada beberapa...
TRANSCRIPT
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tebu
Tanaman tebu merupakan tanaman perdu yang bernama latin Saccharum
Officinarum. Di daerah Jawa Barat biasa di sebut Tiwu, di daerah Jawa Tengah
dan Jawa Timur biasa di sebut tebu atau rosan. Pada daerah tropika dan subtropika
yang berbatas isoterm 20 o C yaitu antara 19o LU – 35o LS, merupakan habitat
tumbuh tanaman tebu. Akar tanaman tebu sangat sensitif akan minimnya udara
dalam tanah, karena kondisi tanah yang baik dan cocok bagi tanaman tebu adalah
yang tidak terlalu basah dan terlalu kering, sehingga pengairan dan drainase bagi
tanaman tebu harus sangat di perhatikan.
Pada beberapa jenis tanah, tanaman tebu dapat tumbuh dengan baik seperti
tanah alluvial, grumosol, latosol, dan regusol yang ketinggianya tanahnya antara
0 sampai 1400 m di atas permukaan laut. Tetapi lahan yang paling ideal untuk
tanaman tebu adalah ketinggian 500 m di atas permukaan laut, sedangkan lahan
yang ketinggiannya 1200 m di atas permukaan laut akan membuat pertumbuhan
tanaman tebu relatif lambat.
Batang – batang tanaman tebu mempunyai ruas – ruas yang di batasi oleh
buku – buku dan berdiri lurus, dan terdapat mata tunas pada tiap – tiap
8
buku.Rumpun adalah mata tunas yang berasal dari bawah tanah yang keluar dan
berkembang sehingga membentuk batang tebu. Rumpun biasanya mempunyai
diameter batang antara 3 – 5 cm, tinggi batang antara 2 – 5 m, dan tidak
bercabang. Tanaman tebu mempunyai akar serabut yang tidak panjang dan
tumbuh cincin tunas anakan. Terbentuknya akar pada bagian atas pada fase
pertumbuhan batang merupakan akibat dari pemberian tanah sebagai media
tumbuh. Daun tebu mempunyai bentuk seperti busur panah,berseling kanan dan
kiri, berpelepah dan tidak bertangkai, tulang daun yang sejajar dan berlekuk di
tengah, dan berbulu keras. Bunga tebu merupakan malai yang mempunyai
panjang antara 50 – 80 cm, sedangkan cabang bunga tebu merupakan karangan
bunga pada tahap pertama dan kemudian berupa tandan yang mempunyai panjang
3 – 4 mm pada tahap yang selanjutnya. Benangsari dan putik terdapat juga pada
bunga tebu, dengan dua kepala putik dan bakal biji. Sedangkan buah pada
tanaman tebu sama seperti padi yang memiliki satu biji besar dengan lembaga 1/3
dari panjang biji. Biji tebu juga dapat di gunakan sebagai percobaan dengan cara
persilangan untuk mendapatkan jenis baru yang lebih unggul.
2.1.1 Jenis – Jenis Tebu
1. Tebu Kuning
Gambar 2.1 : Tebu Kuning
9
Tebu kuning adalah jenis tebu pertama yang biasa di tanam, tebu kuning
biasa di kenal juga dengan nama tebu morris, dan tebu hijau. Tebu ini di
dominasi warna kuning pada bagian ruas batangnya seperti namanya. Tebu ini
berasal dari Asia Tenggara, jadi tidak heran jika tebu ini banyak di temukan di
Indonesia di bandingkan dengan jenis tebu lainnya. Banyak petani tebu yang
membudidayakan tebu ini untuk memasok para industri gula atau industri
pangan atau minuman, karena mempunyai nilai ekonomi yang cukup tinggi.
Tebu kuning banyak di ekspor pada negara tetangga, sehingga tebu di jadikan
sebagai tanaman industri negeri.
