PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN KOMPRESOR TORAK GANDA

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN KOMPRESOR TORAK GANDA

PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII Teknik Mesin

Disusun oleh: COIRUL ANWAR I 8107008

PROGRAM DIPLOMA III MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010 commit to user


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSETUJUAN

PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN KOMPRESOR TORAK GANDA

Disusun Oleh : COIRUL ANWAR I 8107008

Proyek Akhir ini telah disetujui untuk diajukan dihadapan Tim Penguji Tugas Akhir Program Studi D-III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Pembimbing I

Pembimbing II

Eko Prasetya Budiana, ST, MT NIP. 19710926 1999031 002

Eko Surojo, ST, MT NIP. 19690411 200003 1 008

commit to user

ii


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM KOMPRESOR TORAK GANDA Disusun oleh : Coirul Anwar I 8107008 Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada :

1.

Hari

: Selasa

Tanggal

: 10 Agustus 2010

Tim Penguji

:

Eko Prasetya Budiana, ST. MT. NIP. 19710926 199903 1 002

2.

(........................................)

Eko Surojo, ST. MT. NIP. 19690411 200003 1 008

3.

(........................................)

Syamsul Hadi, ST. MT. NIP. 19710915 199802 1 002

4.

(........................................)

Teguh Triyono, ST NIP. 19710430 199802 1 001

(........................................)

Mengetahui, Ketua Program D3 Teknik Mesin Fakultas Teknik UNS

Zainal Arifin, ST., MT. NIP. 197303082000031001

Disahkan, Koordinator Proyek Akhir Fakultas Teknik

Jaka Sulistya Budi , ST NIP. 196710191999031001 commit to user

iii


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK

Coirul Anwar, I8107008, Pembuatan Alat Praktikum Perawatan Kompresor Torak Ganda, Proyek Akhir, Program Studi Diploma III Mesin Produksi, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Alat praktikum perawatan kompresor adalah salah satu perlengkapan yang dibutuhkan dalam laboratorium perawatan dasar di Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Untuk memenuhi mata kuliah proyek akhir, sekaligus menyempurnakan laboratorium perawatan dasar, merupakan faktor yang mendorong untuk merancang dan membuat alat praktikum perawatan kompresor beserta modul tentang perawatan, pembongkaran, dan pemasangan. Alat ini memiliki bagian utama yaitu kompresor, motor listrik, reservoir/tabung. Untuk mentransmisikan daya dari motor menuju ke kompresor digunakan, pulley dan V-belt. Proses pembuatannya melalui beberapa tahapan yaitu pemotongan, pengelasan, pelubangan, perakitan komponen dan pengecatan. Dari hasil pembuatan alat praktikum perawatan kompresor didapatkan rangka atau meja alat dengan ukuran panjang 1000 mm, lebar 550 mm, tinggi 700 mm, indikator tegangan dan arus yang masuk ke motor listrik, mekanisme pengencangan sabuk serta modul praktikum.

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT. yang memberikan limpahan rahmat, karunia dan hidayah-Nya, sehingga laporan Proyek Akhir dengan judul Pembuatan Alat Praktikum Perawatan Kompresor Torak Ganda ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa halangan suatu apapun. Proyek Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam laporan ini, penulis menyampaikan banyak terima kasih atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Zainal Arifin, ST.,MT Selaku ketua program DIII Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret. 2. Bapak Eko Prasetya Budiana ST., MT. Selaku pembimbing Proyek Akhir I. 3. Bapak Eko Surojo ST., MT. Selaku pembimbing Proyek Akhir II. 4. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST. Selaku koordinator proyek akhir. 5. Bapak dan Ibu di rumah atas segala bentuk dukungan dan doanya. 6. Rekan-rekan mahasiswa DIII Produksi angkatan 2007. 7. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca bagi pada umumnya. Amin.

Surakarta, Juli 2010

Penulis commit to user

v


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iii ABSTRAKSI...................................................................................................... iv KATA PENGANTAR ........................................................................................ v DAFTAR ISI ...................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... x DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii DAFTAR NOTASI ........................................................................................... xiii BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................ 1 1.1. Latar Belakang ................................................................................ 1 1.2. Perumusan Masalah ........................................................................ 2 1.3. Tujuan Tugas Akhir ........................................................................ 2 1.4. Manfaat Tugas Akhir ...................................................................... 2 1.5. Kerangka Pemikiran ....................................................................... 3 1.6. Waktu Pelaksanan ........................................................................... 5 BAB II DASAR TEORI .................................................................................... 6 2.1. Pengertian Kompresor .................................................................... 6 2.2. Jenis-jenis Kompresor .................................................................... 7 2.2.1. Klasifikasi kompresor tergantung metode kompresi ............. 8 commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

2.2.2. Klasifikasi menurut bentuk ................................................... 8 2.2.3. Klasifikasi menurut kecepatan putar ..................................... 8 2.2.4. Klasifikasi menurut gas refrigerant ....................................... 8 2.2.5. Klasifikasi menurut konstruksi.............................................. 8 2.3. Kompresor Torak Jenis-V............................................................... 9 2.3.1. Langkah hisap ....................................................................... 9 2.3.2. Langkah kompresi ................................................................ 10 2.3.3. Langkah keluar ..................................................................... 10 2.4. Statika ............................................................................................ 16 2.4.1. Gaya luar .............................................................................. 16 2.4.2. Gaya dalam ........................................................................... 17 2.4.3. Tumpuan............................................................................... 20 2.4.4. Diagram gaya dalam ............................................................. 21 2.5. Pulley dan Sabuk ........................................................................... 23 2.5.1. Perbandingan kecepatan ....................................................... 24 2.5.2. Perhitungan panjang sabuk................................................... 25 2.5.3. Sudut singgung sabuk dan puli............................................. 25 2.5.4. Sudut kontak puli ................................................................. 25 2.5.5. Kecepatan linear sabuk ......................................................... 26 2.5.6. Massa sabuk per meter ......................................................... 26 2.5.7. Gaya sentrifugal ................................................................... 26 2.5.8. Besarnya tegangan yang bekerja pada sabuk V ................... 27 2.5.9. Daya yang ditransmisikan oleh sabuk .................................. 27 commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

2.6. Proses Pengelasan .......................................................................... 28 2.6.1. Sambungan las ...................................................................... 29 2.6.2. Memilih besarnya arus ......................................................... 30 2.6.3. Rumus yang digunakan dalam perhitungan las .................... 31 2.7. Pemilihan Mur dan Baut ................................................................ 32 2.8. Proses Pemesinan........................................................................... 33 2.8.1. Mesin frais ............................................................................ 33 BAB III ANALISA PERHITUNGAN ........................................................... 36 3.1. Prinsip Kerja ................................................................................ 36 3.2. Perhitungan dan Analisa Gaya .................................................... 37 3.2.1. Perhitungan gaya yang terjadi akibat kekencangan sabuk..37 3.2.2. Perhitugan kekuatan rangka ............................................... 41 3.2.3. Perhitungan kekuatan sambungan las ................................ 48 3.2.4. Perhitungan kekuatan baut ................................................ 50 BAB IV PROSES PRODUKSI ...................................................................... 53 4.1. Langkah Pengerjaan .................................................................... 53 4.1.1. Membuat rangka ................................................................ 53 4.1.2. Proses perakitan ................................................................. 55 4.2. Biaya Pembelian Komponen Alat ............................................... 58 4.3. Waktu Pemesinan ........................................................................ 60 4.3.1. Pembuatan alur pada landasan motor ................................ 60 4.3.2. Pembuatan alur pada landasan bawah................................ 61 commit to user

