PERANCANGAN PADA MESIN PEMISAH BIJI LOGAM DENGAN MENGGUNAKAN LENGAN ROBOT

LEMBARAN PENGESAHAN

PERANCANGAN PADA MESIN PEMISAH BIJI LOGAM DENGAN MENGGUNAKAN LENGAN ROBOT

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan Pendidikan Strata Satu (S1)

Disusun Oleh :

TEGUH

KURNIADI

01300 -123 Disetujui Oleh :

Pembimbing T.A

(Ir. Rully Nutranta M. Eng )

Koordinator T.A

( Ir. R Aryosuko DH )

ABTRAKSI Mesin pemisah bii logam merupakan alat yan berfungsi untuk memisahkan bahan logam dan non logam. Perancangan mesin ini penulis memilih sistim pnuematik pnuematik karena sistim ini dianggap mampu memenuhi kriteria perancangan dan juga mesin ini mengambil tenaga dari udara yang berasal dari kompresor. Untuk mendeteksi bahan logam non logam, alat yang digunakan adalah sensor proximity dan sensor photo elektrik. Kesimpulan perhitungan dari hasil perancangan dari alat Pemisah Biji Logam dengan sisitem pneumatik ini antara lain : 1. Beban maksimum yang dapat ditahan oleh plat = 1.890.000 kg 2. Panjang lasan = 191,01 mm 3. Untuk ujung lasan pada awal dari akhir pengelasan ditambah 12,5 mm =20,35 cm 4. Kekuatan geser las =15100.10 kg 5. Berat total beban yang ditumpu plat = 7 kg 6. Beban yang dipikul = 68,67 N 7. Gaya gesek tegak maksimum = 34,335 N 8. Diameter inti ulir = 8,22 mm 9. Tekanan angin kerja = 4 bar

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis haturkan Kehadirat ALLAH SWT, karna dengan izin-Nyalah laporan tugas ahkir ini diselesaikan tepat pada waktunya. Tugas akhir ini merupakan salah satu tugas mata kuliah terakhir untuk memenuhi kurikulum yang ada pada jurusan mesin, fakultas teknologi industri, Universitas Mercu Buana, Jakarta. Pada penyusunan tugas akhir ini penulis melakukan perancangan serta melakukan pengamatan dari beberapa buku perpustakan sebagai acuanya serta dari pembimbing dan bantuan dari rekan-rekan. Pada kesempatan ini penulis ingin menggucapkan terimakasih yang sebesar – besar nya antara lain:

1. Ayahanda

dan Ibunda serta Adikku tercinta (Wiwit, Budi, Eka) yang telah

banyak bersabar dalam memberikan semua perhatian, doa dan bantuan kepada saya. 2. Bapak Ir. Rully Nutranta, M.Eng selaku dosen Pembimbing pada laporan tugas akhir ini .

3. Bapak Ir Ariosuko selaku koordinator tugas akhir. 4. Seluruh staff dosen jurusan teknik mesin universitas mercu buana yang telah memberikan ilmu pengetahuan, khususnya dasar – dasar ilmu teknik mesin. Kepada penulis. 5. Bapak Firman dan Pak Mantri selaku pengajar di Lab teknik mesin mercu buana. 6. Rekan – Rekan seluruh anak angkatan 2000 khususnya, (Anis & Mala), Iyus, , Suwarno,Sutejo . serta Buat keluarga (Alm) M. NOOR dan Anak KOS2-an Cristin, Abang Edi, Om Tomi, Ali, Agip, Q-noy, Yopi, Da-eng. Menyadari akan keterbatasan kemampuan penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun sebagai bekal pada laporan berikutnya. Akhirnya penulis berharap semoga apa yang telah diperbuat akan dapat menjadi bagian bagian kecil yang dapat membantu bagi yang membutuhkannya.

Jakarta, 10 desember 2006

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………………………………………………………….. i ABSTRAK…………………………………………………………………….. ii HALAMAN PENGESAHAN…………………………………………………. iii KATA PENGANTAR………………………………………………………… iv DAFTAR ISI……………………………………………………………………v DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………... vi DAFTAR TABEL…………………………………………………………….. vii NOMENKLATUR……………………………………………………………. viii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang……………………………………………………

1

1.2 Tujuan Pengujian…………………………………………………

2

1.3 Pembatasan Masalah………………………………………………

3

1.4 Maksud Dan Tujuan………………………………………………… 3 1.5 Metode Penulisan…………………………………………………… 3 1.6 Sistematika Penulisan……………………………………………… 4

BAB II TEORI DASAR KONTRUKSI 2.1 Teori Dasar Kontruksi Perancangan………………………………… 6 2.1.1 Tahap Perencanaan Kontruksi Mesin……………………………… 7 2.1.2 Pertimbangan Perencanaan………………………………………… 8 2.1.3 Faktor Keamanan………………………………………………… 9 2.1.4 Kode Dan Standar………………………………………………… 11 2.1.5 Ekonomi…………………………………………………………… 11 2.2 Kombinasi Prinsip Solusi……………………………………………12 2.3 Evaluasi…………………………………………………………… 14 2.4 Spesifikasi Rancangan Mesin Pemisah Biji Logam…………………15 2.5 Langkah Kerja……………………………………………………… 16 2.6 Perawatan Dasar Mesin…………………………………………… 16 2.7 Keuntungan Dan Kelemahan……………………………………… 17

BAB III METODE PENULISAN 3.1 Kriteria Perancangan Dan Batasan………………………………… 20 3.2 Komponen - Komponen Mesin Pemisah Biji Logam……………… 24 3.2.1 PLC ( Programable Logic Controller ……………………………… 24 3.2.2 Sensor……………………………………………………………... 27 3.2.2.1 Istilah Istilah Teknik…………………………………………… 28 3.2.2.2. Sensor Proximity………………………………………………. 29 3.2.2.3 Sensor Proximity Berdasarkan Sumber Arus Listrik…………….. 32 3.2.2.4 Sensor Photo Elektrik……………………………………………. 33