2. Tebu Hitam
Gambar 2.2 : Tebu Hitam
Tebu Hitam atau dalam bahasa jawa biasa di sebut tebu ireng, adalah tebu
yang warna batangnya di dominasi warna ungu gelap atau dongker, ada juga
yang berwarna merah tua. Warna tebu ini memang berbeda dengan warna tebu
pada umumnya, sehingga air pada batangnya juga berbeda dengan air tebu
pada umumnya ang berwarna putih kekuningan, air tebu ini berwarna
10
kecoklatan dan gelap. Diameter tebu ini mempunyai diameter yang lebih kecil
di bandingkan dengan diameter tebu lainnya
3. Tebu Telur
Gambar 2.3 : Tebu Telur
Jenis tebu berbeda dengan tebu pada umumnya, karena tidak mempunyai
batang yang manis dan batang yang panjang seperti tebu pada umumya. Tebu
telur juga di kategorikan ke dalam kelompok sayuran, akan tetapi masyarakat
banyak yang menyebutnya tebu sehingga masuk ke dalam tanaman tebu.
Masyarakat biasa memanfaatkan tebu ini dengan cara memasak isinya untuk
membuat suatu makanan. Daun tanaman tebu ini biasa di gunakan menjadi bahan
pembakaran bagi masyarakat yang masih menggunakan kayu bakar sebagai bahan
pembakaran.
11
2.2 Pengertian cane table
Cane table adalah suatu alat yang berfungsi untuk mentransfer langsung
dan mengatur jumalah tebu yang akan melalui proses pemerasan. Ada bebrapa
komponen utama dari cane table yaitu :
1. Penggerak / cakar yang berfungsi menstransfer tebu menuju conveyor.
Untuk menggerakkan penggerak di butuhkan motor listrik yang di
hubungkan langsung dengan gear reducer untuk mendapatkan putaran
/ rpm yang di inginkan
2. Cane laveller yang fungsinya adalah mengatur jumlah tebu yang akan
masuk ke conveyor
Gambar 2.4 : Cane Table
12
2.3 Kapasitas
Kapasitas adalah suatu kemampuan produksi secara optimal dari sebuat
alat / produk, kapasitas biasanya di nyatakan sebagai output pada satu periode
waktu tertentu. Alasan kenapa kapasitas harus di perhatikan adalah karena ingin
mencukupi kapasitas untuk memenuhi akan kebutuhan konsumen. Selain itu
kapasitas juga mempengaruhi efisiensi biaya operasi, kapasitas juga sangat
bermanfaat untuk mengetahui perencanaan output, biaya operasional serta
pemeliharaan , dan tentunya menentukan analisis kebutuhan investasi. Tujuan dari
perencanaan adalah agar perusahaan memungkinkan untuk menyerahkan produk
tepat waktu dan memenuhi target. Selain itu perancangan juga mempunyai tujuan
agar fasilitas pabrik yang berupa mesin, tenaga kerja, dan bahan – bahan dapat di
gunakan secara efisien dan kegiatan produksi dapat terus berjalan.
2.4 Poros
Poros adalah elemen mesin yang berbentuk silindris memanjang yang
berpenampang lingkaran. Fungsi dari poros adalah untuk menyalurkan daya atau
tenaga melalui putaran sehingga poros juga ikut berputar. Poros juga bisa di
katakan sebagai transmisi atau penghubung dari yang menggerakkan ke sebuah
elemen yang di gerakkan. Poros juga biasa di sebut dengan nama lain shaft, axle,
dan as, namun as lebih di definisikan sebagai poros yang statis dan tidak ikut
bergerak. Ada bebrapa jenis poros dan spesifikasinya antara lain :
13
1. Jenis poros berdasarkan pembebanan
a. Poros Transmisi
Poros jenis ini mengalami pembebanan puntir (torsi). Pembebenannya
adalah lentur murni maupun pembebanan torsi dengan lentur
b. Spindel
Poros ini merupakan poros transmisi yang mempunyai dimensi yang
pendek dan mengalami pembebanan puntir saja.
c. Gandar
Gandar adalah merupakan poros roda yang biasa di gunakan pada
kereta api dan di sebut dengan nama as.
2. Jenis poros berdasarkan bentuknya
1. Poros Lurus
2. Poros Engkol
3. Poros Luwes (untuk transmisi daya kecil)
Adapun hal – hal penting yang harus di perhatikan dalam merancang
poros, antara lain :
1. Kekuatan Poros
Dalam menentukan serta merancang poros, kekuatan poros sangat
penting agar aman ketika di gunakan. Poros mendapatkan pembebenan
puntir, pembebanan lentur, dan pembebanan tarik. Dengan hal ini kita
dapat menentukan kekuatan poros yang akan di gunakan agar sesuai dan
14
perlu juga di perhatikan faktor lain seperti faktor kelelahan, tumbukan, dan
konsentrasi tegangan.