viii


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP............................................................................................ 64 5.1. Kesimpulan .................................................................................... 64 5.2. Saran .............................................................................................. 64 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kompresi fluida................................................................................ 7 Gambar 2.2 Langkah kerja kompresor kerja tunggal .......................................... 10 Gambar 2.3 Kompresor torak kerja tunggal jenis –V ......................................... 11 Gambar 2.4 Konstruksi torak kompresor ............................................................ 13 Gambar 2.5 Konstruksi katup pita (Reed Valve)................................................. 13 Gambar 2.6 Konstruksi katup cincin ................................................................... 14 Gambar 2.7 Konstruksi katup kanal .................................................................... 14 Gambar 2.8 Diagram gaya bebas statika kesetimbangan .................................... 17 Gambar 2.9 Tanda gaya normal ......................................................................... 17 Gambar 2.10 Tanda untuk gaya geser ................................................................. 18 Gambar 2.11 Tanda untuk momen lentur ........................................................... 19 Gambar 2.12 Tumpuan rol .................................................................................. 20 Gambar 2.13 Tumpuan sendi .............................................................................. 20 Gambar 2.14 Tumpuan jepit ............................................................................... 20 Gambar 2.15 Tumpuan sederhana beban terpusat .............................................. 21 Gambar 2.16 Diagram gaya normal beban terpusat ............................................ 22 Gambar 2.17 Diagram gaya geser beban terpusat............................................... 22 Gambar 2.18 Diagram momen lentur beban terpusat ......................................... 22 Gambar 2.19 Tumpuan sederhana beban merata ................................................ 22 Gambar 2.20 Diagram gaya normal beban merata ............................................. 23 Gambar 2.21 Diagram gaya geser normal merata............................................... 23 Gambar 2.22 Diagram momen lentur beban merata ........................................... 23 commit to user

x


digilib.uns.ac.id

Gambar 2.23 Tegangan dan sudut kontak pada sabuk ........................................ 24 Gambar 2.24 Sambungan las butt joint ............................................................... 29 Gambar 2.25 Sambungan las lap joint ................................................................ 29 Gambar 2.26 Sambungan las edge joint.............................................................. 30 Gambar 2.27 Sambungan las T- joint ................................................................. 30 Gambar 2.28 Mesin frais ..................................................................................... 34 Gambar 3.1 Sketsa alat praktikum perawatan kompresor.................................. 36 Gambar 3.2 Sketsa transmisi sabuk .................................................................... 37 Gambar 3.3 Penampang sabuk ............................................................................ 39 Gambar 3.4 Sketsa rangka .................................................................................. 41 Gambar 3.5 Reaksi gaya luar batang E-F ........................................................... 41 Gambar 3.6 Reaksi gaya dalam batang E-F ........................................................ 42 Gambar 3.7 Potongan kiri (X-X) batang E-F ...................................................... 42 Gambar 3.8 Potongan kiri (Y-Y) batang E-F ...................................................... 43 Gambar 3.9 Potongan kanan (Z-Z) batang E-F................................................... 44 Gambar 3.10 Diagram gaya normal batang E-F ................................................. 45 Gambar 3.11 Diagram gaya geser batang E-F .................................................... 45 Gambar 3.12 Diagram momen lentur batang E-F ............................................... 46 Gambar 3.13 Penampang besi hollow................................................................. 46 Gambar 3.14 Sketsa pengelasan rangka .............................................................. 48 Gambar 3.15 Sketsa pembebanan baut ............................................................... 50 Gambar 4.1 Konstruksi rangka ........................................................................... 53 Gambar 4.2 Skema rangkain listrik..................................................................... 57

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Jadwal pelaksanaan tugas akhir ........................................................... 5 Tabel 3.1 Gaya pada batang E-F ......................................................................... 45 Tabel 4.1 Daftar harga komponen alat ................................................................ 67

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI

A

= Luas penampang (mm2), pendekatan jarak mata pisau dengan sisi benda kerja (mm)

a

= Luas penampang sabuk (m²)

b

= Lebar rongga hollow (mm)

D

= Diameter puli (m), diameter pisau potong (mm)

d

= Tebal benda kerja yang terpotong (mm)

e

= Jarak las dengan beban (mm)

F

= Gaya (N)

f

= Pemakanan (m/menit)

ft

= Pemakanan per gigi (mm)

Iz

= Momen inersia irisan balok terhadap sumbu netral (m4)

L

= Panjang sabuk (m), panjang sabuk (1 m)

l

= Lebar luar hollow (mm)

M = Momen lentur pada penampang yang dituju (Nm) m

= Massa sabuk per meter (kg/m)

N

= Gaya normal (kg), kecepatan putar (rpm)

n

= Jumlah gigi pada pisau potong

P

= Tekanan (N/mm2), gaya geser (kg)

r

= Jari-jari puli (m)

SF = Safety Faktor s

= Lebar rigi las (mm)

T

= Tegangan pada sabuk (N)

Tc = Gaya sentrifugal (N) t

= Tebal rigi las (mm)

V

= Kecepatan keliling sabuk ( m/s ), kecepatan potong (m/menit)

x

= Jarak sumbu poros (m)

y

= jarak sumbu netral ke titik tempat tegangan yang dituju (m commit to user = Section modulus (mm³)

Z

xiii


t

= tegangan geser (kg/m2)

s

= tegangan tarik (kg/cm2)

digilib.uns.ac.id

ÆƴƼ = Tegangan tarik yang boleh terjadi pada setiap baut (N/mm²)

sy =

Tegangan lentur (N/m² = Pa)

σb = Tegangan bending (N/mm2)

q

= Sudut kontak puli ( ˚ )

ρ

= Massa jenis sabuk (kg/m³)

π

= Koefisien geser antara sabuk dan puli

β

= Sudut alur puli/sabuk ( ° )

commit to user

xiv


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang D3 Teknik Mesin Produksi adalah salah satu program studi di Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Program D3 Teknik Mesin Produksi ditempuh selama 6 semester yang terbagi menjadi 113 sks. Selama menumpuh 113 sks tersebut, mahasiswa dihadapkan pada 53 mata kuliah yang salah satu diantaranya adalah pratikum perawatan dasar. Berdasarkan peninjauan di laboratorium praktikum perawatan dasar, alat-alat paktikum yang tersedia belum terorganisir dan tersusun secara rapi dan belum dilengkapi dengan manual book serta modul praktikum secara jelas dan benar. Kompresor adalah salah satu perlengkapan yang dibutuhkan dalam laboratorium perawatan dasar di Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Untuk memenuhi mata kuliah proyek akhir, sekaligus menyempurnakan laboratorium perawatan dasar, merupakan faktor yang mendorong untuk merancang dan membuat alat praktikum perawatan kompresor beserta modul tentang perawatan, pembongkaran, dan pemasangan.

commit to user

1

2 digilib.uns.ac.id


1.2

Perumusan Masalah Bagaimana cara merancang dan merakit alat praktikum perawatan dasar kompresor dengan penggerak motor listrk yang sederhana, praktis dan efisien.

1.3

Tujuan Tugas Akhir Tujuan dari tugas akhir ini adalah menyadiakan alat praktikum perawatan kompresor yang sederhana, praktis, dan efisien guna menunjang kelengkapan alat pada mata kuliah praktikum perawatan dasar.

1.4

Manfaat Tugas Akhir Tugas akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut: 1. Secara Teoritis Mahasiswa dapat memperoleh pengetahuan dan pengalaman dalam perancangan serta pembuatan peralatan praktikum. 2. Secara Praktis Mahasiswa dapat menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama masa perkuliahan dan melatih keterampilan dalam bidang perancangan, pengelasan dan permesinan.

commit to user

3 digilib.uns.ac.id


1.5

Kerangka Pemikiran 1. Langkah-langkah dalam pembuatan alat praktikum perawatan kompresor torak ganda ( + modul praktikum ) Tahap I

: Mulai

Tahap II

: Membuat proposal

Tahap III

: Mencari data

Tahap IV

: Membuat rancangan gambar sket

Tahap V

: Membuat perhitungan

Tahap VI

: Membuat gambar alat

Tahap VII

: Membuat alat

Tahap VIII : Pengujian alat Tahap IX

: Membuat laporan

commit to user

4 digilib.uns.ac.id


2. Metode Pelaksanaan Mulai

Membuat proposal

Mencari data

Membuat desain

Membuat gambar alat

Menentukan material

Membeli komponen

Membuat komponen

Perakitan

Pengujian alat

Pembuatan laporan

Selesai commit to user

5 digilib.uns.ac.id


1.6

Waktu dan Pelaksanaan Proyek akhir ini diperkirakan selesai dalam waktu enam bulan, dilaksanakan dibengkel swasta dan bengkel Fakultas Teknik UNS. Jadwal Pelaksanaan No