3.2.2.5 Selenoid ( Direction Control Valve Serenoid )………………… 34 3.3 Komponen Penggerak Pada Pemisah Biji Logam………………...

41

3.3.1 Motor DC……………………………………………………….

41

3.3.2 Actuator…………………………………………………………… 43 3.3.3 Kompresor………………………………………………………… 46 3.3.4 Selang…………………………………………………………….. 47 3.4 Rancang Bangun……………………………………………………. 48 3.4.1 Rangka……………………………………………………………. 48 3.4.1.1 Kerangka Utama……………………………………………….. 49 3.4.1.2 Tegangan Pada Batang Rangka………………………………….. 50 3.4.1.3 Pengukuran Dan Pemotongan…………………………………. 51 3.4.2 Ulir Dan Baut……………………………………………………... 53 3.4.3 Pemasangan Mur Dan Baut………………………………………. 55 3.4.4. Dasar-Dasar Pengelasan………………………………………….. 56 3.4.4.1.Jenis-Jenis Las…………………………………………………. 57 3.4.4.1.a Las Berdasarkan Las Listrik ……………………………………57 3.4.4.1.b Las Berdasarkan Panas Dari Kombinasi Busur Nyala Listrik Dan Gas Kekal…………………. 59 3.4.4.1.c Las Berdasarkan Atas Panas Dari Pembakaran Campuran Gas…59 3.4.4.1.d Las Berdasarkan Berdasarkan Ledakan Dan Reaksi Eksotermis 61 3.4.4.1.e Jenis-Jenis Lainnya…………………………………………... 61 3.4.5 Perlakuan Pengeboran……………………………………………… 62 3.5 Rivet………………………………………………………………….. 63

BAB IV PERHITUNGAN ALAT 4.1 Proses Perhitungan Pada Rangka…………………………………….. 68 4.1.1 Perhitungan Kekuatan Tumpukan Pada Rangka……………………70 4.1.2 Tegangan Pada Batang Rangka……………………………………. 72 4.2 Perencanaan Dan Perhitungan Baut………………………………….. 76 4.3 Perhituingan Rangka…………………………………………………. 80 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan………………………………………………………… 84 5.2 Saran…………………………………………………………………. 85

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1

: Flow chart Perancangan……………………

19

Gambar 2

: Diagram Blok PLC…………………………

27

Gambar 3

: Proximity Induktif………………………….

30

Gambar 4

: Proximity Capacitif………………………..

31

Gambar 5

: Photo Electrik………………………………

34

Gambar 6

: Penampang Selenoid………………………

35

Gambar 7

: Katup 2/2……………………………………

36

Gambar 8

: katup 4/2…………………………………….

38

Gambar 9

: katup 5/2…………………………………….

40

Gambar 10

: Penampang Motor Dc………………………

42

Gambar 11

: Silinder Kerja Ganda………………………

46

Gambar 12

: Selang Pneuematik…………………………

48

Gambar 13

: Rangka Alat………………………………..

52

Gambar 14

: Macam-macam baut sekrup dan Mur……

55

Gambar 15

: Pengelasan Listrik…………………………

61

Gambar 16

: Obor Las Acytilin………………………….

62

Gambar 17

: Perlakuan Pengeboran……………………...

63

Gambar 18

: Flow Chart Langkah Kerja………………..

66

Gambar 19

: Flow Chart Perencanaan Kekuatan rangka……………………………

vi

69

DAFTAR TABEL Tabel 1

: Pertimbangan Perencanaan………………………………………….. 9

Tabel 2

: Kombinasi Prinsip Solusi Sub Fungsi………………………………... 13

Tabel 3

: Daftar Kehendak Spesifik Mesin Pemisah Biji Logam………………. 18

Tabel 4

: Spesifikasi Perancangan……………………………………………… 22

Tabel 5

: Tegangan Yang Dinginkan Untuk Sambungan Las………………….. 50

vii

NOMENKLATUR

Simbol

Keterangan

Satuan

l

Panjang pelat

cm

b

Lebar pelat

cm

t

Tebal pelat

cm

σb

Tegangan maksimum

kg/cm2

W

Beban maksimum yang ditahan pelat

kg

LS

Panjang lasan

mm

Pg

Kekuatan geser las

kg

PTotal

Berat total yang ditumpu pelat

kg

F

Beban yang dipikul

N

Q

Gaya geser tegak maksimum

N

M

Momen lentur maksimum

N.m

L

Panjang rangka

m

IX

Momen inersia

m4

H

Tinggi pelat

m

Wb

Momen tahanan

m3

τb

Tegangan tekan maksimum pada rangka

N/m

A

Luas pelat

m2

g

Percepatan gravitasi

m/s2

Sf

Faktor keamanan

Wd

Beban baut

N

FC

Faktor koreksi

mm

dl

Diameter inti ulir

z

Jumlah ulir mur

τa

Tegangan geser ulir mur

N/mm2

τm

Tegangan geser akar ulir mur

N/mm2

viii

τl

Tegangan lentur

N/mm2

Pg

Kekuatan geser las

kg/mm

τ

Tegangan geser yang diizinkan

kg/mm2

τ lentur

Tegangan lentur pada rangka

N/m2

ix

Tugas Akhir

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Negara Indonesia memiliki banyak keanekaragaman sumber daya

Alam yang sangat berlimpah, salah satunya adalah perindustrian.Semakin maju dan berkembangnya teknologi dan industri maka semakin dibutuhkannya tenaga-tenaga ahli yang professional di bidangnya. Di industri sendiri misalnya di industri besar contohnya : pabrik,lab-lab,dll Dalam perkembangnanya manusia terus menciptakan peralatan-peralatan yang mendukung kinerja manusia agar lebih praktis atau sebagai alat bantu kerja yang efisien yang telah banyak di ciptakan dimana penggunanya telah memasuki bidang usaha kehidupan manusia, baik sebagai alat bantu pekerjaan maupun kehidupan social manusia. Berdasarkan pemikiran manusia diatas dan seiring dengan kemajuan yang ada maka, diciptakan sebuah mesin yaitu mesin pemisah biji logam. Mesin pemisah biji logam ini sangat diperlukan tentunya untuk mengantisifasi permintaan konsumen Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

1

Tugas Akhir

yang sangat ingin cepat dan mendesak alat ini bias digunakan untuk memperceoat pekerjaan dalam industri tersebut. Tentunya dalam suatu pabrik menginginkan agar suatu pekerjaan itu bias efisien dan hamat waktu, maka mesin pemisah biji logam ini solusinya.

1.2

Tujuan Pengujian Dengan melihat banyak kebutuhan yang telah dijelaskan pada paragraf

dibagian latar belakang, mesin pemisah biji logam ini sangat penting,untuk itu sistem pengujian dilakukan. Dalam metode pengujian yang digunakan adalah metode pengujian sistematis, yang pada dasarnya metode pemecahan suatu masalah teknik dengan menggunakan tahap secara analisis dan sistemetis. Analisis adalah pengujian suatu sistem yang rumiy menjadi elemen-elemennya dan kemudian mempelejari karakteristik masingmasing elemen tersebut. Sedangkan sistematis adalah kembali elemen-elemen yang telah diketahui karakteristiknya untuk menciptakan sistem baru. Pada kenyataannya sutatu tahap merupakan proses yang komplek, biasanya untuk memecahkannya dibutuhkan iterasi. Iterasi adalah suatu proses dimana suatu solusi dicapai secara tahap demi tahap.