2. Kekakuan Poros
Defleksi berkaitan erat dengan poros, karena poros akan terkena
defleksi saat di gunakan. Menyesuaikan kekakuan poros dan spesifikasinya
harus di perhitungkan dengan matang, karena semakin besar defleksi akan
menyebabkan getaran dan sara bising yang akan meyebabkan kegagalan
pada poros.
3. Putaran Kritis Poros
Untuk merancang poros, harus di rancang agar putaran kerja yang di
butuhkan menjauhi putaran kritis dari poros, karena semakin putaran poros
menjauhi titik putaran kritisnya, maka akan semakin jauh dari kegagalan
poros.
4. Bahan Poros
Bahan pembuatan poros harus memperhatikan stok bahan, biaya
produksi, serta kemampuan proses manufactur agar kemampuan dan
proses pembuatannya baik dari sisi mesin maupun tenaga yang
mengerjakannya.
5. Faktor Korosi
Menentukan penempatan poros merupakan faktor yang perlu di
perhatikan agar faktor korosi dapat di minimalisir. Poros yang di gunakan
15
pada air laut harus mempunyai daya tahan yang lebih tinggi terhadap
korosi di bandingkan dengan poros yang di gunakan pada air tawar.
Dengan perhitungan poros sebagai berikut :
ds = [5,1
τa . Kt . Cb . T]1/3 (Sularso, 1987 : 8)
Dimana : Kt = faktor koreksi (1,0 – 1,5) digunakan 1.5
Cb = faktor karena beban lentur (1,2 – 2,3) digunakan 1,3
T = Torsi (kg.mm)
2.5 Bantalan
Bantalan berfungsi untuk menumpu poros berbeban sehingga putaran lebih
stabil dan halus, sehingga gesekan lebih aman dan usia pemakainnya menjadi
panjang. Bantalan harus kokoh agar poros bekerja dengan baik.
1. Klasifikasi Bantalan
a. Gerakan bantalan terhadap poros
- Bantalan luncur, bantalan ini mendapatkan gesekan luncur dari
poros dan bantalan karena permukaan poros bertumpu pada
permukaan bantalan dengan perantara pelumas.
- Bantalan gelinding, bantalan ini mendapatkan gesekan gelinding
antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam melalui elemen
gelinding
b. Arah beban dan poros
16
- Bantalan radial, arah beban pada bantalan ini tegak lurus dengan
sumbu poros
- Bantalan aksial, arah beban pada bantalan ini sejajar dengan sumbu
poros
- Bantalan gelinding khusus, arah beban dari bantalan ini adalah
sejajar dan tegak lurus dengan sumbu poros
2. Hal yang di perhatikan dalam perencanaan bantalan radial
1. Kekuatan bantalan
Pemilihan perbandingan antara panjang dan diameter sangat
penting, adapun hal yang perlu di perhatikan dalam perencanaan :
a. Semakin kecil perbandingan panjang dengan diameter, maka
kemampuan untuk menahan beban akan semakin rendah
b. Semakin kecil perbandingan panjang dengan diameter, maka panas
yang timbul akan gesekan semakin besar pula.
c. Semakin besar perbandingan panjang dengan diameter, maka
kebocoran pelumas pada ujung bantalan akan semakin kecil.
d. Jika harga perbandingan panjang dengan diameter terlalu besar,
maka tekanan yang di hasilkan menjadi tidak merata.
e. Jika harga perbandingan panjang dengan diameter berkurang, maka
pelumas akan kurang rata dengan baik pada seluruh permukaan
bantalan.
17
f. Semakin besar perbandingan panjang dengan diameter, maka
temperatur bantalan juga akan semakin tinggi, yang bisa membuat
lapisan bantalan akan meleleh.
g. Untuk menentukan perbandingan panjang dengan diameter, maka
besar ruangan yang ada untuk bahan bantalan di dalam mesin juga
harus di perhatikan.
h. Harga perbandingan panjang dengan diameter tergantung
kekerasan bahan bantalan, sehingga bahan yang lunak memerlukan
perbandingan panjang dengan diameter yang besar.