Jenis Kegiatan

1

Mulai Pengerjaan

2

Februari

Maret

April

Mei

Membuat Proposal

3

Mencari Data

4

Membuat desain

5

Membuat gambar alat

6

Menentukan material

7

Membeli komponen

8

Membuat komponen

9

Perakitan

10

Pengujian alat

11

Pembuatan laporan

Tabel 1.1 Jadwal pelaksanaan tugas akhir

commit to user

Juni

Juli

Agust


digilib.uns.ac.id

BAB II DASAR TEORI

2.1. Pengertian Kompresor Kompresor

adalah

pesawat

/

mesin

yang

berfungsi

untuk

memampatkan atau menaikkan tekanan udara atau fluida gas atau memindahkan fluida gas dari suatu tekanan statis rendah ke suatu keadaan tekanan statis yang lebih tinggi. Udara atau fluida gas yang dihisap kompresor biasanya adalah udara / fluida gas dari atmosfer walaupun banyak pula yang menghisap udara / fluida gas spesifik dan bertekanan lebih tinggi dari atmosfer, dalam hal ini kompresor berfungsi sebagai penguat atau booster. Kompresor ada pula yang menghisap udara / fluida gas yang bertekanan lebih rendah daripada tekanan atmosfer yang biasa disebut pompa vakum. Pemampatan fluida gas dapat dijelaskan dengan hukum Pascal yaitu tekanan yang dikenakan pada satu bagian fluida dalam wadah tertutup akan diteruskan ke segala arah sama besar.

commit to user

6

7 digilib.uns.ac.id


F

F

Gambar 2.1 Kompresi fluida Sesuai dengan gambar 2.1 di atas dimana fluida ditempatkan dalam silinder dengan luas penampang A dan panjang langkahnya l

dan

dikompresi dengan gaya F melalui sebuah piston, sehingga tekanan fluida di dalam silinder adalah :

P=

F ............................................................................................(2.1) A

Tekanan ini akan diteruskan ke semua titik dalam silinder dengan sama besar. 2.2. Jenis-Jenis Kompresor Kompresor terdapat dalam berbagai jenis dan model tergantung pada volume dan tekanannya. Kompresor dapat dibagi dalam dua jenis utama,yaitu kompresor positif, dimana gas dihisap masuk kedalam silinder dikompresikan; dan kompresor nonpositif, dimana gas yang dihisap masuk commit to user

8 digilib.uns.ac.id


kedalam dipercepat alirannya oleh sebuah impeller yang kemudian mengubah enrgi kinetik untuk menaikkan tekanan 2.2.1. Klasifikasi kompresor tergantung metode kompresi 1. Kompresor torak, bolak- balik ( metode kompresi positif ) 2. Kompresor torak tingkat ganda ( metode kompresi positif ) 3. Kompresor putar ( metode kompresi positif ) 4. Kompresor sekrup ( metode kompresi positif ) 5. Kompresor centrifugal satu tingkat (metode kompresi centrifugal) 6. Kompresor centrifugal

tingkat ganda (metode kompresi

centrifugal) 2.2.2. Klasifikasi menurut bentuk 1. Jenis vertikal 2. Jenis horizontal 3. Jenis silinder banyak ( jenis –V, jenis –W, jenis –VV ) 2.2.3. Klasifikasi menurut kecepatan putar 1. Jenis kecepatan tinggi 2. Jenis kecepatan rendah 2.2.4. Klasifikasi menurut gas refrigeran 1. Kompresor ammonia 2. Kmpresor Freon 3. Kompresor CO2 2.2.5. Klasifikasi menurut konstruksi 1. Jenis terbuka

commit to user

9 digilib.uns.ac.id


2. Jenis hermatik 3. Jenis semi hermatik Berikut ini akan diberikan penjelasan secara khusus tentang kompresor torak jenis –V yang banyak digunakan pada waktu ini. 2.3. Kompresor Torak Jenis –V Dalam modul ini hanya akan dibahas khusus konstruksi kompresor torak, karena pada umumnya kompresor udara yang digunakan pada bidang kerja otomotif skala menengah kecil adalah kompresor torak Kompresor torak atau kompresor bolak-balik pada dasarnya adalah merubah gerakan putar dari penggerak mula menjadi gerak bolak-balik torak / piston. Gerakan ini diperoleh dengan menggunakan poros engkol dan batang penggerak yang menghasilkan gerak bolak-balik pada torak. Gerakan torak akan menghisap udara ke dalam silinder dan memampatkannya. Langkah kerja kompresor torak hampir sama dengan konsep kerja motor torak yaitu: 2.3.1. Langkah hisap Langkah isap adalah bila poros engkol berputar searah putaran jarum jam, torak bergerak dari titik mati atas (TMA) ke titik mati bawah (TMB). Tekanan negatif terjadi pada ruangan di dalam silinder yang ditinggalkan torak sehingga katup isap terbuka oleh perbedaaan tekanan dan udara terisap masuk ke silinder. commit to user

10 digilib.uns.ac.id


2.3.2. Langkah kompresi Langkah kompresi terjadi saat torak bergerak dari TMB ke TMA, katup isap dan katup buang tertutup sehingga udara dimampatkan dalam silinder. 2.3.3. Langkah keluar Bila torak meneruskan gerakannya ke TMA, tekanan di dalam silinder akan naik sehingga katup keluar akan terbuka oleh tekanan udara sehingga udara akan keluar.

Gambar 2.2 Langkah kerja kompresor kerja tunggal

commit to user



Profil detail konstruksi kompresor torak kerja tunggal dicontohkan pada gambar berikut :

Gambar 2.3 Kompresor torak kerja tunggal jenis –V Beberapa bagian dari konstruksi kompresor udara jenis torak / piston antara lain meliputi silinder, kepela silinder, torak/piston, batang torak, poros engkol, katup-katup, kotak engkol dan alat-alat bantu. Berikut ini akan diuraikan beberapa bagian utama dari kompresor torak. 1. Silinder dan Kepala Silinder Silinder mempunyai bentuk silindris dan merupakan bejana kedap udara dimana torak bergerak bolak-balik untuk mengisap dan memampatkan udara. Silinder harus kuat menahan beban tekanan yang ada. Silinder untuk tekanan kurang dari 50 kgf/cm2 (4,9 Mpa) pada umunya menggunakan besi cor sebagai bahan silindernya. Bagian dalam silinder diperhalus sebab cincin torak akan meluncur pada commit to user



permukaan dalam silinder. Dinding bagian luar silinder diberi sirip-sirip untuk memperluas permukaan sehingga lebih cepat / kuat memancarkan panas yang timbul dari proses kompresi di dalam silinder. Kompresor dengan pendingin air diperlengkapi dengan selubung air di dinding luar silinder. Kepala silinder terbagi menjadi dua bagian, satu bagian sisi isap dan satu bagian sisi tekan. Sisi isap dilengkapi dengan katup isap dan sisi tekan dilengkapi dengan katup tekan. 2. Torak dan Cincin Torak Torak

merupakan

komponen

yang

betugas

untuk

melakukan kompresi terhadap udara/ gas, sehingga torak harus kuat menahan tekanan dan panas. Torak juga harus dibuat seringan mungkin untuk mengurangi gaya inersia dan getaran. Cincin torak dipasangkan pada alur-alur torak dan berfungsi sebagai perapat antara torak dan dinding silinder. Jumlah cincin torak bervariasi tergantung perbedaan tekanan sisi atas dan sisi bawah torak. Pemakaian 2 sampai 4 cincin torak biasanya dipakai pada kompresor dengan tekanan kurang dari 10 kgf/cm2. Pada kompresor tegak dengan pelumasan minyak, pada torak dipasangkan sebuah cincin pengikis minyak yang dipasang pada alur terbawah. Sedangkan pada kompresor tanpa pelumasan, cincin torak dibuat dari bahan yang spesifik yaitu karbon atau teflon.

commit to user



Gambar 2.4 Konstruksi torak kompresor 3. Katup – katup Katup-katup pada kompresor membuka dan menutup secara otomatis tanpa mekanisme penggerak katup. Pembukaan dan penutupan katup tergantung dari perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dan bagian luar silinder. Jenis-jenis katup yang biasa digunakan adalah jenis katup pita, katup cincin, katup kanal dan katup kepak.