1.3

Pembatasan Masalah Dalam tugas akhir ini, saya akan lebih menekankan pada perancangan

mesin pemisah biji logam diantaranya: •

.Analisa perancangan mesin pemisah biji logam dengan biji yang non logam.

Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

2

Tugas Akhir

1.4 •

Maksud Dan Tujuan Maksud dilakukannya tugas akhir ini adalah untuk menerapkan teori yang telah saya peroleh pada saat perkuliahan.

•

Tujuan dilakukannya tugas akhir ini adalah untuk mempelajari dan memahami proses dalam perancangan secara bertahap agar lebih akurat dan detail sehingga sesuai dengan standar mesin pemisah biji logam.

I.5

Metode Penulisan Tugas akhir ini saya buat dalam bentuk pemaparan dari kenyataan yang terjadi

pada saat proses perancangan, analisa, pengujian sampai dengan selesai. Untuk kepentingan penulisan tugas akhir ini, yang diperlukan adalah data dan imformasi aktual yang diperoleh dengan cara: •

Wawancara ( Interview ) Pada tahapan atau metode ini, penulisan melakukan tanya jawab dengan beberapa orang yang ahli dalam bidang ini.

•

Observasi Pada metode ini, penulis membuat dan merancang karena untuk mengamati cara kerja mesin pemisah biji logam dengan metode berkala, berikut pula menganalisa dan melihat keuntungan dan kerugiannya yang terjadi ketika pengujian tersebut sedang berjalan.

•

Studi Literatur Untuk melengkapi laporan ini, penulis juga mengumpulkan data-data dari referensi-referensi buku perpustakaan sebagai petunjuk atau bahan acuan.


3

Tugas Akhir

1.6

Sistematika Penulisan Untuk

mempermudah

penyusunan

laporan

tugas

akhir

ini,penulis

membaginya menjadi beberapa bab yang berisi uraian-uraian atau keteranganketerangan yang didapat penulis selama penelitian. Penyusunan bab-bab tersebut dibagi menjadi 5 ( lima ) bab, yaitu:

BAB I

PENDAHULUAN Pada bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, tujuan perancang, pembatasan masalah, maksud dan tujuan, metodologi penulisan dan sistematika penulisan.

BAB II

LANDASAN TEORI DASAR KONTRUKSI Pada bab ini menjelaskan tentang teori dari kontruksi dan tahap-tahap perancangan yang ada pada mesin pemisah biji logam.

BAB III

METODE PERANCANAN Pada bab ini menjeleskan tentang komponen-komponen mesin pemisah biji logam.

BAB IV

PERHITUNGAN ALAT


4

Tugas Akhir

Pada bab ini menjelaskan tentang dasar-dasar perhitungan hasil perancangan yang dilakukan oleh penulis serta mencoba menganalisa data yang telah diolah dari hasil perancangan yang ada.

BAB V

PENUTUP Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari uraian bab sebelumnya.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


5

Tugas Akhir

BAB II TEORI DASAR KONSTRUKSI

2.1 Teori Dasar Konstruksi Perancangan Ilmu konstruksi mesin adalah ilmu perancang, menyusun, membuat, mencoba dan memelihara mesin-mesin. Dalam prkateknya, kita sering menamakan alat-alat kerja sebagai mesin. Dengan bantuan mesin, kita bisa mengganti atau mengurangi beban kerja manusia Secara

prkatis,

pengertian

mesin

tak

terbatas

pada

“system-sistem

permesinan”, tatapi meluas hingga mesin-mesin energi, perancangan teknik merupakan usaha untuk memenuhi persyaratan tertentu dari suatu alat dengan cara terbaik, yang mungkin. Keinginan mewujudkan alat tersebut dimulai dari latar belakang sosiologis maupun perkembangan ilmu. Perancangan teknik merupakan proses kreatif yang memanfaatkan dasar-dasar teknik, seperti mekanika, termodinamika, kinematika, elektronika dan lain-lain yang juga memerlukan pengetahuan prakatis, pengalaman dan wawasan ekonomi Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

5

Tugas Akhir

Metode perancangan adalah metode pemecahan suatu teknik yang menggunakan suatu system yang kompleks menjadi elemen-elemen dan mempelajari karakteristik masing-masing elemen tersebut beserta korelasinya. Sedangkan sintesis adalah pengemabngan elemen-elemen yang telah diketahui karakteristiknya untuk menciptakan suatu system baru.

2.1.1 Tahap Perencanaan Konstruksi Mesin Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam sebuah perencanaan konstruksi mesin antara lain: 1. Material Karena faktor utama untuk membuat konstruksi mesin adalah material, karena material sangat diperlukan untuk membangun suatu mesin yang kita inginkan, dengan memilih material yang baik maka akan mendapatkan hasil konstruksi mesin yang baik dan hasil yang kita inginkan. 2. Jenis Material Setelah kita memilih material, kita harus tahu jenis dari suatu material tersebut sehingga kita dapat memperhitungkan kekuatan dari material tersebut.


6

Tugas Akhir

3. Kekuatan Material Setelah kita memilih jenis material yang baik kita juga harus memperhitungkan kekuatan material tersebut, agar suatu perencanaan konstruksi mesin dapat dibuat sesuai apa yang kita inginkan sehingga hasil dari perencanaan konstruksi mesin dapat dipergunakan dengan baik. 4. Biaya Material Biaya material sangat perlu diperhitungkan karena dengan memperhitungkan biaya material, kita bisa tahu berapa besar harga jual dari konstruksi mesin yang kita buat.

2.1.2 Pertimbangan Perencanaan Kadangkala, kekuatan dari mesin elemen adalah merupakan factor yang paling penting dalam mencari geometri dan ukuran dari elemen tersebut. Dalam situasi seperti itu, kita katakan bahwa kekuatan adalah merupakan pertimbangan perencanaan yang penting. Kalau kita, menggunakan ungkapan pertimbangan perencanaan berarti kita menghubungkannya dengan berbagai sifat yang mempengaruhi rancangan dari elemen tersebut, atau mungkin, seluruh system. Biasanya sejumlah factor harus dipertimbangkan pada setiap situasi perencanaan tertentu. Kadangkala, salahs atu diantaranya menjadi kritis, dan bila hal ini dipenuhi, maka factor-faktor merupakan factor yang harus dipertimbangkan.