2. Tekanan Bantalan
Tekanan bantalan adalah beban radial di bagi dengan luas proyeksi
bantalan, sehingga besarnya tekanan bantalan sama dengan beban rata
– rata yang di terima permukaan bantalan. Jika bahan pelumas dan
ketelitiannya lebih baik pada permukaan finis, maka aga tekanan akan
semakin tinggi.
3. Harga PV
Di antara permukaan poros dan bantalan terdapat celah yang berisi
selaput minyak tipis. Karena tertarik oleh permukaan yang bergerak
serta kekentalannya, menyebabkan selaput minyak ini menjadi
bergerak.
18
Dengan perhitungan tebal bearing sebagai berikut :
t =3 . Wtotal . a
2 . σb . l
Dimana : t : Tebal bearing
Wtotal : Berat total pembebanan
σb : Kekuatan tarik bahan
a : Diameter bore
l : Lebar
2.5 Daya Motor
Daya adalah laju energi yang di butuhkan selama melakukan usaha dalam
jangka waktu tertentu. Daya mempunyai satuan SI (Satuan Internasional) yaitu
Joule / sekon (J/s) = watt. Selain watt, satuan daya yang biasa di pakai adalah HP
(Horse Power), 1 hp = 746 watt. Daya termasuk ke dalam golongan besaran
skalar, karena tidak mempunyai arah, tetapi hanya memiliki nilai.
Dengan perhitungan daya sebagai berikut :
N1 = T . n
6120 . ƞ
Dimana : N : Daya motor
19
T : Torsi
n : RPM
2.6 Rantai
Rantai adalah transmisi daya yang di gunakan untuk jarak poros yang
lebih besar daripada roda gigi, akan tetapi lebih pendek di bandingkan
dengan transmisi sabuk. Adapun keuntungan menggunakan rantai sebagai
transmisi daya adalah sebagai berikut :
1. Mampu meneruskan daya yang besar, karena kuat
2. Tidak memerlukan tegangan awal
3. Keausan pada bantalan lebih kecil
4. Mudah pada pemasangan.
Sedangkan kekurangan rantai sebagai transmisi daya adalah sebagai
berikut :
1. Suara dan getaran yang besar akibat tumbukan antar rantai dengan
dasar gigi sproket
2. Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus
Rantai di klasifikasikan dua jenis yaitu jenis rantai rol dan jenis rantai gigi.
Rantai rol terdiri dari pena, bus, rol, dan plat mata rantai, sedangkan rantai gigi
terdiri dari plat yangb berprofil roda gigi dan pena yang berbentuk bulan sabit
20
yang berfungsi sebagai sambungan kunci. Perbedaan antara rantai rol dengan
rantai gigi adalah : rantai rol mampu di transmisikan dengan kecepatan sampai
600 ( m/min ), tanpa pembatasan bunyi, dan segi harga yang lebih murah,
sedangkan rantai gigi mampu di transmisikan dengan kecepatan lebih dari 1000 (
m/min ), bunyi yang kecil,daya yang besar, dapat di pakai rantai gigi, dan lebih
mahal daripada rantai rol.
2.7 Roda Gigi
Gear adalah roda gigi yang berfungsi untuk mentransmisikan daya dengan
cara saling bersinggunan dan berputar dengan roda gigi lainnya. Adapun fungsi
dari roda gigi selain untuk mentransmisikan daya adalah sebagai pengubah
kecepatan putar, mengubah torsi, dan mengubah arah daya. Sedangkan jenis dari
roda gigi adalah sebagai berikut :
1. Spur Gear ( Roda Gigi Lurus )
Roda gigi ini berbentuk silinder atau piringan dengan gigi yang
benbentuk secara radial
2. Bevel Gear ( Roda Gigi Payung )
Roda gigi ini berbentuk menyudut dan mengerucut. Fungsi dari roda
gigi ini adalah untuk mengubah arah daya.
3. Worm Gear ( Roda Gigi Cacing )
Roda gigi ini berbentuk screw atau ulir. Biasanya roda gigi cacing
berpasangan dengan roda gigi lurus. Kelebihan dari roda gigi ini
21
adalah mampu mendapatkan rasio torsi yang tinggi dan kecepatan
putar yang rendah.