Gambar 2.5 Konstruksi katup pita (Reed Valve)

commit to user



Gambar 2.6 Konstruksi katup cincin

Gambar 2.7 Konstruksi katup kanal 4. Poros Engkol Dan Batang Torak Poros engkol dan batang torak mempunyai fungsi utama untuk mengubah gerakan putar menjadi gerak bolak-balik. Secara konstruksi, poros engkol dan batang torak kompresor hampir sama dengan yang terdapat pada motor bakar. Ujung poros engkol berhubungan dengan transmisi daya dari sumber penggerak. Poros engkol dan batang torak biasa terbuat dari baja tempa. commit to user



5. Kotak Engkol Kotak engkol adalah sebagai blok mesinnya kompresor yang berfungsi sebagai dudukan bantalan engkol yang bekerja menahan beban inersia dari masa yang bergerak bolak-balik serta gaya pada torak. Pada kompresor dengan pelumasan minyak kotak engkol sekaligus sebagai tempat/ bak penampung minyak pelumas. 6. Pengatur Kapasitas Volume udara yang dihasilkan kompresor harus sesuai dengan kebutuhan. Jika kompresor terus bekerja maka tekanan dan volume udara akan terus meningkat melebihi kebutuhan dan berbahaya terhadap peralatan. Untuk mengatur batas volume dan tekanan yang dihasilkan kompresor digunakan alat yang biasa disebut pembebas beban (unloader).Pembebas beban dapat digolongkan menurut azas kerjanya yaitu : pembebas beban katup isap, pembebas beban celah katup, pembebas beban trotel isap dan pembebas beban dengan pemutus otomatis. Pembebas beban yang difungsikan untuk memperingan beban pada waktu kompresor distart agar penggerak mula dapat berjalan lancar dinamakan pembebas beban awal.

commit to user



2.4. Statika Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statika dari suatu beban terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut. Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sistem menjadi suatu obyek tinjauan utama. Sedangkan dalam perhitungan kekuatan rangka, gaya-gaya yang diperhitungkan adalah gaya luar dan gaya dalam. 2.4.1. Gaya luar Gaya luar adalah gaya yang diakibatkan oleh beban berasal dari luar system yang pada umumnya menciptakan kestabilan konstruksi. Gaya luar dapat berupa gaya vertikal, horizontal dan momen puntir. Pada persamaan statis tertentu untuk menghitung besarnya

gaya

yang

bekerja

harus

memenuhi

syarat

dari

kesetimbangan :

ΣFx = 0 ......................................................................................... (2.2) ΣFy = 0 ......................................................................................... (2.3) ΣM = 0 ......................................................................................... (2.4)

commit to user



Gambar 2.8 Diagram gaya bebas statika kesetimbangan 2.4.2. Gaya dalam Gaya dalam adalah gaya yang bekerja di dalam konstruksi sebagai reaksi terhadap gaya luar. Gaya dalam dapat dibedakan menjadi : 1. Gaya normal (Normal force) adalah gaya yang bekerja sejajar sumbu batang.

Gambar 2.9 Tanda gaya normal Perjanjian tanda : N (-) jika sebagai gaya desak N (+) jika sebagai gaya tarik commit to user



Rumus tegangan normal:

s =

N æ kg ö ç 2 ÷ ..................................................................... (2.5) cm ø Aè

Dimana:

s = Tegangan tarik (kg/cm2) N = Gaya normal (kg) A = Luas penampang (cm2) 2. Gaya lintang / geser (shearing force) adalah gaya yeng bekerja tegak lurus sumbu batang.

Gaya geser (+) berputar searah .

.

Jarum jam

Gaya geser (-) berputar berlawanan jarum jam

Gambar 2.10 Tanda untuk gaya geser

t =

P æ kg ö ç 2÷ m è ø ........................................................................ (2.6) A

Dimana:

t = Tegangan geser (kg/m2) P = Gaya geser (kg) A = Luas penampang (m2) commit to user



3. Momen lentur ( bending momen)

Momen lenturan positif cenderung terlihat cekung

Momen positif ( + )

Momen lenturan negatif cenderung terlihat cembung

Momen negatif ( - ) Gambar 2.11 Tanda untuk momen lentur Mencari lenturan maksimum:

sy =

(

)

M x .y N 2 ................................................................. (2.7) m Iz

Keterangan :

sy =

Tegangan lentur (N/m² = Pa)

y = Jarak sumbu netral ke titik tempat tegangan yang dituju (m) M = Momen lentur pada penampang yang dituju (Nm) Iz = Momen inersia irisan balok terhadap sumbu netral (m4) commit to user



2.4.3. Tumpuan 1. Tumpuan Rol Tumpuan ini dapat menahan gaya pada arah tegak lurus penumpu.

Gambar 2.12 Tumpuan rol 2. Tumpuan Sendi Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah yang tegak lurus terhadap sumbu sendinya.

Gambar 2.13 Tumpuan sendi 3. Tumpuan Jepit Tumpuan ini dapat menahan gaya dalam segala arah yang tegak lurus dengan sumbu jepitnya dan dapat menahan momen.

Gambar 2.14 Tumpuan commit to user jepit



2.4.4. Diagram gaya dalam 1. Definisi Diagram gaya dalam adalah diagram yang menggambarkan besarnya gaya dalam yang terjadi pada suatu konstruksi. 2. Macam-Macam Diagram Gaya Dalam a. Diagram Gaya Normal / Normal Force Diagram ( NFD ) Diagram yang menggambarkan besarnya gaya normal yang terjadi pada suatu konstruksi. b. Diagram Gaya Geser / Shearing Force Diagram ( SFD ) Diagram yang menggambarkan besarnya gaya geser yang terjadi pada suatu konstruksi. c. Diagram Momen Lentur / Bending Moment Diagram ( BMD ) Diagram yang menggambarkan besarnya momen lentur yang terjadi pada suatu konstruksi. 3. Aturan Pembuatan NFD, SFD dan BMD a. Beban Terpusat

Gambar 2.15 Tumpuan sederhana beban terpusat

commit to user



1) Diagram gaya normal ( NFD )

Gambar 2.16 Diagram gaya normal beban terpusat 2) Diagram gaya geser ( SFD ) berbentuk horisontal

Gambar 2.17 Diagram gaya geser beban terpusat 3) Diagram momen lentur ( BMD ) berbentuk linier miring

Gambar 2.18 Diagram momen lentur beban terpusat b. Beban Merata

commit to user Gambar 2.19 Tumpuan sederhana beban merata



1) Diagram gaya normal ( NFD )

Gambar 2.20 Diagram gaya normal beban merata 2) Diagram gaya geser ( SFD ) nernentuk linier miring

Gambar 2.21 Diagram gaya geser normal merata 3) Diagram momen lentur ( BMD ) berbentuk parabola

Gambar 2.22 Diagram momen lentur beban merata 2.5. Pulley dan Sabuk Puli merupakan salah satu elemen dalam mesin yang mereduksi putaran dari motor menuju kompresor, ini juga berfungsi sebagai kopling putaran motor dengan kompresor. Puli dapat terbuat dari besi cor, baja cor, baja pres, atau aluminium (Khurmi dan Gupta, 2002) . commit to user



Sabuk berfungsi sebagai alat yang meneruskan daya dari satu poros ke poros yang lain melalui dua puli dengan kecepatan rotasi sama maupun berbeda. Tipe sabuk antara lain: sabuk flat, sabuk V, dan sabuk circular. Faktor-faktor dalam perencanaan sabuk (Khurmi dan Gupta, 2002) : 2.5.1. Perbandingan kecepatan Perbandingan antara kecepatan puli penggerak dengan puli pengikut ditulis dengan persamaan sebagai berikut. (Khurmi dan Gupta, 2002) :