Tabel 2.1 Pertimbangan Perencanaan


7

Tugas Akhir

1. Kekuatan

12. Kebisingan

2. Keandalan

13. Corak bentuk

3. Pertimbangan panas

14. Bentuk

4. Korosi

15. Ukuran

5. Keausan

16. Kelendutan

6. Gesekan

17. Pengaturan

7. Pembuatan

18. Kekakuan

8. Kegunaan

19. Pengerjaan akhir

9. Biaya

20. Pelumasan

10. Keamanan

21. Pemeliharaan

11. Berat

22. Isi

Beberapa diantara factor-faktor tersebut, ada yang berkaitan langsung dengan ukuran, jenis bahan, pengerjaan, dan penggabungan elemen-elemen tersebut menjadi sebuah system.

2.1.3 Faktor Keamanan Faktor keamanan adalah factor yang digunakan untuk mengevaluasi keamanan dari suatu bagian mesin. Katakanlah, sebuah elemen mesin diberi efek yang kita sebut sebagai F. Kita umpamakan bahwa F adalah suatu istilah yang umum, dan bisa saja berupa suatu gaya, momen punter, momen lentur, kemiringan, lendutan, atau semacam distorsi. Kalau F dinaikkan, sampai suatu besaran tertentu, sedemikian kalau dinaikkan lagi sedikit saja, akan mengganggu keamanan bagian mesin tersebut, untuk melakukan semestinya secara semestinya. Kalau kita nyatakan batasan ini, sebagai batas akhir, harga F sebagai fu, maka factor keamanan dapat dinyatakan sebagai. Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

8

Tugas Akhir

n=

fu …………………………………………………………… (1-1) F Bila F sama dengan fu, n = 1, dan pada saat ini tidak ada keamanan sama

sekali. Akibatnya, sering dipakai istilah batas keamanan. Batasan keamanan dinyatakan dengan persamaam. m = n – 1 ……………………………………………………….(1-2)

Istilah factor keamanan dan batas keamanan banyak dipakai dalam praktek industri, yang arti dan maksudnya diketahui dengan jelas. Begitu pun, istilah fu dalam persamaan (1-1). Adalah inilah yang telalu umum untuk semua jenis kegiatan, merupakan angka tersendiri yang secara statistic bervariasi. Karena alas an ini, suatu factor keamanan dengan n > 1 tidak menghalangi terjadinya kegagalan. Karena hubungan antara tingkat bahasn dengan n ini, beberapa pengarang cenderung menggunakan istilah factor perencanaan sebagai pengganti “factor-keamanan”. Penggunaan factor keamanan yang paling banyak terjadi, bila kita membandingkan tegangan dengan kekuatan.

2.1.4 Kode dan Standar Standar adalah sekumpulan spesifikasi untuk bagian-bagian mesin, bahan, atau proses, yang dimaksudkan untuk mendapatkan keseragaman, efisiensi dan mutu tertentu. Salah satu kegunaan standar yang penting, adalah untuk memberi suatu batasan akan jumlah jenis dalam spesifikasi, sedemikian bisa membatasi sejumlah persediaan secara wajar, seperti kunci-kunci, ukuran, bentuk dan variasinya. Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

9

Tugas Akhir

Kode adalah sekumpulan spesifikasi untuk keperluan analisa, perencanaan, cara pembuatan, dan kadang-kadang jenis konstruksi. Tujuan adalah untuk mendapatkan suatu tingkat tertentu dari keamanan, efisiensi, dan performance atau mutu.

2.1.5 Ekonomi Pertimbangan atas biaya, memainkan peranan yang penting dalam proses pengambilan keputusan pada perencanaan, sedemikian seseorang bisa memerlukan waktu yang cukup lama untuk untuk mempelajari rencana itu sendiri. Di sini kita hanya mempelajari beberapa cara pendekatan yang umum, dan aturan yang sederhana sifatnya.

2.2 Kombinasi Prinsip Solusi Setelah pemilihan bahan dilakukan, maka perlu dilakukan kombinasi sehingga terbentuk suatu system yang saling menunjang. Kombinasi tersebut akan dibagi dalam beberapa varian-varian yang dapat dilihat pada table di bawah ini :


10

Tugas Akhir

Table 2.2 Kombinasi Prinsip Solusi Subfungsi


11

Tugas Akhir

2.3 Evaluasi Setelah dilakukan pemilihan varian, maka akan dilakukan evaluasi konsep dengan membuat pohon obyektif serta factor pertimbangannya. Struktur Pemilihan Varian

2.4 Spesifikasi Rancangan Mesin Pemisah Biji Logam Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

12

Tugas Akhir

Dalam perkembangannya manusia terus menciptakan peralatan yang mendukung kinerja manusia agar lebih praktis atau sebagai alat Bantu kerja yang efisien yang telah banyak diciptakan di mana penggunya telah memasuki bidang usaha kehidupan manusia, baik sebagai alat Bantu pekerjaan maupun kehidupan social manusia. Berdasarkan pemikiran manusia di atas dan seiring dengan kemajuan yang ada maka, dicipakan sebuah mesih yaitu mesin pemisah biji logam, mesin pemisah biji logam ini sangat diperlukan tentunya untuk mengantisipasi permintaan konsumen yang sangat ingin cepat dan mendesak, alat ini bisa digunakan untuk mempercepat pekerjaan dalam industri tersebut. Pada umumnya tenaga yang digunakan pada mesin pemisah biji logam ini menggunakan angin yang berasal dari kompresor, sesuai dengan judul dari penulisan tugas akhir ini, maka fungsi dari mesin ini yakni bagaimana menciptakan sebuah mesih yang mampu memisahkan bahan yang logam dan yang non logam. Dengan hadirnya mesin pemisah biji logam ini, mampu untuk memisahkan bahan logam dengan bahan non logam, bahkan banyak keunggulannya, seperti: 1. Operator mesin cukup satu orang 2. Tidak dibutuhkan tempat yang luas dan khusus 3. Perawatan mudah 4. Ramah lingkungan dan sebagainya.

2.5 Langkah Kerja Pada mesin pemisah biji logam ini tenaganya berasal dari kompresor. Di mana pada saat tombol diaktifkan maka sensor proximity dan sensor photo elektrik Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

13

Tugas Akhir

medeteks biji logam. Setelah kedua sensot itu aktif maka lengan robot akan mengambil onjek di mana objek itu adalah bahan logam dan non logam (distasiun 1). Setelah itu lengan robot bergerak ke stasiun 2 dan 3 di mana stasiun 2 itu adalah tempat bahan non logam dan stasiun 3 itu adalah tempat bahan logam. Tergantung karakter onjek tersebut. Lengan robot bergerak dai stasiun 1,2 dan 3 mempunyai waktu 3 detik sesuai dengan timer yang di download ke dalam Plc. Proses tersebut terus berulang-ulang hingga user men off kan power.

