< Previous 177 Direktorat Pembinaan SMK 2013 Pengantar Ilmu Tekstil 1 (e) Proses pembukaan dan pemukulan serat di mesin scutcher Jumlah pukulan oleh pemukul (beater) terhadap serat sangat menentukan hasil pembukaan dan pemisahan kotoran yang terdapat pada kapas. Semakin banyak pukulan batang pemukul terhadap serat, semakin baik pula pembukaan dan pemisahan serat. Jumlah pukulan terhadap serat, dapat mempengaruhi kerusakan serat serta limbah yang terjadi. Untuk itu harus ada optimasi antarajumlah pukulan dan kerusakan serat. Pukulan terhadap serat dapat dihitung berdasarkan pukulan untuk panjang gumpalan serat yang disuapkan, misalnya panjang 1 inci. Dalam penentuan jumlah pukulan beater per inci serat, faktor-faktor yang harus diketahui adalah : kecepatan putaran daripemukul jumlah lengan pemukul kecepatan penyuapan Kecepatan putaran dari pemukul dapat dihitung melalui susunan roda gigi scutcher jika diketahui RPM motornya. Jumlah lengan pemukul tergantung pada jenis pemukul (beater) yang digunakan. Umumnya mesin scutcher menggunakan pemukul yang mempunyai tiga lengan pemukul. Kecepatan penyuapan dapat dihitung melalui susunan roda gigi dimulai dari RPM motor, akan didapat RPM dari rol penyuap. Sedangkan kecepatan penyuapan adalah sama dengan kecepatan permukaan dari rol penyuapan. Misal putaran dari pemukul per menit setelah dihitung melalui susunan roda gigi adalah = n, jumlah lengan pemukul yang digunakan= z, kecepatan penyuapan permenit = 1 inci. Jumlah pukulan per inci = (z·n)/1. Untuk menentukan jumlah pukulan per serat, selain faktor-faktor pada pukulan per inci, harus diketahui pula panjang serat dan jarak antara titik jepit rol penyuap dengan ujung pemukul. 178 Direktorat Pembinaan SMK 2013Pengantar Ilmu Tekstil 1 Pada gambar 59 te jepit rol penyuap dengan ujung pemukul = a. Serat yang dipukul oleh lengan pemukul tidak seluruhnya, tetapi hanya bagian (f–a) karena setelah ujung serat yang terjepit oleh rol penyuap lepas, serat akan segera terlempar akibat pukulan dari lengan pemukul. Jika jumlah pukulan per inci =(z·n)/1, maka untuk bagian serat sepanjang (f–a) inci, akan mendapat pukulan sebanyak (f–a).((z.n)/1)). Bila jumlah pukulan per serat dinyatakan dengan P, maka : P = (f – a)·((z.n)/1)) P = jumlah pukulan per serat P = panjang serat dalam inci f = jarak antara titik jepit rol penyuap dengan pemukul dalam inci a = ujung pemukul dalam inci z = jumlah lengan pemukul n = putaran pemukul permenit 1 = kecepatan penyuapan per menit Gambar 59. Bagian penyuapan mesin scutcher Keterangan : 1. Apron penyuapan 2. Gumpalan kapas 3. Pedal 4. Rol penyuap 5. Pemukul (beater) 6. Batang saringan (grid bars) 7. Silinder penampung 179 Direktorat Pembinaan SMK 2013 Pengantar Ilmu Tekstil 1 (f) Pemisahan kotoran di mesin scutcher Gambar 60. Terpisahnya kotoran dari serat Keterangan : 1. Lattice 2. Pedal pengantar kerataan 3. Rol penyuap 4. Batang saringan 5. Pemukul 6. Silinder penampung Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa kapas yang keluar dari rol penyuap terus mengalami pukulan oleh pemukul sehingga kapas menjadi terbuka dan kotoran terlepas dari kapas yang kemudian keluar melalui celah-celah batang saringan dan kapasnya terlempar oleh pemukul. Karena ada hisapan angin dari kipas yang berada di bawah silinder saringan, kapas akan tertampung menempel pada permukaan silinder saringan. Mekanisme terjadinya pemisahan kotoran dari kapas kemudian jatuh melalui celah-celah batang saringan dapat dijelaskan sebagai berikut, misalkan : K = gaya centrifugal R = jari-jari pemukul M = massa, massa = volume x berat jenis V = kecepatan keliling pemukul 180 Direktorat Pembinaan SMK 2013Pengantar Ilmu Tekstil 1 N = putaran per menit dari pemukul Z = jumlah lengan pemukul d = diameter pemukul