Perancangan Mesin Penghancur Kertas (Paper Shredder)

Perancangan Mesin Penghancur Kertas - Mesin ini digunakan untuk menghancurkan lembar kertas, terutama kertas-kertas dokumen jenis HVS berukuran A4, gramatur kertas maksimum 80 gms dan jumlah kertas maksimum 10 lembar per siklus. Mesin ini menggunakan pisau penghancur jenis zig-zag yaitu pisau yang mampu memotong pada arah memanjang dan melintang secara bersamaan. Deskripsi dan spesifikasi lebih lengkap tentang mesin ini dapat dilihat pada artikel berjudul Deskripsi Mesin Penghancur Kertas dan Spesifikasi Mesin Penghancur Kertas.

Pada artikel ini kami akan menjelaskan tentang bagaimana cara merancang mesin penghancur kertas. Proses perancangan dimulai dengan menghitung daya yang dibutuhkan untuk proses pemotongan. Daya tersebut akan menjadi acuan dalam memilih motor listrik. Setelah motor listrik sebagai penggerak utama ditentukan, proses perancangan berikutnya adalah menghitung komponen-komponen mesin sesuai desain konsep dan konstruksi mesin. Pada deskripsi mesin penghancur kertas dapat tergambar beberapa komponen mesin yang harus ditentukan atau dihitung ukuran dan kekuatannya seperti transmisi roda gigi lurus, roda gigi helix, poros utama dan lain-lain.

Perhitungan pisau pemotong (Shredder Blade)

Proses pemotongan akan terjadi jika gaya potong pada masing-masing mata pisau melebihi besarnya ketahanan sobek kertas. Besarnya gaya yang diperlukan pada setiap mata pisau adalah:

Keterangan:

Fi = Gaya potong per mata pisau (Kg)

KS = Ketahanan Sobek Kertas (mN)

S = Jumlah Kertas (Lembar)

g = Gaya Grafitasi (m/s2)

Ketahanan sobek kertas dapat dilihat dalam spesifikasi kertas jenis HVS.

Total gaya yang diperlukan oleh mesin penghancur kertas untuk menghancurkan kertas tergantung dari banyaknya pisau dan jumlah mata pisau pada setiap pisau. Sehingga gaya potong pada arah vertikal dan horizontal dapat dihitung melalui rumus berikut:

Keterangan:

F1 = Gaya potong arah vertikal (Kg)

F2 = Gaya potong arah horizontal (Kg)

Fi = Gaya potong per mata pisau (Kg)

i = Jumlah pisau

k = Jumlah mata pisau

Daya yang dibutuhkan (Power Requirement)

Daya yang dibutuhkan oleh mesin penghancur kertas untuk menghancurkan kertas tergantung dari jumlah gaya potong pada masing-masing mata pisau. Daya yang dibutuhkan untuk proses pemotongan dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan:

P = Daya yang dibutuhkan (Kw)

T = Momen Puntir (kgmm)

n = Putaran pisau (rpm)

Momen puntir pada pisau terjadi karena gaya potong pada arah vertikal dan gaya potong pada arah horizontal, sehingga total momen puntir pada pisau dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan:

T = Momen puntir (Kgmm)

F1 = Gaya potong arah vertikal (Kg)

F2 = Gaya potong arah horizontal (Kg)

R1 = Radius pisau pada titik F1 (mm)

R2 = Radius pisau pada titik F2 (mm)

Perhitungan bagian-bagian mesin

Berdasarkan konstruksi mesin yang dijelaskan dalam artikel deskripsi mesin penghancur kertas, ada beberapa bagian mesin yang harus dihitung dimensi dan kekuatan, seperti poros utama, transmisi roda lurus dan transmisi roda gigi helix. Sebagai bahan pertimbangan dalam merancang komponen tersebut, berikut ini kami berikan beberapa referensinya,

1. Poros utama, poros utama adalah poros yang berfungsi sebagai penyokong semua pisau pemotong pada mesin penghancur kertas. Sehingga, semua gaya potong pada setiap pisau shredder yang nilainya sesuai dengan hasil perhitungan sebelumnya (gaya potong untuk setiap blade = Fi) akan bekerja sepanjanag poros utama. Gaya potong pisau shredder akan menyebabkan beban lentur pada poros. Di sisi lain, poros utama juga akan menerima momen puntir yang didistribusikan melalui transmisi roda gigi. Oleh karena itu poros utama akan menerima beban lentur dan beban puntir secara bersamaan. Perhitungan poros yang menerima beban tersebut dapat mengacu pada perhitungan poros pada artikel  berjudul perhitungan kekuatan poros pada kriteria poros dengan beban puntir dan beban lentur.
2. Roda gigi lurus, mesin penghancur kertas menggunakan dua pasang roda gigi lurus. Pertama, roda gigi lurus yang digunakan sebagai penggerak pisau shredder. Roda gigi lurus ini berfungsi untuk membuat pisau shredder bagian kanan dan bagian kiri dapat berputar pada kecepatan yang sama tetapi dalam arah yang berlawanan. Kedua, roda gigi lurus yang digunakan sebagai sistem transmisi yang berfungsi untuk menurunkan putaran pada rasio 1/8. Rasio 1/8 untuk roda gigi lurus itu terlalu besar, sehingga sistem transmisi gigi lurus pada mesin ini dibagi menjadi dua tahapan dengan masing-masing tahapan menggunakan transmisi roda gigi lurus dengan rasio 1/4. Bagaimana perhitungan untuk masing-masing transmisi roda gigi lurus, kita bisa mengacu pada artikel yang berjudul perhitungan kekuatan roda gigi lurus dengan memperhatikan jumlah daya dan kecepatan putaran yang telah dijelaskan sebelumnya.
3. Roda gigi helix, mesin penghancur kertas menggunakan gigi helix sebagai sistem transmisi dari motor listrik. Roda gigi helix memiliki kemampuan untuk menahan kekuatan radial dan aksial sehingga sangat baik jika dihubungkan langsung ke motor pada kecepatan tinggi. Mesin ini dilengkapi dengan transmisi roda gigi helix pada rasio 1/5. Bagaimana perhitungan untuk transmisi roda gigi helix, kita bisa mengacu pada artikel yang berjudul perhitungan kekuatan roda gigi helix dengan memperhatikan jumlah daya dan kecepatan putaran yang telah dijelaskan sebelumnya.

Demikian sedikit penjelasan tentang Perancangan Mesin Penghancur Kertas. Jika ada kekeliruan dalam mengemukakan konsep, penggunaan rumus yang kurang cocok atau kesalahan dalam pengetikan, silahkan memberikan komentarnya di kolom yang telah disediakan.

Related Posts:

Tweet