2.6 Perawatan Dasar Mesin Perawatan pada mesin pemisah biji logam ini sangatlah mdah, diharapkan tenaga yang dipakai dalam mesin ini berasal dari kompresor. Perawatan dasrnya antara lain: 1. sebaiknya mesin dibersihkan tiap hari, untuk menjaga kelangsungan umum mesin agar lebih lama. 2. pada komponen-komponen baja dan besi sebaiknya diberi oleh tetes. 3. tempat menaruh mesin ditempat yang terhinda dari basah atau hujan, karena dapat menyebabkan mesin dapat berkarat. 4. Untuk menghindari rangka mesin dari karet, sebaiknya rangka mesin dicat setahun sekali.

2.7 Keuntungan dan Kelemahan Pada umumnya setiap hasil rancangan atau kontruksi dari suatu mesin mempunyai beberapa keutungan dan kelemahan. Pada perancangan mesin pemisah


14

Tugas Akhir

logam dengan tenaga kompresor ini juga mempunyai beberapa keuntungan tersendiri dalam perancangannya. Umumnya keuntungan dan kelemahan itu sendiri dapat dilihat dari segi konstruksi, biaya, perawatan serta kemudahan dalam memindahkan mesin. Keuntungannya, antara lain: 1. Konstruksinya lebih sederhana dibandingkan dengan mesin lain 2. Biaya pembuatan dan perancangan mudah karena komponen-komponen intinya mudah didapat. 3. Perawatan mesin secara berkala sangatlah mudah karena memakai kompresor 4. Dapat dioperasikan dengan satu operator 5. Mesin dapat dipindahkan kemana saja dengan mudah 6. Ramah terhadap lingkungan dan polusi yang ditimbulkan tidak terlalu bahaya. 7. Dapat melakukan produksi secara terus menerus karena adanya tenaga kompresor. Kelemahannya, antara lain: 1. Suara yang ditimbulkan agar berisik (suara kompresor) 2. Dengan model mesin yang sederhana produksi tidak dapat dilakukan dalam

jumlah yang banyak sekali.

Tabel 2.3 Daftar kehendak spesifik mesin pemisah biji logam

No


Daftar kehendak

15

Tugas Akhir

1.

Berat alat ± 7 kg

2.

Power menggunakan udara yang berasal dari kompresor

3.

Dapat membedakan bahan logam dan yang non logam

4.

Ukuran alat Panjang = 600 mm Lebar = 600 mm Tinggi = 310 mm

5.

Rangka alat Besi Holo 20 x 20 Alasnya menggunakan papan ukuran 600 x 600 mm Dudukan mesin menggunakan plat almunium

6.

Kontruksi harus kuat dan kokoh

7.

Mudah dalam pemasangan

8.

Mudah dalam perawatan

Flowchart START

RANGKA UTAMA BESI HOLLOW 20 X 20 PANEL Fakultas TeknologiBOX industri KAYU PAPAN Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

PREASURE REGUKATOR PREASURE GET TRAVO TOMBOL POWER FUSE NEVAL POWER NEVAL ORIFICE

16

Tugas Akhir

-PLAT ALUMINIUM -DUDUKAN KOMPONEN -PAPAN LANDASAN OBJEK -CORONG

RANGKAIAN KOMPONEN -LENGAN ROBOT -DUDUKAN MOTOR -DUDUKAN SILINDER NAIK TURUN -DUDUKAN SILINDER MAJU MUNDUR -DUDUKAN VAKUM -DUDUKAN DCP (DIRECTIONAL CONTROL PUP

STOP


17

Tugas Akhir

BAB III METODE PERANCANGAN

3.1. Kriteria Perancangan Dan Batasan Dalam perancangan ada kriteria yang harus diperhatikan oleh perancang. Yang dimaksudkan dengan kriteria design adalah hal-hal yang harus dilakukan dengan baik oleh alat yang dirancang. Kriteria dengan mesin pemisah biji logam yang direncanakan : 1. Dapat membedakan logam 2. Mendesain konstruksi masing-masing komponen sedemiklan hingga nantinya akan menghasilkan : a. Membedakan logam b. Ketelitian konstruksi sehingga dapat distandarisasikan 3. Dapat dibuat sendirl dan cukup teliti. 4. Biaya perakitan dan perawatan relatif murah Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

18

Tugas Akhir

5. Mudah dioperasikan. 6. Mudah dirakit. Tahap pertama dikumpulkan ide-lde yang dikehendaki yang keadaanya masih belum teratur, ide-ide tersebut sebagai berikut : a. Dapat memisahkan bahan yang logam dan yang non logam b. Hemat ruang dan ukuran mesin tidak terlalu besar c. Dapat dibuat di dalam negeri d. Biaya pembuatan tidak mahal e. Hemat energi. f. Di usahakan tidak terlalu berisik g. Pengoperasiannya relatif mudah h. Dapat dioperasikan oleh satu orang i. Perawatan mudah j. Ringkas dan tidak terlalu berat


19

Tugas Akhir

3.1. Tabel spesifikasi perancangan No 1.

Spesifikasi Sinyal

• Pengontrolan dengan sistem kontol komputer (PLC) • Alat deteksi benda • Dapat dikontrol secara manual • Tanda pengoperasian sistem mudah dimengerti • Petunjuk indikator tekanan harus ada

2.

Energi

• Mudah didapat, lumayan murah • Hemat energi • Angib yang berasal dari kompresor

3.

Material

• Komponen ringan kuat dan kokoh • Komponen konstruksi tahan karat

4.

Ergonomis

• Kenyamatan dalam pengoperasian • Pengoperasian mudah dilakukan

5.

Keselamatan

• Cukup aman dalam pengoperasian • Bagian alat pengontrolannya berada ditempat yang cukup aman


20

Tugas Akhir

6.

Fungsi

• Untuk membedakan / memisahkan benda logam dengan benda yang non logam

7.

Produksi

• Suku cadang • Dapat dibuat oleh bengkel kecil

8.

Perakitan

• Rangka konstruksi kuat dan kokoh • Mudah dibongkar dan dirakit kembali • Jumlah komponen sedikit • Intelasi sederhana

9.

Pengoperasian

• Tidak memerlukan tenaga ahli • Dapat dioperasikan oleh satu orang • Tidak mengotori tempat kerja • Tidak menimbulkan polusi udara

10.