=

.................................................................................. (2.8)

dimana: D1= Diameter puli penggerak (m) D2= Diameter puli pengikut (m) N1= Kecepatan puli penggerak (rpm)

Gambar 2.23 Tegangan dan sudut kontak pada sabuk

commit to user



2.5.2. Perhitungan panjang sabuk Perhitungan panjang sabuk ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) : L=

N + N + 2 +

................................................... (2.9)

dimana:

L = Panjang sabuk ( m ) x = Jarak sumbu poros ( m ) N = Jari-jari puli penggerak ( m ) N = Jari-jari puli pengikut ( m )

2.5.3. Sudut singgung sabuk dan puli

Perhitungan sudut singgung sabuk dan puli ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) : Ŗ

=

dimana :

=

........................................................... (2.10)

α = Sudut singgung sabuk dan puli ( ˚ ) = Diameter puli penggerak ( m ) = Diameter puli pengikut ( m ) 2.5.4. Sudut kontak puli Perhitungan sudut kontak puli ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) :

q = ( 180 + 2.α ) π/180 ...............................................................(2.11) q = Sudut kontak puli ( ˚ ) commit to user



2.5.5. Kecepatan keliling sabuk Perhitungan kecepatan sabuk ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) : =

. . Ǘ5

( m/s ) .....................................................................(2.12)

dimana :

= Diameter puli ( m ) Ʀ = Putaran motor ( rpm )

2.5.6. Massa sabuk per meter

Perhitungan kecepatan sabuk ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) : m = a X L X ρ ........................................................................... (2.13) dimana :

m = Massa sabuk per meter (kg/m) a = Luas penampang sabuk (m²) L = Panjang sabuk (1 m) ρ = Massa jenis sabuk (kg/m³) 2.5.7. Gaya sentrifugal Perhitungan gaya sentrifugal ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) : Tc = m . ( V )² ........................................................................... (2.14) dimana : Tc = Gaya sentrifugal (N) m = Massa sabuk ( kg/m ) commit to user V = Kecepatan keliling sabuk ( m/s )



2.5.8. Besarnya tegangan yang bekerja pada sabuk V Perhitungan tegangan yang bekerja pada sabuk V ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) : 2,3

c

Dimana:

= µ . Ģc =Ģ .................................................... (2.16)

= Tegangan total sisi kencang (N) = Tegangan total sisi kendor (N) π = Koefisien geser antara sabuk dan puli θ = Sudut kontak puli (rad) β = Sudut alur puli/sabuk (°) 2.5.9. Daya yang ditransmisikan oleh sabuk Perhitungan daya yang ditransmisikan oleh sabuk V ditulis dengan persamaan sebagai berikut (Khurmi dan Gupta, 2002) : P=

T − T v ........................................................................ (2.17)

Dimana :

P = Daya yang ditransmisikan oleh sabuk (Watt) = Tegangan total sisi kencang (N) = Tegangan total sisi kendor (N) V = Kecepatan keliling sabuk ( m/s ) 2.6. Proses Pengelasan Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las listrik DC dengan pertimbangan mendapatkan sambungan las yang commitakan to user



kuat. Pada dasarnya instalasi pengelasan busur logam terdiri dari bagian– bagian penting sebagai berikut (Kenyon, 1985): 1. Sumber daya, yang bisa berupa arus bolak balik (ac) atau arus searah (dc). 2. Kabel timbel las dan pemegang elektroda. 3. Kabel balik las (bukan timbel hubungan ke tanah) dan penjepit. 4. Hubungan ke tanah. Fungsi lapisan elektroda dapat diringkaskan sebagai berikut : 1. Menyediakan suatu perisai yang melindungi gas sekeliling busur api dan logam cair. 2. Membuat busur api stabil dan mudah dikontrol. 3. Mengisi kembali setiap kekurangan yang disebabkan oksidasi elemen– elemen tertentu dari genangan las selama pengelasan dan menjamin las mempunyai sifat–sifat mekanis yang memuaskan. 4. Menyediakan suatu terak pelindung yang juga menurunkan kecepatan pendinginan logam las dan dengan demikian menurunkan kerapuhan akibat pendinginan. 5. Membantu mengontrol (bersama-sama dengan arus las) ukuran dan frekuensi tetesan logam cair. 6. Memungkinkan dipergunakannya posisi yang berbeda. Dalam las listrik, panas yang akan digunakan untuk mencairkan logam diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas commit to user dan kawat logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada



pegangan atau holder las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi. Karena busur listrik itu, maka timbul panas dengan temperatur maksimal 6000oC yang dapat mencairkan logam (Kenyon, 1985). 2.6.1. Sambungan las Ada beberapa jenis sambungan las, yaitu: 1. Butt joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang sama.

Gambar 2.24 Sambungan las butt joint 2. Lap joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang yang pararel.

Gambar 2.25 Sambungan las lap joint

commit to user



3. Edge joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas berada pada bidang paparel, tetapi sambungan las dilakukan pada ujungnya.

Gambar 2.26 Sambungan las edge joint 4. T- joint Yaitu dimana kedua benda kerja yang dilas tegak lurus satu sama lain.

Gambar 2.27 Sambungan las T- joint 2.6.2. Memilih besarnya arus Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada diameter elektroda dan jenis elektroda. Tipe atau jenis elektroda tersebut misalnya: E 6010, huruf E tersebut singkatan dari elektroda, 60 menyatakan kekuatan tarik terendah setelah dilaskan adalah 60.000 psi, angka 1 menyatakan posisi pengelasan segala posisi dan angka 0 untuk pengelasan commit todatar user dan horisontal. Angka keempat



adalah menyatakan jenis selaput elektroda dan jenis arus (Kenyon, 1985). Besar arus listrik harus sesuai dengan elektroda, bila arus listrik terlalu kecil, maka: 1. Pengelasan sukar dilaksanakan. 2. Busur listrik tidak stabil. 3. Panas yang terjadi tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda kerja. 4. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las tidak rata dan penetrasi kurang dalam. Apabila arus terlalu besar maka: 1. Elektroda mencair terlalu cepat. 2. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las menjadi lebih besar permukaannya dan penetrasi terlalu dalam. 2.6.3. Rumus yang digunakan dalam perhitungan las 1. Menentukan luas penampang las. (Khurmi dan Gupta, 2002) =

2 + 2 ................................................................... (2.19)

2. Tegangan geser las. (Khurmi dan Gupta, 2002)

=

................................................................................. (2.20)

3. Momen lentur las. (Khurmi dan Gupta, 2002) =

. = ............................................................................... (2.21) commit to user



4. Section modulus. (Khurmi dan Gupta, 2002) =

. +

................................................................ (2.22)

5. Tegangan lentur. (Khurmi dan Gupta, 2002)

=

.............................................................................. (2.23)

6. Tegangan geser maksimal. (Khurmi dan Gupta, 2002)

=

Dimana:

+ 4

................................................... (2.24)

A : luas pengelasan (mm2)

τ

: tegangan geser (N/mm2)

Z : Section modulus (mm3) P : beban (N) : tegangan lentur (N/mm2) s

: lebar rigi las (mm)

t

: tebal rigi las (mm)

b

: lebar rongga hollow (mm)

l

: lebar luar hollow (mm)

e : jarak las dengan beban (mm) 2.7. Pemilihan Mur dan Baut Pemilihan mur dan baut merupakan pengikat yang sangat penting. Untuk mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut commit to user



dan mur sebagai alat pengikat harus dilakukan secara teliti dan direncanakan dengan matang di lapangan. Rumus yang digunakan dalam perhitungan mur dan baut 1. Beban tiap baut searah vektor pembebanan. (Khurmi dan Gupta, 2002) W =

......................................................................................... (2.25)

W = Beban tiap baut searah vektor pembebanan (N) = Beban utama (N)

n

= Jumlah baut

2. Beban tiap baut yang tegak lurus terhadap pusat gravitasi. (Khurmi dan Gupta, 2002) W =

2

W.e.l1 2

2

(l1 ) + (l2 ) + (l3 ) + (l4 )

2 .......................................................... (2.26)

W = Beban tiap baut yang tegak lurus terhadap pusat gravitasi (N) e = Jarak antara pusat gravitasi dan beban utama (mm) l = Jarak antara pusat gravitasi dan sumbu baut (mm) 3. Tegangan geser tiap baut. (Khurmi dan Gupta, 2002) τ.7 =

(W ) + (W ) + 2 x W x W x cos θ ...................... (2.27)

τ.7 = Tegangan geser (N/mm²) θ

= Sudut terkecil antara Ws1 dan Ws2 ( ° )

4. Tegangan geser akibat beban. (Khurmi dan Gupta, 2002)

τ =

................................................................................... (2.28)

dc = diameter inti baut (mm) commit to user τ = Tegangan geser akibat beban (N/mm2)



2.8

Proses Pemesinan 2.8.1. Mesin frais Mesin frais merupakan alat pemotong logam yang fungsi utamanya adalah untuk melakukan pemakanan pada permukaan benda kerja. Pada aplikasinya mesin frais bisa digunakan untuk melubangi benda kerja, membuat alur, dan membuat roda gigi.

