Februari 23, 2020

Menghitung Ratio, Putaran Dan Kapasitas

Menghitung Ratio, Putaran dan kapasitas mesin industri
Mesin-mesin pengolahan di dunia Industri atau Pabrik-pabrik Umumnya digerakkan dengan memakai Elektromotor (Motor Listrik).

Motor listrik secara umum dipakai untuk menggerakkan atau memutar mesin-mesin pabrik dan industri, baik secara pribadi maupun melalui proses pengurangan besar putaran atau biasa di sebut dengan Speed Reducer.

Untuk beberapa Mesin yang beroperasi dengan besar putaran sama dengan putaran motor listrik, maka pemasangan Motor tidak perlu memakai Speed Reducer atau Gearbox.

Namun mengingat beberapa mesin-mesin pengolahan di suatu pabrik membutuhkan besar putaran atau kecepatan yang berbeda-beda, maka biasanya Motor listrik sebagai penggagas akan dilengkapi dengan Speed reducer (Gear Reducer) untuk mengubah besar putaran dari motor listrik, diadaptasi dengan kebutuhan mesin.

GearMotor
Motor listrik ada yang memang didesain lengkap dengan Gearbox, Motor listrik ini biasa disebut dengan GearMotor.

mesin pengolahan di dunia Industri atau Pabrik Menghitung Ratio, Putaran dan Kapasitas
Menghitung Putaran,Ratio,Kapasitas

Menghitung Ratio dan Putaran

Besar Putaran motor listrik biasa disebut dengan RPM (Rotation Per Minute), atau jumlah putaran per menit.

Motor listrik umumnya mempunyai beberapa besar putaran RPM, antara lain:

  • Motor Listrik 3000Rpm
  • Motor Listrik 1500Rpm
  • Motor Listrik 1000Rpm
  • Motor Listrik 500Rpm.

Beberapa mesin yang dipakai di dunia industri atau pabrik, membutuhkan besar putaran (Rpm) yang sama dengan besar RPM motor listrik, sehingga motor listrik sanggup pribadi dipasangkan untuk menggerakkan mesin tersebut.

Namun sebagian mesin-mesin di pabrik membutuhkan besar putaran (Rpm) yang berbeda dengan besar putaran (Rpm) dari motor listrik.

Mesin-mesin yang umum dipakai di pabrik dan membutuhkan putaran yang lebih kecil dari putaran motor listrik, antara lain:

  • Belt Conveyor
  • Screw Conveyor
  • Bucket Elevator
  • Mixer
  • Stirrer
  • Capstand
  • Dan sebagainya.

Untuk sanggup menyesuaikan Putaran yang dihasilkan Motor listrik dengan yang diharapkan Mesin, maka diharapkan sistem speed reducer atau penurunan kecepatan, kalau kecepatan (Rpm) yang diharapkan mesin lebih rendah dibanding putaran motor listrik.

  • Jika sebuah mesin membutuhkan penggagas dengan kecepatan putaran (Rpm) sebesar 3000 rpm, maka kita sanggup memakai motor listrik dengan putaran 3000 Rpm.
  • Jika sebuah mesin membutuhkan penggagas dengan kecepatan putaran (Rpm) sebesar 1500 rpm, maka kita sanggup memakai motor listrik dengan putaran 1500 Rpm.
  • Jika sebuah mesin membutuhkan penggagas dengan kecepatan putaran (Rpm) sebesar 1000 rpm, maka kita sanggup memakai motor listrik dengan putaran 1000 Rpm.
  • Jika sebuah mesin membutuhkan penggagas dengan kecepatan putaran (Rpm) sebesar 500 rpm, maka kita sanggup memakai motor listrik dengan putaran 500 Rpm.

Bagaimana jika, sebuah mesin membutuhkan penggagas dengan kecepatan putaran (Rpm) sebesar 2400 rpm?

A. Ratio Pulley
Biasanya kalau perbedaan putaran antara mesin dan motor listrik tidak terlalu besar, tidak perlu memakai Gearbox, cukup dengan mengatur perbandingan Pulley atau Sprocket.