Perawatan

• Tidak memerlukan perawatan khusus

11.

Estetika

• Memenuhi keindahan bentuk


21

Tugas Akhir

3.2. Komponen – komponen mesin pemisah Biji Logam

3.2.1 PLC programmable Logic Control (OMRON CPM 20 CDR-A)

PLC adalah sebuah divais yang digunakan untuk mengganti rangkaian relay sekuensial pada kendali mesin. PLC bekerja mengambil input-inputnya, dan

mengkondisikan

input-inpunya

tersebut.

on/off

output-outputnya

Kondisi

output-output

tergantung tersebut

pada

kondisi

dihasilkan

PLC

berdasarkan program yang dimasukkan oleh User kedalam PLC. PLC merupakan perangkat komputer elektronik yang diprogram untuk menjalankan berbagai fungsi kontrol yang berbeda, dan lebih dari sistem dengan tingkat level kompleksitas yang berbeda. PLC dapat diprogram, dikontrol dan dioperasikan oleh orang yang belum terampil atau awam dalam mengoperasikan komputer. PLC disebut juga komputer karena PLC mempunyai perangkat keras yang menyerupai komputer. PLC terdiri dari sebuah CPU yang berisi sebuah program input dan output, serta interface modul dimana langsung terhubung dengan peralatan I/O (I/O devices). Input device dapat berupa switch, sensor, push button, keypad yang merupakan interface antara manusia dengan mesin. Output device dapat berupa motor, solenoid, led, display, lampu, relay indikator. Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

22

Tugas Akhir

CPU adalah mikroprosesor yang mengkoordinasi segala kegiatan, aktivitas dari sistem PLC yang mengeksekusi program, memproses I/O signal dan komunikasi dengan peralatan-eksternal (luar), juga merupakan sumber dari pengambilan keputusan. Memori merupakan bagian dari CPU yang berfungsi sebagai media penyimpanan program PLC. Beberapa tipe, memori adalah sebagai berikut :

1) ROM (Read Only Memory) Adalah memori yang tidak dapat dirubah dan hanya dapat diprograin hanya satu kali saja, maka dari itu kurang cocok untuk PLC, sehingga menyebabkan tidak banyak PLC yang menggunakan ROM.

2) RAM (Random Access Memory) Adalah memori yang biasanya digunakan untuk menyimpan program dan data dan user data yang ada. Data pada RAM bisa hilang jika tidak ada sumber tenaga atau power dimatikan. Masalah ini dapat diselesaikan dengan penggunaan baterai pada PLC sebagai backup power (tenaga cadangan).

3) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) EPROM menyimpan data secara permanen seperti halnya ROM, tidak membutuhkan backup baterai. Data dari EPROM dapat dihapus dengan cara menyinari EPROM dengan sinar ultraviolet. Sebuah program writer dibutuhkan untuk memprogram ulang memori. Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

23

Tugas Akhir

4) EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) EEPROM merupakan gabungan dari kemampuan akses yang fleksibel dari RAM dan penyimpanan data yang tidak mudah terhapus dari EPROM menjadi satu. Isi dan data yang berada dalam EEPROM dapat dihapus dan diprograrn ulang dengan menggunakan signal listrik, tetapi biasanya penghapusan dan pemprograman ulang dapat dilakukan untuk beberapa kali saja. Dalam sebuah sistem otomatis, PLC dapat diumpamakan sebagai jantung dari sistem kontrol dengan sebuah program aplikasi kontrol yang tersimpan dalam memori PLC, PLC akan segara konstan memonitor keadaan dari sebuah sistem melalui peralatan input yang mengeluarkan signal feedback kemudian program logic yang ada di PLC akan menentukan tindakan yang harus dilakukan berdasarkan feedback tersebut. Respon yang dibuat PLC tersebut akan mengirim signal output

ke beberapa rangkaian peralatan output. PLC dapat digunakan untuk mengontrol tugas yang sederhana dan berulang-ulang. Berikut ini adalah gambar diagram blok dari PLC


24

Tugas Akhir

Gambar 3. 1 Diagram Blok PLC

2.2 Sensor Sensor adalah salah satu peralatan dimana informasi atau data tentang situasi terakhir disekitar alat dikumpulkan untuk digunakan oleh program pengendali. Terdapat berbagai jenis sensor yang tersedia dan bentuk serta ukurannya juga bermacam-macam tergantung pada prinsip kerjanya. Untuk keperluan perancangan sistem disini penulis menggunakan sensor proximity kapasitive dan photoelekcric tipe Retrorefiektif serta limit switch sehingga nantinya hanya akan membahas sensor proximity, limit switch dan photoelectric tipe Retrorefiektif saja.


25

Tugas Akhir

2.2.1 Istilah-Istilah Teknik Pada sensor terdapat beberapa istilah-istilah teknik yang perlu diperhatikan yaitu : Linearitas, sensitivitas dan tanggapan frekuensi.

2.2.1.1 Linearitas Ada banyak sensor yang menghasilkan keluaran yang berubah secara continue sehingga tanggapan terhadap masukan juga berubah secara continue, hal inilah yan dimaksud dengan finearitas. Dalam banyak kasus sensor dengan tanggapan linear lebih disukai karena terdapat hubungan

yang

sederhana

antara

masukan

dengan

keluarannya hal ini akan memudahkan dalam hal kalibrasi sensor.Sensor dengan tanggapan non linear akan lebih peka pada temperatur yang tinggi daripada temperatur yang rendah.

2.2.1.2 Sensitivitas Sensitivitas kepekaan

sensor

akan

menunjukan

terhadap

kuantitas

seberapa yang

jauh diukur.

Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan

"perubahan

keluaran

dibandingkan

unit

perubahan dalam masukan", contohnya sensor panas tertentu dapat memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan "satu volt per derajat", artinya perubahan satu derajat pada Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

26

Tugas Akhir

masukan akan menghasilkan perubahan satu volt pada keluarannya.

2.2.1.3 Tanggapan Frekuensi Tanggapan

frekuensi

pada

sensor

menunjukan

seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan pada masukan. Frekuensi adalah jumlah siklus dalam satu detik dan diberikan dalam satuan hertz (Hz). Satu hertz berarti satu siklus perdetik, satu kilohertz berart 1000 siklus perdetik.