Gambar 2.28 Mesin frais Berikut beberapa rumus yang digunakan untuk mencari lama waktu pemesinan pada mesin frais. 1. Kecepatan pemotongan. (Eko Marsyahyo, 2003) =

Ʀ .............................................................................. (2.28)

V = kecepatan potong (m/menit)

D = diameter pisau potong (mm) N = kecepatan putar spindle (rpm) commit to user



2. Pemakanan. (Eko Marsyahyo, 2003) =

Ʀ .............................................................................. (2.29)

f = pemakanan (m/menit) ft = Pemakanan per gigi (mm)

n = Jumlah gigi pada pisau potong

3. Pendekatan jarak mata pisau dengan sisi benda kerja. (Eko Marsyahyo, 2003) =

−

−

...................................................... (2.30)

A = Pendekatan jarak mata pisau dengan sisi benda kerja (mm) d = Tebal benda kerja yang terpotong (mm)

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III ANALISA PERHITUNGAN

3.1. Prinsip Kerja

Gambar 3.1 Sketsa alat praktikum perawatan kompresor Kompresor

adalah

pesawat

/

mesin

yang

berfungsi

untuk

memampatkan atau menaikkan tekanan udara atau fluida gas atau memindahkan fluida gas dari suatu tekanan statis rendah ke suatu keadaan tekanan statis yang lebih tinggi. Sedangkan bagian-bagian utama dari alat praktikum perawatan kompresor ini adalah: 1. Kompresor 2. Motor Listrik 3. Tabung 4. Rangka commit to user

36



Persiapan dan langkah pengoperasian: 1. Memastikan sabuk segaris dengan puli pada kompresor. 2. Memastikan putaran puli pada arah yang benar. 3. Memastikan kabel dan selang terpasang dengan kencang dan benar. 4. Memastikan minyak pelumas terisi sampai batas yang disarankan. 5. Memastikan pressure gauge, safety valve dan pressure switch terpasang dengan benar. 6. Menguji safety valve denagn cara menarik ringnya. Apabila ring kembali ke possisi semula setelah dilepaskan, maka safety valve masih berfungsi. 7. Kompresor siap dinyalakan dengan cara menghubungkan saklar denagn arus listrik kemudian menarik tuas saklar ke posisi on. 3.2. Perhitungan dan Analisa Gaya 3.2.1. Perhitungan gaya yang terjadi akibat kekencangan sabuk

commit to user Gambar 3.2 Sketsa transmisi sabuk



Diketahui: P

: 1 HP

= 746 W

N1 : 1450 rpm d1

: 95 mm

= 0,095 m

d2

: 269 mm = 0,269 m

x

: 40,5 cm = 0,405 m

2β : 35º atau β : 17,5º V-belt jenis A dari bahan rubber: Lebar (b) : 13 mm Tebal (t)

(lampiran 1)

: 8 mm

Density (ρ) : 1140 kg/m³

(lampiran 2)

1. Sudut singgung yang terjadi antara sabuk dengan puli pada motor ƒmn = =

Ȥ2 − Ȥ1 2.

(Khurmi, 2002 : 621)

0,269 − 0,095 = 0,2148 2.0,405

= 12,4°

2. Sudut kontak yang terjadi antara sabuk dengan puli motor = =

180 − 2 180

180 − 2.12,4° 180

(Khurmi, 2002 : 626) = 2,71

3. Luas penampang sabuk (a) Lebar (b) = 13 mm

Tebal (t) = 8 mm commit to user

aȤ



Gambar 3.3 Penampang sabuk an17,5° =

8

= 8.0,315 = 2,52 ȾaȤm (a) =

13 + 7,96 2

= 83,84 ))

= 82,84 10

4. Massa sabuk per meter (m) )= a

8 )² (Khurmi, 2002 : 621)

= 83,84

= 0,095

10

Ʀ3

)

)

1)

1140 Ʀ3⁄)

5. Kecepatan linear sabuk = =

.

.Ȥ 60

.1450

= 7,21 )⁄A

9).0,095 ) 60

commit to user



6. Tegangan kedua sisi sabuk

746

−

=

=

µ = 0,3

−

(Khurmi, 2002 : 662)

−

= 103,46

θ = 2,71 rad

7,21 )⁄A

(Khurmi, 2002 : 614)

2,3 log

= µ . ˢ ANˢ

2,3 log

= 0,3 . 2,71. ˢ ANˢ17,5°

2,3 log

= 0,813 . ˢ ANˢ17,5° =

log

2,7036 2,3

= 14,98

14,98 13,98

= 7,4

−

= 14,89

= 103,46

= 103,46

− 7,4

(lampiran 3)

= 103,46

= 110,86

commit to user



3.2.2. Perhitugan kekuatan rangka

Gambar 3.4 Sketsa pembebanan rangka 1. Pandangan depan terhadap beban tabung a. Gaya normal, gaya geser dan momen lentur pada batang E-F

Gambar 3.5 Reaksi gaya luar batang E-F = 0

= 0

= 0

.=

0

+ = 35 commit to user 17,5 18 + 17,5 79 −

100 = 0



= 16,975 Ʀ3

= 18,025 Ʀ3

Reaksi gaya dalam (gaya yang terjadi dalam material kontruksi):

Gambar 3.6 Reaksi gaya dalam batang E-F Potongan kiri (X-X) batang E-F

Gambar 3.7 Potongan kiri (X-X) batang E-F = 0

= 18,025

= 18,015. commit to user



Titik E (x=0)

Titik K (x=18)

= 0 Ʀ3

= 0 Ʀ3

= 0

= 324,45 Ʀ3. ˢ)

= 18,025 Ʀ3

Potongan kiri (Y-Y) batang E-F

= 18,025 Ʀ3

Gambar 3.8 Potongan kiri (Y-Y) batang E-F = 0

= 18,025 − 17,5 = 0,525 Ʀ3 = 18,025.

Titik E (x=0)

− 17,5( − 18)

Titik K (x=18)

= 0 Ʀ3

= 0 Ʀ3

= 0

= 324,45 Ʀ3. ˢ)

= 18,025 Ʀ3 Titik L (x=79) = 0 Ʀ3

= 0,525

= 356,475commit Ʀ3. ˢ)to user

= 0,525 Ʀ3



Potongan kanan (Z-Z) batang E-F

Gambar 3.9 Potongan kanan (Z-Z) batang E-F = 0

= − 16,975 Ʀ3 = 16,975.

