RANCANG BANGUN MESIN POLES POROS ENGKOL
PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna Memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII Teknik Mesin
Disusun oleh:
SUPRIYADI I8612046
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015
iii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkat dan anugrah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir dengan judul ‘‘RANCANG BANGUN MESIN POLES POROS ENGKOL”. Hal ini ditempuh sebagai salah satu langkah menambah ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dibidang teknik mesin. Dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan tingkat Diploma di Jurusan Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, maka selaku mahasiswa dapat mengambil kesempatan dalam proyek akhir untuk menerapkan dan menguji ilmu yang diperoleh dibangku perkuliahan. Laporan ini disusun berdasarkan hasil proyek akhir dari bulan April 2015 sampai dengan Juli 2015. Atas
terselesaikannya
laporan
proyek
akhir
ini,
maka
penulis
mengucapkan terimakasih kepada: 1. Bapak Budi Santoso, S.T.,M.T selaku Ketua program D III Teknik Mesin UNS. 2. Bapak Jaka Sulistya Budi, S.T selaku koordinator proyek akhir. 3. Bapak Tri Istanto, S.T.,M.T selaku dosen pembimbing proyek akhir. 4. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Otomotif serta seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Dalam penulisan laporan dengan judul Rancang Bangun Mesin Poles Poros Engkol, penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini.
Suakarta,
Juli 2014
Penulis
iv
RANCANG BANGUN MESIN POLES POROS ENGKOL Supriyadi ABSTRAK Laporan proyek akhir ini berisi tentang proses perancangan dan pembuatan mesin poles poros engkol. Tujuan dari proyek akhir ini yaitu untuk merancang, membuat, dan menguji mesin poles poros engkol untuk dimanfaatkan sebagai penghalus permukaan poros engkol yang masih bisa digunakan. Laporan proyek akhir ini membahas tentang proses produksi mesin poles poros engkol. Bagian-bagian mesin poles poros engkol adalah rangka, puli, v-belt, poros, rantai kuningan, lengan pemegang rantai, rell untuk lengan pemegang rantai, pemegang poros engkol, landasan pemegang poros engkol, reducer, motor listrik, roda dan bantalan. Sistem produksi pembuatan mesin poles ini mencakup segala hal, mulai dari perancangan kerangka, proses permesinan, waktu pemesinan hingga estimasi biaya yang dibutuhkan untuk membuat 1 unit mesin poles poros engkol ini. Dengan demikian diharapkan mampu tercipta mesin dengan kualitas yang baik dan harga yang terjangkau. Dalam hal ini kelompok kami melakukan 2 kali percobaan, yaitu selama 3 menit dan selama 10 menit. Dari percobaan 3 menit di peroleh diameter awal 38,90 mm dan diameter akhir 38,88 mm. Dan dari pecobaan selama 10 menit diperoleh diameter awal 38,90 mm dan diameter akhir 38,86 mm. Proses pemolesan poros engkol tidak boleh melebihi standar diameter poros engkol, yaitu <0,5 mm dari diameter awal. Dengan demikian pembuatan mesin poles poros engkol ini berhasil dan hasil pengerjaannya aman.
v
DAFTAR ISI
Halaman Judul ................................................................................................ i Halaman Pengesahan ....................................................................................... ii Halaman Berita Acara Pendadaran .................................................................. iii Kata Pengantar ................................................................................................. iv Abstrak ........................................................................................................... v Daftar Isi ......................................................................................................... vi Daftar Gambar.................................................................................................. viii Daftar Rumusi .................................................................................................. x Daftar Tabel .................................................................................................... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang................................................................................. 1 1.2 Perumusan Masalah......................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 2 1.4 Tujuan Proyek Akhir ...................................................................... 2 1.5 Manfaat Proyek Akhir .................................................................... 2 1.6 Metode Pemecahan Masalah .......................................................... 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Puli dan Sabuk ................................................................................ 4 2.2 Bantalan .......................................................................................... 8 2.3 Poros ............................................................................................... 9 2.4 Statika ............................................................................................. 11 2.5 Proses Pengelasan............................................................................ 13 2.6 Proses Permesinan .......................................................................... 16 2.7 Pemilihan Mur dan Baut.................................................................. 19 BAB III ANALISA PERHITUNGAN 3.1 Diagram Alir Proses Perencanaan .................................................. 21 3.2 Prinsip Kerja Alat ........................................................................... 22 3.3 Perencanaan Permesinan ................................................................ 24 3.3.1 Perhitungan Mesin Bubut ..................................................... 24 vi
3.3.2 Perhitungan Mesin Bor ......................................................... 25 3.3.3 Perhitungan Kekuatan Las .................................................... 26 3.3.4 Perhitungan Mesin Milling ................................................... 27 3.4
Perhitungan dan Analisis ................................................................ 28 3.4.1 Menentukan Putaran Poros Motor ........................................ 28 3.4.2 Perencanaan Reduksi Putaran ............................................... 28 3.4.3 Perencanaan Poros ................................................................ 30
3.5
Perencanaan Mur dan Baut ............................................................. 30
3.6
Perencanaan Bantalan ..................................................................... 30
BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PERCOBAAN 4.1
Proses Pengerjaan .......................................................................... 34