Mkp = massa kapal Mkt = massa Kkp = gaya centrifugal yang diderita kapas Kkt = gaya centrifugal yang diderita kotoran BD = berat jenis BDkp = berat jenis kapas BDkt = berat jenis kotoran Pada waktu pemukul berputar, maka akan timbul gaya centrifugal pada pemukul besarnya. K=(M xV²)/r Gaya centrifugal yang diderita kapas : Kkp =(Mkp xV²)r Gaya centrifugal yang diderita kotoran: Kkt =M xV² kt/ r Oleh karena BDkt > BDkp, maka K kt > Kkp. Agar kotoran dapat jatuh melalui celah-celah batang saringan dan kapasnya tidak turut terbawa, maka Kkt > Kangin > Kkp . Dengan demikian besarnya aliran angin harus diatur lebih kecil dari gaya centrifugal kotoran, tetapi lebih besar dari gaya centrifugal kapas. (g) Tekanan rol penggilas Tekanan rol penggilas pada kapas terjadi karena adanya pemberat (v), batang (x), batang penghubung (y) dan berat dari rol-rol penggilas itu sendiri seperti terlihat pada gambar 61. Besarnya tekanan rol penggilas pada kapas dapat dihitung sebagai berikut. Apabila berat batang (x), berat batang penghubung (y), dan berat rol-rol penggilas diabaikan, berat pemberat = B, jarak antara titik putar F dan pemberat B adalah a, jarak antara titik putar e dan titik purar F adalah badan tegangan pada batang penghubung Q1 = tekanan P1, maka dalam keadaan seimbang jumlah momen yang terdapat pada titik putar F = 0.B . a - Q1 . b = 0 181 Direktorat Pembinaan SMK 2013 Pengantar Ilmu Tekstil 1 B . a = Q1 . b Q1 =(a/b).B atau P1 =(a/b).B Apabila berat batang (x) dan batang penghubung (y) diperhitungkan dan berat = g dan letak titik berat ada pada jarak c dari titik putar F dan tegangan pada batang penghubung sekarang Q2 = tekanan P2, maka dalam keadaan seimbang, jumlah momen pada titik F juga sama dengan nol. g . c = Q 2 . b g . c = Q 2 . b Q2 =(c/b).g atau P 2 =(c/b).g Tegangan-tegangan yang terdapat pada batang-batang penghubung ini sama dengantekanan yang diberikan pada rol penggilas I. Q1 + Q 2 = P1 + P 2 Q = P =(a/b).g+(a/b).g P =((a.B)+(c.g))/b 182 Direktorat Pembinaan SMK 2013Pengantar Ilmu Tekstil 1 Gambar 61. Tekanan rol penggilas pada kapas Jika jumlah tegangan pada batang-batang penghubung besarnya Q = Q1 + Q2 dan tekanan pada rol penggilas besarnya P = P1 + P2 , maka : Q = P =(a/b).g+(a/b).g P =((a.B)+(c.g))/b Sistem pemberat ini diberikan di sebelah kiri dan kanan mesin, sehingga tekanan P terdapat disebelah kiri dan kanan rol penggilas I. Jadi tekanan pada calender rol I adalah 2 P = 2 .P((a.B)+(c.g))/b. Kita ingat bahwa rol penggilas mempunyai berat juga, misal: berat rol penggilas I = W1 berat rol penggilas II = W2 berat rol penggilas III = W3 183 Direktorat Pembinaan SMK 2013 Pengantar Ilmu Tekstil 1 W1 + W 2 + W 3 = W Maka jumlah tekanan yang diberikan pada kapas yang melalui antara rol penggilas III dan rol penggilas IV adalah sebesar. T=2P+W T=W+2 ((a.B+c.g)/b)) (h) Tekanan batang penggulung lap Tekanan pada kapas disini dilakukan oleh pemberat (B), batang (1), penahan (m), puli (S1), roda-roda gigi, batang pengulung lap, dan penahan lap. Besarnya tekanan batang penggulung pada kapas dapat diperhitungkan sebagai berikut. Apabila berat pemberat = B, berat batang m diabaikan, jarak antara titik putar T ke pemberat= X, diameter puli S1, jumlah gigi-gigi perantara adalah b, a dan S 2 , koefisien gesekan antara penahan m dan puli S 1 =u, maka jumlah momen pada titik putar T adalah sama dengan nol. Gambar 62. Tekanan Batang Penggulung Lap 184 Direktorat Pembinaan SMK 2013Pengantar Ilmu Tekstil 1 B . X = Q . Y Q =X/Y.B Jika G adalah tenaga yang timbul karena adanya perputaran puli S1 dan penahan m, K1 adalah usaha yang timbul karena adanya gaya Q dan K2 adalah usaha yang disebabkan gaya P pada S2 maka: G = u . Q G . S1 = K1 . b K1 =(G S1 )/b atau K1 =u Q S1 /b K1 . a = K 2 . S 2 K₂ =K1 a/ S₂ atau K₂ = u.