  • Pulley dipakai untuk Mesin dengan Putaran Tinggi, Torque rendah
  • Sprocket dipakai untuk mesin dengan Putaran rendah, Torque tinggi

Hal ini biasanya sanggup kita temui pada Mesin-mesin Industri ibarat Pompa, Blower, Fan dan sebagainya.

Sebagai Contoh:
Untuk mendapat putaran mesin sebesar 2400, sebaiknya kita memakai penggagas Motor listrik 3000Rpm, kemudian dengan memakai perbandingan Pulley, putaran motor kita turunkan menjadi 2400Rpm. Berapa Ratio (perbandingan) Pulley yang digunakan?

  • Putaran motor penggagas atau Input Speed, disimbolkan dengan N1
  • Putaran mesin disebut dengan Output Speed, disimbolkan dengan N2

Rumus menghitung Ratio:

  • Ratio = N2 : N1
  • Ratio Pulley = 2400 : 3000
  • Ratio Pulley = 4 : 5

Darimana didapat nilai ratio 4 : 5 ?
Ratio 4 : 5 didapat dari penyederhanaan 2400 : 3000, dengan cara dibagi dengan FPB (Faktor Persekutuan Terbesar) dari kedua angka tersebut.

Untuk mendapat Putaran output (N2) sebesar 2400 Rpm pada mesin tersebut, dengan memakai Motor listrik 3000Rpm (N1), maka dilakukan perbandingan pemasangan Pulley, dengan perbandingan 4 : 5

Pulley pada motor listrik kita gunakan Pulley Ukuran 4inci, dan Pulley pada mesin ukuran 5inci.

  • N2 = (N1 x 4) : 5
  • N2 = (3000rpm x 4) : 5
  • N2 = 12.000 : 5
  • N2 = 2400 Rpm.

Ukuran Pulley yang dipakai sanggup memakai Ukuran lain, selama perbandingannya tetap 4 : 5.

Untuk memilih perbandingan Ukuran Pulley, sebaiknya memakai perbandingan ukuran Keliling Pulley, namun alasannya perkalian kelililng bulat ialah (K=D x phi), maka untuk lebih mempermudah, kita sanggup memakai perbandingan Diameter.

Rumus menghitung putaran Mesin (N2)

Sebagai contoh:
Begitu juga sebaliknya, Jika kita mengetahui putaran motor listrik ialah 1500Rpm (N1), Pulley yang terpasang pada Motor tersebut berukuran 6 inci, kemudian Pulley yang terpasang pada sebuah Mesin (Blower, Pompa, atau mesin lainnya) berukuran 9 inci, berapa putaran mesin (N2) yang dihasilkan?

Diketahui:
Ratio = 6 : 9
N1 = 1500Rpm
N2 = …..?

Jawab:

  • N2 = (N1 x 6) : 9
  • N2 = (1500 x 6) : 9
  • N2 = 9000 : 9
  • N2 = 1000 Rpm

B. Ratio Gearbox
GearBox ialah suatu peralatan yang berisikan Gear-gear yang berfungsi untuk memindahkan tenaga gerak dari suatu mesin penggagas (Input Speed) menuju mesin yang akan digerakkan (Output Shaft).

Pada sebuah Gearbox biasanya mempunyai Name Plate yang tertera isu mengenai beberapa hal, seperti:

  • N1, ialah jumlah Putaran awal (Input Shaft) yang berasal dari suatu penggagas (motor listrik)
  • N2, ialah jumlah putaran yang dihasilkan (Output Shaft) untuk memutar mesin
  • Ratio ( i ): perbandingan putaran masuk (input shaft) dengan putaran yang dihasilkan (Output Shaft)
  • Torque: Kekuatan putar atau Torsi

Contoh perhitungan:
Sebuah Gearbox tertera data, N1 : 1500Rpm, i : 50, berapa N2 ?

Ratio biasa juga disimbolkan dengan hurufi

  • N2 = N1 : Ratio (i)
  • N2 = 1500 : 50
  • N2 = 30Rpm.