Titik F (x=0)

Titik L (x=21)

= 0 Ʀ3

= 0 Ʀ3

= 0 Ʀ3. ˢ)

= 356,475 Ʀ3. ˢ)

= − 16,975 Ʀ3 Potongan x-x

y-y

Batang

= − 16,975 Ʀ3

X

Nx

Vx

Mx

E

0

0

18,025

0

K

30

0

0

324,45

E

0

0

0,525

0

K

18

0

0,525

324,45

E-K

E-L

commit to user



L

z-z

79

0

0,525

356,475

F

0

0

-16,975

0

L

21

0

-16,975

356,475

F-L

Tabel 3.1 Gaya pada batang E-F b. Diagram gaya dalam yang ada pada batang E-F Diagram gaya normal (NFD)

Gambar 3.10 Diagram gaya normal batang E-F Diagram gaya geser (SFD)

Gambar 3.11 Diagram gaya geser batang E-F

commit to user



Digram momen lentur (BMD)

Gambar 3.12 Diagram momen lentur batang E-F 2. Momen inersia rangka (hollow) a. Titik berat dan luas penampang 1) Penampang besar = 3 ˢ)

=

6 ˢ) = 18 ˢ)²

6 ˢ) = 3 ˢ) 2

2) Penampang kecil

= 2,6 ˢ) 5,6 ˢ) = 14,56 ˢ)² = 56 ˢ) 2 + 0,2 ˢ) = 2,8 ˢ) + 0,2 ˢ) Gambar 3.13 Penampang besi hollow = 3 ˢ) 3) Penampang komplek ŷ=

=

.

− −

(

,

,

. )

= 3 ˢ) (Ȥa m a ℎ) a commit to user



b. Momen inersia 1) Penampang besar =

= =

+

Ȥ

1 ℎ + 12

Ȥ

1 3.6³ + 18 3 − 3 12

2) Penampang kecil =

= =

+

Ȥ

1 ℎ + 12

= 54 ˢ)⁴

Ȥ

1 2,6.5,6³ + 14,56 3 − 3 12

3) Penampang komplek =

−

= 38,05 ˢ)⁴

= 54 − 38,05 ˢ) = 15,94 ˢ)

3. Perhitungan kekuatan bahan Diketahui data: Bahan rangka ST 37

= 370 ⁄))²

Tegangan ijin bahan:

Gaya geser terbesar:

Ŗ

Momen lentur terbesar:

= 140 /))² = 18,025 Ʀ3

)a

= 356,475 Ʀ3. ˢ)

commit to user

(lampiran 4)



Ditinjau dari tegangan tarik: = =

. 356,475 Ʀ3. ˢ) 15,94 ˢ)

3 ˢ)

= 67,09 Ʀ3/ˢ)² = 6,709 /))²

Jadi karena tegangan akibat beban ( = 6,709 /))²) < dari tegangan ijin bahan (

= 370 /)) ) maka desain AMAN.

3.2.3. Perhitungan kekuatan sambungan las

Gambar 3.14 Sketsa pengelasan rangka Diketahui: Jenis elektroda : E6013 Tegangan tarik ijin (σ) = 47,1 kg/mm2 Tegangan geser ijin (τ) =

=

,

(lampiran 5) /ŖŖ²

= 23,55 Ʀ3/))²

: 25 kg x 9,81 m/s2 = 245,25 N commit to user : 30 mm



: 60 mm – 2 X Tebal hollow = 56 mm N : 300 mm A : 2 mm

1. Menentukan luas penampang las = Ά. A 2 + 2

= 0,707. 2 )) = 243,21 ))

2 56)) + 2

30))

2. Tegangan geser las = =

245,25 243,21 ))

= 1,01 /))

3. Momen lentur las =

.N

= 245,25

300 ))

= 73575 . ))

4. Section modulus = Ά. A

. +

3

= 0,707. 2 )) 56 )) = 85149,19 ))

commit to user

30 )) +

56 3



5. Tegangan lentur = =

73575 . )) 85149,19 ))

= 0,86 /))

6. Tegangan geser maksimal Ŗ

= =

1 2

+ 4

1 2

0,86 /))

= 1,09 /))

+ 4 (1,01 /)) )

Jadi karena tegangan geser las akibat beban ( = 1,09 /)) ) < dari tegangan geser ijin elektroda setelah pengelasan ( = 23,55 Ʀ3/))²) maka desain AMAN.

3.2.4. Perhitungan kekuatan baut

Gambar 3.15 Sketsa pembebanan baut commit to user



Baut pengikat antara kompresor dan landasan yang digunakan M 8 (dC = 6,647) sebanyak 4

(lampiran 6)

Tegangan tarik pada bahan baut (σB) = 340 ΆN3an3an 3NAN

=

⁄))

= 170 /))

dengan faktor keamanan (SF) = 4

(lampiran 7)

1. Tegangan geser yang diijinkan : =

170 4

= 42,5

⁄))

2. Beban / gaya yang mempengaruhi baut adalah tegangan sabuk pada sisi kencang pulley kompresor sebesar 110,86 N 3. Menentukan beban tiap baut : = =

n

110,86 4

= 27,71

4. Menentukan beban tiap baut yang tegak lurus terhadap pusat gravitasi. = =

. N. ( ) + ( ) + ( ) + ( )

110,86

= 28,07 N

120 )) 118,5 )) 4 (118,5)

commit to user



5. Menentukan tegangan geser tiap baut. θ1 dan θ4 = 118o θ2 dan θ3 = 62o Pada baut 1 dan 4 =

= =

(

) + (

) + 2

ˢ A

) + 2

ˢ A

(27,71) + (28,07) + 2 27,71 28,07 ˢ A118 825,44

= 28,73

Pada baut 2 dan 3 =

= =

(

) + (

(27,71) + (28,07) + 2 27,71 28,07 ˢ A62 2286,09

= 47,81

6. Menentukan tegangan geser akibat beban = =

4 Ȥˢ

47,81

4 6,466

= 1,45 /))

Jadi tegangan geser akibat beban pada baut = 1,45 /))² <

u ut=

42,5

commit to user

⁄)) maka baut AMAN.


digilib.uns.ac.id

BAB IV PROSES PRODUKSI

4.1. Langkah Pengerjaan 4.1.1. Membuat rangka 1. Memotong bahan Bahan yang digunakan adalah : Besi hollow 30 x 60 x 2 bahan ST-37

Gambar 4.1 Konstruksi rangka a. Untuk kaki meja: Memotong besi hollow

3 x 6 x 0,2 cm sepanjang 75 cm

commit to user sebanyak 4 buah.

53



b. Untuk penyangga papan kayu: 1) Memotong besi hollow 3 x 6 x 0,2 cm sepanjang 100 cm, untuk rangka panjang sebanyak 4 buah. 2) Memotong besi hollow 3 x 6 x 0,2 cm sepanjang 50 cm, untuk rangka pendek sebanyak 7 buah. c. Untuk landasan tabung : 1) Memotong besi hollow 3 x 6 x 0,2 cm sepanjang 50 cm sebanyak 2 buah. 2) Memotong besi 9 x 0,4 cm sepanjang 43 cm sebanyak 2 buah. d. Untuk landasan motor dan kompresor : 1) Memotong besi kanal U 5 x 3,5 x 0,3 cm sepanjang 71 cm sebanyak 2 buah. 2) Memotong besi kanal U 5 x 3,5 x 0,3 cm sepanjang 25 cm sebanyak 2 buah. e. Untuk penahan kekencangan sabuk: Memotong besi ulir diameter 1,5 cm sepanjang 41 cm sebanyak 1 buah. 2. Proses pengelasan a. Mengelas kaki meja dengan rangka pendek atas dan bawah sebanyak 4 kali. b. Mengelas kaki meja dengan rangka panjang atas dan bawah sebanyak 4 kali.commit to user



c. Mengelas penguat atas meja 1 buah sebanyak 2 kali. d. Mengelas landasan tabung 2 buah sebanyak 4 kali. 3. Proses pengecatan Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan yaitu : a. Membersihkan seluruh permukaan benda dengan amplas dan air untuk menghilangkan korosi. b. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan benda luar dan dalam benar-benar bersih dari korosi. c. Memberikan cat dasar ke seluruh bagian yang akan dicat. d. Mengamplas kembali permukaan yang telah diberi cat dasar sampai benar-benar halus dan rata. e. Melakukan pengecatan warna. 4.1.2. Proses perakitan Perakitan merupakan tahap terakhir dalam proses perancangan dan pembuatan suatu mesin atau alat, dimana suatu cara atau tindakan untuk menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari satu kesatuan menurut pasangannya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan. Sebelum melakukan perakitan hendaknya memperhatikan beberapa hal sebagai berikut : commit to user