4. External Helical Gear
Roda gigi ini memiliki kelebihan berputar secara halus, tidak berisik,
dan minim getaran, sehingga roda gigi jenis ini biasa di gunakan pada
kecepatan tinggi.
5. Roda Gigi Internal
Roda gigi jenis ini gigi – giginya berada pada bagian dalam , roda gigi
jenis ini biasanya di gunakan untuk gearbox mesin bertenaga
6. Rack And Pinion Gear
Roda gigi ini berfungsi mengubah gerakan putar menjadi gerakan
lurus. Roda gigi ini terdiri dari roda gigi dan rack.
7. Roda Gigi Hypoid
Roda gigi ini sama dengan rida gigi bevel dan heliks, akan tetapi yang
membedakan roda gigi ini adalah gigi axisnya yang tidak
bersinggunan.
2.8 Poros Engkol
Poros engkol adalah suatu komponen yang mempunyai fungsi mengubah
gerakan naik turun menjadi gerakan putar atau mengubah gerakan putaran
menjadi gerakan naik turun. Adapun bagian – bagian dari poros engkol sebagai
berikut :
22
1. Crank pin
Adalah sebuah poros kecil yang terhubung dengan big end
connecting rod.
2. Crank journal
Adalah komponen yang menjadi poros utama
3. Weight balance
Adalah sebuah komponen yang berfungsi menyeimbangkan putaran
sehingga putaran bisa teratur.
4. Connecting rod
Adalah sebuah komponen yang berbentuk batang dan berfungsi
menyambung antara crank pin dan cakar pendorong.
5. Cakar pendorong
Adalah sebuah komponen yang berfungsi mendorong tebu menuju
conveyor. Cakar terhebung dengan connecting rod yang akan
bergerak maju dan mundur nantinya.
2.9 Pillow Block
Pillow block adalah suatu komponen yang berfungsi untuk menjadi tempat
dudukan bearing untuk memberikan support pada poros yang berputar. Pillow
block umumnya di gunakan pada lingkungan yang relatif bersih dan beban yang
lebih kecil. Fungsi lain dari rumah bearing adalah untuk melindungi bearing dari
23
debu serta kontaminasi lainnya, sehingga bearing bisa lebih berputar dengan baik.
Adapun tipe – tipe dari pillow block :
1. Pillow block yang jadi satu dengan bearing, yang artinya bearing tidak
dapat di lepas dan di ganti. Pada umunya tipe ini di gunakan pada
beban yang lebih tinggi dan lingkungan industri yang korosif
2. Pillow block yang memiliki tutup di atasnya, sehingga bisa di buka dan
di lepas untuk penggantian bearing. Pillow block jenis ini di sebut type
split.
2.1.0 Pasak
Pasak merupakan suatu komponen yang berfungsi untuk menetapkan atau
mengunci bagian dari mesin seperti roda gigi, sproket, pulley, kopling, dll. Pasak
di pasang pada alur yang berada pada poros dan hub sebagai dudukan pasak.
Adapun macam – macam pasak sebagai berikut :
1. Pasak Benam
Pasak ini terpasang secara terbenam setengah pada alur yang
berada pada bagian poros dan hub
2. Pasak Pelana
Pasak ini terdiri dari 2 tipe
a. Pasak Pelana Datar
Pasak ini berbentuk tirus dan di pasang pada alur hub dan lengkung
poros,sehingga mudah slip jika beban torsi terlalu besar. Jadi pasak
ini hanya di gunakan untuk poros yang mempunyai torsi ringan
24
b. Pasak Pelana Lengkung
Pasak ini berbentuk tirus yang di pasang pada alur hub dan pada
bagian lengkung poros.
3. Pasak Bulat
Pasak ini berpenampang bulat yang di pasang pada dalam lubang
antara poros dan hub. Psak ini di gunakan pada poros yang mengalami
beban ringan. Pasak ini biasanya di pasang secara membujur ( sejajar
sumbu poros ) dan di pasang secara melintang ( tegak lurus sumbu
poros ).
4. Pasak Bintang ( Spline )
Pasak ini terbuat langsung dari bahan poros dan hub yang di gunakan,
sehingga pasak ini memiliki kekuatan yang lebih kuat di bandingkan
dengan pasak – pasak tipe lainnya. Pasak jenis ini biasanya di gunakan
untuk poros – poros yang memiliki beban yang lebih besar.