2.2.2 Sensor Proximity Sensor proximity adalah suatu jenis sensor yang akan aktif bila benda obyek tertentu didekatkan padanya, yang memiliki sifat kerja secara tidak langsung membutuhkan kontak langsung dengan obyeknya. Terdapat dua macam sensor proximity yang dibedakan berdasarkan jenis obyeknya yaitu :

1) Sensor Proximity Induktive (OSFROX) a)

Untuk mendeteksi benda obyek yang dapat menghasilkan 'eddy current’ bila dikenai medan magnet. Obyek yang seperti ini adalah benda logam pada umumnya.

b)

Prinsip kerjanya seperti transformator, kondisi pada kumparan sekunder


akan

mempengaruhi

kondisi

kumparan

primer. 27

Tugas Akhir

Kumparan primernya pada proximity adalah 'detecting coil' yang diletakkan pada permukaan dteksi, sedang obyek seperti kumparan

sekunder

yang

terminalnya

terhubung

singkat.

Sehingga bila detecting coil diosilasikan, bila obyek didekatkan maka seolah seperti beban yang ditambah pada kumparan sekunder dan akan mengecilkan amplitudo osilasi pada sisi primer

INDUKTIF

Oscilator Cct

Rectifier Cct

switching Cct

Power Supply

O/I

POWER SUPPLY

Gambar 3.2. Proximity Induktif

2) Sensor Proximity Capasitive ( SMCD – C 73 ) a. Untuk mendeteksi benda obyek yang mudah terpolarisasi muatan elektrostatis di dalamnya bila dikenai medan listrik statis. Obyek seperti ini adalah isolator dengan konstanta dielektrikum tinggi dan konduktor. b. Prinsip kerjanya memanfaatkan efek polarisasi muatan. Bila dua penghantar yang saling berhadapan dan tak saling bersentuhan dihubungkan pada kutub yang berlawanan dari sebuah sumber tegangan, maka pada permukaan penghantar yang berhadapan Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

28

Tugas Akhir

tersebut akan terkonsentrasi muatan listrik statis yang berlawanan jenis dan sama besar. Bila jaraknya kemudia diubah (misal didekatkan) maka kerapatan muatannya akan berubah (misal membesar). Energi untuk menambah kerapatan muatan diambil dari sumber tegangan tersebut, sehingga perubahan kerapatan muatan menyebabkan perubahan arus sumber.

CAPASITIF Oscilator Cct

Rectifier Cct

switching Cct

O/P Power Supply

POWER SUPPLY

Gambar 3.3. Proximity Capasitif

2.2.3 Sensor Proximity Berdasarkan Sumber Arus Listrik yaitu : 1) Sensor Proximity DC a) Jenis ini pada umumnya dapat dicatu dengan 12 – 24 Vdc b) Untuk sensor proximity DC dengan 3 kabel, 2 kabelnya digunakan sebagai jalur catu daya sedang kabel sisanya adalah singnal output. Bila bentuk Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

29

Tugas Akhir

rangkaian output proximity merupakan 'current sink' (penarik arus) maka beban dihubungkan ke terminal output dan terminal catu positif. c) Sedangkan bila output proximity merupakan 'current source' (pemberi arus) maka beban dihubungkan ke terminal output dan terminal negatif d) Pada sensor proximity DC 2 kabel, salah satu terminal dihubungkan secara langsung ke salah satu kutub catu daya sedang terminal lain harus diseri dengan beban sebelum dihubungkan pada kutub yang lain dari catu daya.

2) Sensor Proximity AC a) Jenis ini hanya memiliki 2 kabel, salah satu kabel langsung dihubungkan pada terminal catu AC, sedangkan kabel yang lain harus diseri dengan beban sebelum dihubungkan pada terminal yang lain dari catu AC. b) Pengujian dari sensor ini dilakukan dengan cara menggunakan sensor tersebut untuk mendeteksi apakah ada logam didekatnya atau tidak. Apabila ada logam didekatnya maka sensor akan mengirimkan singnal output pada device outpunya. Untuk mengetahui sensor proximity itu baik atau tidak maka kita dapat menggunakan bantuan power supply DC dan kita lakukan pengecekan dengan mendekatkan logam pada sensor tersebut, dan kita lihat apakah sensor tersebut mengirimkan data signal yang berubah atau tidak dari keadaan awalnya. Dimana bila tidak ada logam didekatnya maka sensor proximity tersebut akan OFF, dan apabila ada logam didekatnya maka sensor tersebut akan ON dengan signal output yang dikirimkan adalah high. Pin yang ditest adalah pin output. Pada saat "ON" (ada obyek didekatnya) ; Tipe NPN : Tegangan output besarnya 0 Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

30

Tugas Akhir

volt dibanding ground, Tipe PNP : Tegangan output besarnya + volt dibanding ground.

2.2.4 Sensor Photoelectric ( SEEKA GS 20) Sensor Photoelectric adalah sensor yang bekerja mempergunakan sarana cahaya. Sebuah sumber cahaya akan mengeluarkan cahaya-dengan panjang gelombang tertentu. Bagian penerima akan menerima cahaya tersebut secara langsung ataupun melalui pantulan. Pada sensor photoelectric tipe retroreflektif sumber cahaya dan penerima menjadi satu tetapi penerima hanya dapat menerima cahaya yang dipantulkan pada sudut tertentu oleh cermin khuus. Cermin khusus tersebut diberikan bersama photoelectric yang bersangkutan. Apabila cahaya tidak diterima oleh penerima maka sensor ini akan aktif. Jarak lensa terhadap sensor tergantung jenis dan besar lensa serta spesifikasi sensor.

Gambar:3. 4 Photo Electric 2.3 Selenoid (Direction Control Valve Selenoid ( SMC VJ 3130) Selenoid adalah sebuah penggerak yang berupa kumparan kawat yang melingkari sebuah batang besi, dan akan menghasilkan gaya medan magnet jika di dalam kumparan Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

31

Tugas Akhir

kawat tersebut dialiri tegangan listrik. Sehingga batang besi yang berada didalam kumparan tersebut akan menjadi bersifat magnet selama tegangan listrik masih mengalir dalam lilitan kumparan kawat. Karena batang besi tersebut sudah bersifat magnet, sehingga dapat menarik benda yang terbuat dari besi juga yang berada tepat diatas kumparan tersebut, dalam hal ini memiliki sifat Normaly Close. Yang berarti pada kondisi awalnya pintu telah tertutup apabila solenoid tersebut dialiri arus listrik, karena medan magnet menarik pintu besi. Selenoid akan terbuka apabila arus listrik terputus.

P I N T u

P I N T u

Kumparan Dengan inti Besi lunak Gambar 3.5 Penampang Selenoid

2.4 Katup 2/2 Katup 2/2 mempunyai 2 lobang dan 2 posisi ini sangat cocok dipakai sebagai katup penghubung dan pemutus, katup ini hanya berfungsi untuk mengalirkan sinyal dan


32

Tugas Akhir

tidak bisa melepaskan udara ke atmosfer, pada saat posisi tertutup maka katup 3/2 seharusnya dipakai. Katup 2/2 biasanya dengan konstruksi. Kedudukan bola yang sama dengan katup 3/2 pada umumnya dioperasikan secara manual atau dengan listrik dengan menggunakan selenoid.