Menghitung putaran Mesin (N2) yang terpasang dengan Gearbox dan perbandingan Sprocket.
Jika kita menginginkan sebuah mesin Belt Conveyor dengan putaran 15Rpm, dengan penggagas Motor listrik 1500Rpm, dan Gearbox yang ada mempunyai Ratio: 50, Maka, N2 Gearbox adalah:

  • N2 = N1 : Ratio (i)
  • N2 = 1500 : 50
  • N2 = 30Rpm.

Putaran mesin (N2) dengan memakai motor listrik 1500Rpm dan gearbox ratio: 50, didapat sebesar 30 Rpm, sedangkan kita menginginkan putaran mesin 15Rpm, maka Putaran N2 harus diturunkan lagi, bagaimana caranya supaya kita mendapat putaran Mesin 15Rpm?

Ada 2 cara untuk menurunkan Rpm mesin Belt Conveyor tersebut, yaitu:

  1. Menurunkan Putaran motor listrik (N1) dengan perbandingan Pulley
  2. Menurunkan Putaran N2 gearbox dengan ratio Sprocket pada mesin dan Gearbox

1. Perbandingan Pulley pada Motor listrik (N1)

  • Putaran mesin yang diinginkan (N2) = 15Rpm
  • Ratio Gearbox = 50
  • N1 = N2 x Ratio
  • N1 = 15 x 50
  • N1 = 750Rpm.

Berarti Putaran motor listrik 1500Rpm, harus kita turunkan dengan memakai perbandingan Pulley supaya didapat menjadi 750Rpm.

Putaran Motor listrik 1500Rpm kita anggap sebagai N1
Putaran yang diinginkan 750Rpm kita anggap sebagai N2

Ratio Pulley = …?

  • Ratio Pulley = N2 : N1
  • Ratio Pulley = 750 : 1500
  • Ratio Pulley = 1 : 2

Maka, supaya putaran yang masuk ke Gearbox menjadi 750Rpm, kita harus menurunkan putaran motor listrik dengan perbandingan Pulley 1 : 2 (1 untuk Motor dan 2 untuk Gearbox).

Untuk mendapat Perbandingan pulley 1 : 2, kita bisa memakai banyak sekali pilihan ukuran Pulley seperti, Pulley 4 inci dipasang pada Motor listrik dan Pulley 8 inci dipasang pada Input Shaft Gearbox (4 : 8 = 1 : 2), atau ukuran pulley lainnya selama perbandingannya tetap 1 : 2.

Hasilnya:
Putaran input pada Gearbox sesudah dipasang perbandingan Pulley = 750Rpm
Ratio Gearbox = 50
Putaran mesin Belt Conveyor (N2) = 750Rpm : 50 = 15 Rpm.

2. Perbandingan Sprocket pada Output Shaft Gearbox dan Mesin Belt Conveyor

  • Putaran mesin yang diinginkan = 15Rpm
  • N2 ketika ini : 30Rpm.
  • Output speed dari Gearbox ketika ini 30Rpm kita anggap sebagai N1
  • Putaran mesin yang diinginkan kita anggap sebagai N2

C. Ratio Sprocket =…?

  • Ratio Sprocket = N2 : N1
  • Ratio Sprocket = 15 : 30
  • Ratio Sprocket = 1 : 2

Maka, supaya putaran mesin Belt Conveyor menjadi 15Rpm, kita harus menurunkan putaran Output Gearbox dengan perbandingan Sprocket 1 : 2 (1 untuk Output Shaft Gearbox dan 2 untuk Mesin).

Untuk mendapat Perbandingan Sprocket 1 : 2, kita bisa memakai banyak sekali pilihan ukuran Sprocket seperti, Sprocket 12 Teeth dipasang pada Output Shaft Gearbox dan Sprocket 24 Teeth dipasang pada Shaft Mesin Belt Conveyor (12T : 24T = 1 : 2), atau ukuran Sprocket lainnya selama perbandingannya tetap 1 : 2.

D. Menghitung Kapasitas Mesin menurut Putaran dan Ratio

Saat kita memilih Putaran mesin yang diinginkan, tentu hal yang kita pertimbangkan ialah bagaimana mesin tersebut sanggup mencapai kapasitas yang kita butuhkan.

Oleh alasannya itu, gotong royong untuk memilih Putaran sebuah Mesin, kita terlebih dahulu harus menghitung berapa kapasitas yang ingin dicapai dan berapa putaran seharusnya.

