UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
RANCANG BANGUN SISTEM PNEUMATIK PADA MESIN PEMROSES BUAH KELAPA TERPADU Disusun Oleh : Nama : Jiwandana Nugraha Npm : 23411830 Jurusan : Teknik Mesin Pembimbing : 1. Dr. Ir. Tri Mulyanto, MT 2. Supriyono, ST., MT
Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1) Jakarta 2015
Latar Belakang • Sistem kerja pneumatik mirip dengan sistem hidrolik, dimana beberapa bagian komponen sedikit berbeda, namun seperti aktuator (motor dan silinder), filter, dan solenoid valve memiliki prinsip yang sama dengan sistem hidrolik. Perbedaan mendasar dari kedua sistem tersebut yaitu pada media kerja fluida yang digunakan, sistem hidrolik menggunakan fluida inkompresibel sedangkan pada sistem pneumatik menggunakan fluida kompresibel. Fluida merupakan zat yang dapat mengalir, fluida mencakup zat cair, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir. Sistem kerja pneumatik dapat diterapkan pada mesin pengolah buah kelapa, yaitu pada operasi pemotongan dan penyerutan buah kelapa. 4/5/2016
Tujuan Perancangan 1.
Menghasilkan ragum cekam batok kelapa.
2.
Merancang bangun sistem pneumatik yang digunakan untuk mencekam batok kelapa.
3.
Merancang
bangun
sistem
memindahkan batok kelapa.
pneumatik
yang
digunakan
untuk
Mekanisme Penggerak Ragum dan Pemindah Proses Mekanisme
penggerak
ragum
menggunakan sistem pneumatik, dimana
terdapat
2
buah
pneumatik diantaranya pneumatik 500 mm sebagai pemindah proses
Pneumatik 300 mm
Pneumatik 500 mm
pembelah ke proses penyerut sedangkan pneumatik 300 mm sebagai pemegang cekam/ragum. Tampak Isometric
4
Pneumatik Pencekam
5
Pneumatik Pemindah
6
Flowchart Pneumatik
4/5/2016
4/5/2016
Perhitungan Pneumatik 1. Gaya efektif piston Karena jenis aktuator yang digunakan merupakan aktuator kerja ganda, maka terdapat dua arah gaya. a. Gaya efektif piston langkah maju dapat dihitung menggunakan rumus : dimana : F = Gaya piston (N) D = Diameter piston (m) = 32 mm = 0.032 m P = Tekanan Kerja (Pa) = 10 bar = 10x105 Pa maka : F = 0.0322 xx 10x105 F = 1.024x10-3 x 0.785 x 10x105 F = 803.84 N
b. Gaya efektif piston langkah mundur dapat dihitung me nggunakan rumus : dimana : F = Gaya piston (N) D = Diameter piston (m) = 32 mm = 0,032 m d = Diameter batang piston (m) = 15 mm = 0,015 m P = Tekanan Kerja (Pa) = 10 bar = 10x105 Pa maka :
F = (0.0322-0.012) x x 10x105 F = (1.024x10-3- 1x10-4) x 0.785 x 10x105 F = (9.24x10-4) x 785000 F = 725.34 N
2.Gaya akibat beban Dapat dihitung menggunakan rumus :
3.Kerja piston akibat gaya Dapat dihitung menggunakan rumus :
Fm dimana : Fm m g maka : Fm Fm Fm
Wf dimana : Fm Wf L maka : Wf Wf Wf
=m. g = Gaya (N) = Massa (Kg) = 5 Kg = Gravitasi (m/s2) = 9.81 m/s2 =m. g = 5 kg x 9.81 m/s2 = 49.05 N
= Fm . L
= Gaya (N) = 49.05 N = Kerja piston akibat gaya (Nm) = Panjang langkah / stroke (m) = 0.5 m = Fm . L = 49.05 N x 0.5 m = 24.525 Nm
4.Daya piston Dapat dihitung menggunakan rumus : Pp =
Wf t
dimana : Wf = Kerja piston akibat gaya (Nm) = 8.829 N Pp = Daya piston (J/s) t = Waktu langkah (s) = 10 sekon maka : Wf Pp = t