1. Komponen-komponen

yang

akan

dirakit,

telah

selesai

dikerjakan dan telah siap ukuran sesuai perencanaan. 2. Komponen-komponen standart siap pakai ataupun dipasangkan. 3. Mengetahui jumlah yang akan dirakit dan mengetahui cara pemasangannya. 4. Mengetahui tempat dan urutan pemasangan dari masing-masing komponen yang tersedia. 5. Menyiapkan semua alat-alat bantu untuk proses perakitan. Komponen- komponen dari mesin ini adalah : 1. Rangka (meja) 2. Kompresor 3. Motor listrik 4. Tabung 5. Puli 6. Sabuk 7. Selang penambah 8. Kabel 9. Amper meter dan voltmeter 10. Presseur gage 11. Mur dan baut 12. Bantalan (besi profil - U)

commit to user



Langkah-langkah perakitan : 1. Menyiapkan rangka (meja) yang telah dilas sesuai desain. 2. Memasang tabung pada dudukan. 3. Memasang kayu. 4. Memasang besi profil-U sebagai dudukan motor dan kompresor. 5. Memasang motor dan kompresor pada dudukannya. 6. Memasang pengunci (mur-baut) pada tabung, motor, dan kompresor. 7. Memasang selang penambah dari kompresor ke tabung. 8. Memasang selang penambah dari tabung ke pressure gauge. 9. Merakit kelistrikan.

Gambar 4.2 Skema rangkain listrik

commit to user



4.2. Biaya Pembelian Komponen Alat

No

Nama Barang

Jumlah

Harga Satuan

Jumlah Harga

1

Rangka (besi hollow)

2 lonjor

72.000

144.000

2

Plat 1mm

½ lembar

60.000

30.000

3

Kompresor + tabung (shark )

1 buah

3.450.000

3.450.000

4

Besi profil - U

1 lonjor

60.000

5

Poros berulir

1 lonjor

23.000

6

Lampu pilot (687)

2 buah

7

Baut tanam

8

Kancing pintu

4 buah

1.000

4.000

9

Saklar cam starter

1 buah

16.500

16.500

10

Kabel NYY-HY

2 meter

4.850

9.700

11

A meter

1 buah

35.000

35.000

12

V meter

1 buah

35.000

35.000

13

Kabel kecil

2 meter

2.000

4.000

14

Double napple

5 buah

5.000

25.000

15

Knee kuningan

3 buah

9.000

27.000

16

Napple coupling

2 buah

5.000

10.000

17

Klem

2 buah

1.250

2.500

18

Napple selang

2 buah

7.500

15.000

19

Knee kuningan

2 buah

10.000

20.000

2.000

4.000 6.000

commit to user



20

Double napple

1 buah

5.000

5.000

21

Selang

1 meter

8.500

8.500

22

Plat alumunium

25 cm

40.000

10.000

23

Selang karet + fitting

70 cm

112.500

24

Pipa tembaga ¼”

70 cm

24.500

25

Dc fix

30 cm

15.000

26

Menekuk plat

27

Cat orange

¼ kg

28

Cross Tembaga ¼”

1 buah

12.500

12.500

29

Sealtip

1 buah

1.500

1.500

30

Baut M 9x60

10 buah

650

31

Baut M 9x30 + mur FN M 8

10 buah

1700

6.500

17.000

32

Poros Berulir 5/8 + mur 5/8

1 buah

23.000

23.000

33

Cat Orange

¼ lt

10.000

10.000

34

Ball Bearing NIS UCP 204

1 buah

26.000

26.000

35

Plamir Kayu

1 kg

19.000

19.000

36

Baut M 9x120 + plat ring

8 buah

10.400

37

Baut M 11 + O ring

4 buah

12.000

38

Double Nipple

2 buah

39

Pipa Tembaga ½”

1 meter

62.500 10.000

5.000

Jumlah commit to user Tabel 4.1 Daftar harga komponen alat

10.000

32.500

4.349.100



3.3. Waktu Pemesinan 3.3.1. Pembuatan alur pada landasan motor Jumlah alur yang dibuat = 8 buah Bahan profil-U ST 37 Diameter pisau potong (D) = 10 mm Kecepatan spindle (N) = 310 rpm Tebal benda kerja yang terpotong (d) = 3 mm Panjang benda kerja (L) = 75 mm Jumlah gigi pada pisau potong (n) = 4 Pemakanan per gigi (ft) = 0,25 mm 1. Kecepatan pemotongan b = Ƽō

= . 10 88. 310 718

= 9738,93 88⁄8Ŗl̜Ϝ = 97,38 8/8Ŗl̜Ϝ

2. Pemakanan v = v ōl

= 0,25 88. 310 718. 4 = 310 88/8Ŗl̜Ϝ = 0,31 8/8Ŗl̜Ϝ

commit to user

(lampiran 8)



3. Waktu pemesinan = ( + 2 )/v

Menghitung pendekatan jarak mata pisau dengan sisi benda kerja (A).

= = =

Ƽ Ƽ − − o 4 2

10 10 − − 3 4 2

25 − 4

= 4,58 88

Waktu permesinan: = ( + 2 )/v

= (75 88 + 2 = 0,27 8Ŗl̜Ϝ

4,58 88)/310 88/8Ŗl̜Ϝ

3.3.2. Pembuatan alur pada landasan bawah Jumlah alur yang dibuat = 4 buah Bahan profil-U ST 37 Diameter pisau potong (D) = 10 mm Kecepatan spindle (N) = 310 rpm Tebal benda kerja yang terpotong (d) = 3 mm Panjang benda kerja (L) = 85 mm Jumlah gigi pada pisau potong (n) = 4 commit to user



Pemakanan per gigi (ft) = 0,25 mm 1. Kecepatan pemotongan b = Ƽō

= . 10 88. 310 718

= 9738,93 88⁄8Ŗl̜Ϝ = 97,38 8/8Ŗl̜Ϝ

2. Pemakanan v = v ōl

= 0,25 88. 310 718. 4 = 310 88/8Ŗl̜Ϝ = 0,31 8/8Ŗl̜Ϝ

3. Waktu pemesinan = ( + 2 )/v

Menghitung pendekatan jarak mata pisau dengan sisi benda kerja (A).

= = =

Ƽ Ƽ − − o 4 2

10 10 − − 3 4 2

25 − 4

= 4,58 88

commit to user



Waktu permesinan: = ( + 2 )/v

= (85 88 + 2

4,58 88)/310 88/8Ŗl̜Ϝ

= 0,30 8Ŗl̜Ϝ

Waktu total yang digunkan untuk membuat alur = 8. ȏ67 ȏlojl 8 Ϝ 7+ 4. ȏ67 ȏlojl = 8. 0,27 8Ŗl̜Ϝ + 4. 0,30 8Ŗl̜Ϝ = 3,36 8Ŗl̜Ϝ

commit to user

ℎ


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan Setelah menyelesaikan proyek akhir dengan judul “Alat Praktikum Perawatan Kompresor Torak Ganda” dapat disimpulkan: 1. Kompresor digerakkan dengan menggunakan motor listrik. 2. Daya yang digunakan pada motor listrik adalah 1HP (746Watt), 220Volt, dan putaran motor 1450 rpm. 3. Menggunakan V-belt untuk meneruskan daya dan putaran dari motor ke kompresor. 4. Biaya total untuk pembuatan Alat Praktikum Perawatan Kompresor Torak Ganda ini sebesar Rp 4.349.100,5.2. Saran Agar alat praktikum perawatan kompresor torak ganda lebih mudah dalam perawatan maka disarankan: 1. Membaca dan memahami modul sebagai prosedur dasar melakuka perawatan kompresor torak ganda. 2. Gunakan alat yang sesuai untuk membongkar dan memasang komponen pada kompresor torak ganda. 3. Periksa ulang kebenaran letak komponen dan instalasi sebelum kompresor dinyalakan commit to user

64

PEMBUATAN ALAT PRAKTIKUM PERAWATAN KOMPRESOR TORAK GANDA

Recommend Documents