(a/b).(S1/S₂).Q Atau P = u.(a/b).(S1/S₂).B Jika berat penahan lap = R, tekanan pada salah satu ujung dari batang penggulung = P + R. Karena tekanan pada batang penggulung terdapat pada kedua belah ujungnya, maka jumlah tekanannya menjadi 2(P + R). Jika berat batang penggulung lap juga diperhitungkan dan misal = L, maka dengan demikian jumlah tekanan batang penggulung lap pada kapas (F) = 2 (P + R) + L. Tekanan pada kapas seberat (F) ini dilakukan sepanjang batang penggulung lap, sehingga tekanan kapas/cm = F/panjang batang penggulung lap dalam cm. (i) Tekanan batang penggulung lap pada rol penggulung lap. Lap digulung pada batang penggulung dan ditahan oleh dua penahan lap, tekanan besi penggulung F akan terbagi dua dengan tekanan yang sama besar pada tiap-tiap rol penggulung lap. Apabila tekanan batang penggulung F tetap, tekanan pada rol penggulung akan berubah-ubah sebanding dengan membesarnya gulungan lap. Pada gambar 63.a menunjukkan gulungan lap masih kecil dan pada 185 Direktorat Pembinaan SMK 2013 Pengantar Ilmu Tekstil 1 gambar 63.b menunjukkan gulungan lap yang sudah besar. Gambar 63. Tekanan batang penggulung pada rol penggulung lap F = tekanan dari batang penggulung f1 ; f 2 = tekanan pada rol penggulung lap pada saat gulungan lap kecil F1 ; F 2 = tekanan pada rol penggulung lap pada saat gulungan lap besar F untuk kedua-duanya adalah sama. Gulungan lapse makin besar berarti bahwa sudut α makin kecil atau sudut β semakin besar. Pada gambar a, tekanan F juga terbagi dua sama besar yaitu f1 dan f2 , dan pada gambar 5b tekanan F juga terbagi dua sama besar yaitu F1 ; F2 . Sin½α = (F/2) : f1 F1 = (F/2.sin½α) Dari gambar 63.a dan 63.b terlihat bahwa semakin besar gulungan lap, semakin besar sudut. Jika α semakin besar, berarti harga sin ½α makin besar pula sehingga f1 semakin kecil. Dengan demikian dapat ditarik kesimpulan bahwa semakin lap semakin kecil tekanan pada rol penggulung lapnya, demikian juga keadaan sebaliknya. 186 Direktorat Pembinaan SMK 2013Pengantar Ilmu Tekstil 1 b) Pengujian mutu hasil Mutu gulungan lap hasil mesin blowing perlu diuji. Pengujian tersebut yang terdiri dari uji nomor, kerataan dan % limbah. (1) Penimbangan berat lap Pengetesan berat tiap gulung lap dilakukan dengan menimbang lap-lap yang dihasilkan dan jika ternyata menyimpang dari standar, lap dikembalikan ke feeder. Tes ini dilakukan pada setiap hasil doffing ditimbang dan dicatat dalam tabel. Biasanya setiap gulung lap diberi toleransi ± 150 gram untuk batas atas dan batas bawah. (2) Pengujian nomor lap Pengetesan ini dilakukan pada setiap gulungan untuk dicari nomor dari hasil perbandingan panjang pemberat. Biasanya panjang gulungan lap untuk setiap kali doffing telah ditetapkan panjangnya. (3) Pengujian kerataan lap Pengetesan ini dilakukan untuk mengetahui kerataan lap dengan cara memotong-motong satu gulung lap menjadi potongan-potongan 1 yard dan menimbangnya. Dari angka berat per yard dapat diketahui rata atau tidaknya lap yang dihasilkan. Tes ini dilakukan satu lap setiap hari (4) Pengujian persen limbah Pengetesan ini untuk mengontrol besarnya limbah yang terjadi pada mesin blowing. Tes ini dilakukan pada setiap pergantian bahan. c) Perhitungan regangan (1) Susunan roda gigi mesin scutcher Pada susunan mesin blowing, penghitungan-penghitungan yang dilakukan terutama pada mesin scutcher karena mesin ini menghasilkan lap yang merupakan akhir dari susunan mesin blowing. (2) Gerakan-gerakan yang terdapat pada mesin scutcher Sebagai contoh diambil mesin scutcher type sacco lowell seperti terlihat pada gambar 64. Susunan roda gigi (Gambar 64) gerakannya berasal dari motor listrik yang mempunyai kekuatan ± 7 PK dengan putaran antara1200–1400 putaran per menit. Gerakan ini Next >