Sebagai Contoh:
Jika sebuah Mesin Bucket Elevator didesain supaya sanggup mengangkut materi olahan dengan kapasitas 60Ton perjam.

Ukuran 1 buah Bucket didesain bisa menampung sebanyak 50kg/bucket.

Maka kita harus menghitung putaran supaya tercapai tuangan bucket elevator sebanyak:

  • Kapasitas yang diinginkan ialah 60Ton/jam atau 60.000kg/jam
  • Muatan 1 buah Bucket sebanyak 50kg/bucket
  • Jumlah Bucket yang tertuang setiap 1 jam = 60.000kg : 50kg
  • Jumlah Bucket yang tertuang setiap 1 jam = 1.200 bucket/jam
  • Karena putaran umumnya dalam satuan menit, maka,
  • 1.200 bucket/jam = 1.200/60 = 20Bucket/Menit.

  • Panjang Rantai Bucket Elevator tersebut sebanyak 240 Teeth.
  • Sprocket pada Shaft Elevator ialah 8 Teeth.
  • Jumlah Bucket yang terpasang sepanjang Rantai Elevator tersebut ialah 50 Buah Bucket.

Maka jumlah putaran mesin yang diharapkan supaya Bucket yang tertuang sebanyak 20 Bucket/Menit, adalah:

  • Jumlah Bucket yang diinginkan: 20Bucket/menit
  • Jumlah Rantai seluruhnya : 240Teeth
  • Sprocket elevator : 8Teeth
  • Jumlah Bucket seluruhnya : 50 Bucket.
  • Putaran Mesin (Sprocket) = (20 : 50) x (240 : 8)
  • Putaran Mesin (Sprocket) = 0,4 x 30
  • Putaran Mesin (Sprocket) = 12Rpm.

Makara untuk mendapat tuangan bucket sebanyak 20buah/menit, putaran mesin Elevator tersebut harus 12Rpm.

Gearbox atau Gearmotor.
Motorlistrik penggagas ialah 1500Rpm, Ratio Gearbox 50, maka N2 gearbox adalah:

  • N2 = N1 : ratio
  • N2 = 1500 : 50 = 30Rpm.

Ratio Sprocket yang harus dipasang pada Output Shaft Gearbox dan Shaft Elevator untuk mendapat putaran sebesar 12Rpm, adalah:

  • Ratio Sprocket = 12 : 30
  • Ratio Sprocket = 2 : 5

Untuk mendapat Perbandingan Sprocket 2 : 5, kita bisa memakai banyak sekali pilihan ukuran Sprocket seperti, Sprocket 12 Teeth dipasang pada Output Shaft Gearbox dan Sprocket 30 Teeth dipasang pada Shaft Mesin Belt Conveyor (12T : 30T = 2 : 5), atau ukuran Sprocket lainnya selama perbandingannya tetap 2 : 5.

Kesimpulan:

  • Putaran Motor Listrik Penggerak : 1500Rpm
  • Ratio Gearbox : 50

(Putaran Output Gearbox = 1500 : 50 = 30Rpm)

  • Sprocket Transmisi pada Gearbox: 12Teeth
  • Sprocket Transmisi pada Shaft Elevator: 30Teeth

(Putaran Shaft Elevator = (30Rpm x 12) : 30 = 12Rpm.

  • Sprocket pemutar Rantai: 8Teeth

(Putaran Sprocket pemutar rantai = 12Rpm x 8T = 96Teeth/menit

  • Jumlah rantai elevator seluruhnya: 240Teeth
  • Jumlah Bucket seluruhnya: 50 Bucket.
  • Jumlah Bucket yang tertuang dalam 1 menit: (96 : 240) x 50 = 20 Bucket/Menit
  • Muatan dalam 1 Bucket: 50kg
  • Maka Kapasitas mesin Elevator tersebut: 20buah x 50kg = 1.000kg/menit

Kapasitas mesin Elevator perjam: 1.000kg x 60menit = 60.000kg/jam atau 60T/H

Semoga bermanfaat!

Berbagi ilmu pengetahuan umum