4.2
Proses Pembuatan Poros Transmisi .............................................. 34
4.3
Waktu Permesinan ........................................................................ 36
4.4
Proses Pembuatan Rangka ............................................................ 37 4.4.1 Proses Pembuatan Rell Untuk Lengan Pemegang Rantai...... 39 4.4.2 Proses Pembuatan Pemegang Rantai dan Pemegang Poros Engkol ......................................................................... 39 4.4.3 Proses Pembuatan Kerangka 2 .............................................. 40
4.5
Proses Pengecatan ........................................................................... 41
4.6
Perakitan ......................................................................................... 42
4.7
Tabel Data Hasil Uji Coba .............................................................. 43
4.8
Estimasi Biaya ................................................................................ 44
4.9
Perawatan Mesin ............................................................................. 45
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 47 5.2 Saran ............................................................................................... 47 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 48 LAMPIRAN
vii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Puli .............................................................................................. 7 Gambar 2.2 Konstruksi dan ukuran penampang sabuk-V .............................. 5 Gambar 2.3 Panjang sabuk dan sudut kontak pada sabuk terbuka ................. 6 Gambar 2.4 Jenis bantalan gelinding .............................................................. 8 Gambar 2.5 Poros ............................................................................................ 9 Gambar 2.6 Sketsa prinsip statika kesetimbangan .......................................... 11 Gambar 2.7 Sketsa gaya dalam ....................................................................... 12 Gambar 2.8 Sketsa reaksi tumpuan roll .......................................................... 13 Gambar 2.9 Sketsa reaksi tumpuan sendi ....................................................... 13 Gambar 2.10 Sketsa reaksi tumpuan jepit ....................................................... 13 Gambar 2.11 Proses pengelasan ...................................................................... 14 Gambar 2.12 Pemilihan arus pengelasan ........................................................ 15 Gambar 2.13 Proses pembubutan .................................................................... 17 Gambar 2.14 Proses pengeboran ..................................................................... 19 Gambar 3.1 Sketsa diagram alir pembuatan mesin poles poros engkol .......... 21 Gambar 3.2 Sketsa mesin poles poros engkol ................................................. 22 Gambar 3.3 Proses pengerjaan mesin bubut ................................................... 24 Gambar 3.4 Proses pengeboran ....................................................................... 26 Gambar 3.5 Proses pengelasan pemegang poros engkol ................................ 27 Gambar 3.6 Proses milling pada lengan pemegang rantai .............................. 28 Gambar 4.1 Poros transmisi ............................................................................ 34 Gambar 4.2 Hasil pembubutan poros transmisi .............................................. 35 Gambar 4.3 Sketsa mesin poles poros engkol ................................................. 37 Gambar 4.4 Hasil pembuatan rangka 1 ........................................................... 38 Gambar 4.5 Hasil pembuatan landasan pemegang poros engkol .................... 38 Gambar 4.6 Hasil pembuatan rell untuk lengan pemegang rantai .................. 39 Gambar 4.7 Hasil pembuatan pemegang rantai .............................................. 40 Gambar 4.8 Hasil pembuatan pemegang poros engkol ................................... 40 Gambar 4.9 Hasil pembuatan rangka 2 ........................................................... 41 Gambar 4.10 Hasil pengecatan ....................................................................... 41 viii
DAFTAR RUMUS Halaman Rumus 2.1 Perbandingan antara kecepatan puli penggerak dengan puli pengikut .............................................................................. 5 Rumus 2.2
Perhitungan panjang sabuk ........................................................ 6
Rumus 2.3
Perhitungan jarak kedua poros.................................................... 6
Rumus 2.4
Perhitungan sudut singgung sabuk dan puli .............................. 7
Rumus 2.5
Pehitungan sudut kontak puli...................................................... 7
Rumus 2.6
Perhitungan kecepatan sabuk...................................................... 7
Rumus 2.7
Perhitungan gaya sentrifugal ...................................................... 7
Rumus 2.8
Menghitung Torsi ...................................................................... 10
Rumus 2.9
Menghitung Torsi Ekivalen ........................................................ 10
Rumus 2.10 Menghitung Diameter poros pembebanan torsi ekivalen .......... 10 Rumus 2.11 Menghitung Moment Ekivalen .................................................. 11 Rumus 2.12 Menghitung Diameter poros pembebanan Moment ekivalen .... 11 Rumus 2.13 Menghitung Kecepatan Pemotongan Mesin Bubut .................... 18 Rumus 2.14 Menentukan Putaran Mesin Bubut ............................................. 18 Rumus 2.15 Menghitung Waktu Pemakanan Memanjang.............................. 18 Rumus 2.16 Menghitung Waktu Pembubutan Melintang............................... 18 Rumus 2.17 Menghitung Waktu Permesinan Mesin Bor ............................... 19 Rumus 2.18 Menentukan Putaran Mesin Bor ................................................ 19 Rumus 2.19 Menghitung Tegangan Maksimum Pada Baut ........................... 19 Rumus 2.20 Menghitung Tegangan geser maksimum pada baut .................. 20
ix
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Kecepatan pahat HSS ................................................................... 36 Tabel 4.2 Kecepatan pemakanan pahat ........................................................ 36 Tabel 4.3 Hasil pengujian mesin poles poros engkol. .................................. 44 Tabel 4.4 Daftar harga komponen mesin ..................................................... 45 Tabel 4.5 Daftar harga komponen cat .......................................................... 46 Tabel 4.6 Daftar harga pengerjaan ............................................................... 46
x