Pp =
8.829 10
Pp = 2.4525 J/s
5. Konsumsi udara total Silinder kerja ganda dengan diameter (D) 63 mm, panjang langkah (h) 300 mm membutuhkan udara sebesar : Q = V1 + V2 dimana : V1 = Konsumsi udara saat piston maju (liter) V2 = Konsumsi udara saat piston mundur (liter) Q = Konsumsi udara total (liter) maka : Q = V1 + V2 Q = 6.713 liter + 5.769 liter Q = 12.482 liter
GAMBAR PENCEKAM
Perhitungan Pengeboran Pencekam 1.Menghitung kecepatan potong menggunakan rumus : v=
.d .n
2.Menghitung gerak makan permata potong menggunakan rumus : fz =
1000
dimana : v = Kecepatan potong (mm/min) d = Diameter gurdi (mm) = 15 mm n = Putaran poros utama (r/min) = 300 rpm maka :
n.z
;z=2
dimana : fz = Gerak makan permata potong (mm/(r)) vf = Kecepatan makan (mm/min) = 14.13 mm/min n = Putaran poros utama (r/min) = 300 r/min maka :
.d .n
v = 1000
vf
fz =
vf
;z=2
v = 3.14 x15mmx300rpm
n.z 14.13 fz = 300 x 2
v = 14.13 mm/min
fz = 0.02355 mm/r
1000
3.Menghitung kedalaman potong menggunakan rumus : a=d/2 dimana : a = Kedalaman potong (mm) d = Diameter gurdi (mm) maka : a=d/ 2 a = 15mm/2 a = 7.5 mm 4.Menghitung waktu pemotongan menggunakan rumus : tc = lt / vf dimana : tc = Waktu pemotongan (min) lt = lv + lw + ln (mm) ln = (d/2) / tan kr (mm) ; kr = 600 lw = 3 mm lv = 2 mm
maka : ln = (d/2) / tan kr ln = (15mm/2) / tan 60o ln = (7.5 mm) / 1.73 ln = 4.33 mm
lt = lv + lw + ln lt = 2 mm + 3 mm + 4.33 mm lt = 9.33 mm tc = lt / vf tc = 9.33 mm / 14.13 mm/min tc = 0.66 min = 39.6 detik
Perhitungan Pengelasan Pencekam 1.Menghitung luas permukaan las dengan rumus segitiga A = ½ x a x t ; ( mm2 ) dimana : A = Luas area (mm2) t = Tebal logam las (mm) = 2 mm a = Lebar las (mm) = 2 mm maka : A= ½ x a x t A= ½ x 2 x 2 A= 1 x 2 A = 2 mm2
2.Volume las untuk 1 meter V=Ax L dimana : A = Luas area (mm) V = Volume las (cm3) L = Panjang las (mm) = 10 mm maka : V=Ax L V = 2 mm2 x 10 mm V = 30 mm3 = 0.03 cm3
3.Berat logam las untuk 1 meter Berat logam = 7.85 gr/cm3 4.Kawat las yang diperlukan dimana : G = Jumlah kawat las (gram) P = Jumlah sambungan las (mm) = 10 x 8 titik = 80 mm GL = Berat logam las persatuan panjang (gr/cm3) = 7.85gr/cm3 DE = Deposition efficiency = 62% maka : 3 G = 7.85 gr / cm x8cm
62%
G = 1.01 gram
Kesimpulan 1. Ragum pencekam tempurung kelapa yang dihasilkan memiliki diameter cekam maksimal ragum 180 mm, dengan tinggi ragum 200 mm, dan lebar ragum 106 mm. 2. Sistem pneumatik yang digunakan untuk mencekam dan terhubung dengan ragum pencekam tempurung kelapa, dengan spesifikasi silinder aktuator dengan stroke 300 mm dan diameter silinder 32 mm. Pressure yang digunakan 0.1-1 Mpa 3. Sistem pneumatik yang digunakan untuk memindahkan tempurung kelapa dari proses pemotongan ke proses penyerutan, dengan spesifikasi silinder aktuator dengan stroke 500 mm dan diameter silinder 40 mm. Pressure yang digunakan 0.1-1 Mpa 4. Sistem pneumatik pencekam dan pemindah tempurung kelapa menggunakan satu buah kompressor dengan tekanan 10 bar. Kedua sistem pneumatik ini masing-masing menggunakan katup 5/2 untuk mengatur gerak pneumatik.
TERIMA KASIH