2(A)

To Actuator

1 (p)

to Compressor

Gambar 3.6 Katup 2/2

2.5 Katup 4/2 Katup kontrol arah adalah bagian yang mempengaruhi jalannya aliran udara. Memperbolehkan udara melewati dan mengarahkannya ke saluran udara, menggeser sinyal sebagaimana dibutuhkan dengan memblok salurannya dan membuang udara ke atmosfir melalui lubang pembuangan. Katup kontrol arah digambarkan dengan jumlah lubang sambungan control. Informasi tambahan diberikan untuk memperjelas metode aktuasi untuk mencapai variasi posisi pensakelaran. Konstruksi katup adalah hal yang penting bila menganalisa karakteristik aliran katup seperti jumlah aliran, rugi tekanan, Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

33

Tugas Akhir

dan waktu pensakelaran, simbol pada umumnya cukup untuk mewakili karakteristik pengoperasian katup dalam perbandingan dengan elemen lain dalam rangkaian. Simbol yang sama untuk katup kontrol arah boleh dipakai untuk perencanaan yang banyak, konstruksi, metode, dan karakteristik. Keandalan operasi katup tergantung pada :

A.

Pemasangan katup dengan tuas rol Keandalan sebuah pengontrolan bertahap sangat tergantung pada pemasangan batas yang benar. Untuk semua perencanaan pernasangan katup batas harus diatur posisi kedudukan dengan mudah agar mendapatkan keserasian koordinasi gerakan silinder dalam urutan control.

B.

Penempatan katup. Pemilihan katup yang cermat, penempatan yang benar adalah sebagai salah satu persyaratan lanjutan, untuk keandalan sifat pensakelaran harus bebas gangguan pengoperasiannya, hal ini memberikan kemudahan untuk mereparasi, dan memelihara. Pemakaian ini pada katup-katup dalam bagian daya dan katup-katup dalam bagian control. Katup jalan 4/2 mempunyai empat lubang dan dua posisi kontak. Sebuah katup jalan 4/2 dengan kedudukan piringan adalah sama dalam konstruksi dengan kombinasi gabungan dua buah katup 3/2, satu katup berfungsi normal tertutup, dan yang satunya lagi normal terbuka.


34

Tugas Akhir

Jika dua tuas diaktifkan secara bersamaan, saluran 1 (P) ke 2 (B) dan 4 (A) ke 3 (R) ditutup oleh gerakan pertama. Dengan menekan tuas katup selanjutnya piringan melawan gaya pegas pengembali, aliran antara saluran 1 (P) ke 4 (A) dan dari 2 (B) ke 3 (R) terbuka. Tuas katup bisa dioperasikan dengan menambahkan pada bagian puncak tuas seperti lengan rol atau tombol tekan. Katup mempunyai saluran pernbuangan tanpa konflik dan dikembalikan ke posisi mulai oleh pegas. Katup ini banyak dipakai untuk menggerakkan silinder keda ganda. Ada metoda-metoda aktuasi yang lain clan jenis konstruksi yang tersedia untuk katup jalan 4/2 ini, termasuk tornbol tekan, pilot udara ganda, diaktifkan dengan tuas rol dan plat geser. Utarnanya katup jalan 4/2 dipakai pada fungsi yang sama seperti katup jalan 5/2. Pada urnumnya katup jalan 4/2 bisa digantilkan oleh katup jalan 5/2. Katup jalan 5/2 mempunyai keuntungan pada konstruksi saluran, dan membolehkan pembuangan udaranya pada saat silinder keluar atau masuk dikontrol secara terpisah. Rangkaian dengan katup jalan 5/2 mempunyai fungsi kontrol utama sama seperti rangkaian dengan jalan katup 4/2. 2(A) 4(B)

1 (P) 3 (R) Gambar 3. 7 Katup 4/2


35

Tugas Akhir

2.6 Katup 5/2 Katup jalan 5/2 mempunyai lima lubang dan dua posisi kontak. Katup ini terutama dipakai sebagai elemen control terakhir untuk menggerakkan silinder. Katup geser-memanjang adalah contoh katup jalan 5/2. Sebagai elemen control, katup ini memiliki sebuah piston control, yang dengan dengan gerakan horisontalnya menghubungkan atau memisahkan saluran yang sesuai. Tenaga pengoperasiannya adalah kecil, sebab tidak ada tekanan udara atau tekanan pegas yang harus diatasi (prinsip dudukan bola atau dudukan piring). Pada katup geser-memanjang semua cara pengakfifan-manual, mekanis, elektris atau pneumatic, adalah mungkin. Juga untuk mengembalikan katup keposisi awal, dapat digunakan dengan cara pengaktifan ini. Jalan pengaktifan jauh lebih panjang dari katup dudukan. Dalarn memasang katup-geser, perapatan menjadi masalah. Perapatan yang sudah dikenal dalam hidrolik : " logam pada logam" memerlukan pengepasan piston geser secara tepat ke dalam rumahnya. Pada katup pneumatic, jarak antara dudukan dan rumahnya tidak boleh lebih dari 0.002-0.004 mm, kalau tidak kerugian kebocoran akan menjadi lebih besar. Untuk menghemat biaya pemasangan yang mahal dudukan sering memakai seal jenis 0. Untuk menjaga kerusakan seal, lobang sambungan bisa ditempatkan di sekitar keliling dudukan.

Semua jenis aktuasi dapat digunakan pada katup geser longitudinal (manual, mekanik, listrik dan pneumatic), yang juga untuk reset ke posisi awal.


36

Tugas Akhir

Metode lain dari seal adalah menggunakan sebuah dudukan piring penutup dengan gerakan memutus-menghubung relative kecil. Dudukan piringan seal menyambung saluran masukan 1 (P) ke saluran keluaran 2(B) atau 4(A). Seal kedua pada kumparan piston menghubungkan saluran pernbuangan ke lubang pembuangan. Ada tombol manual yang menumpang pada setiap akhir dari pengoperasian katup secara manual. Katup 5/2 dengan pilot udara ganda mempunyai sifat memori control. Posisi pensakelaran terakhir dipertahankan sampai posisi pensakelaran yang baru diawali oleh sinyal pilot posisi yang berlawanan dari sinyal terakhir. Posisi yang baru ini disimpan sampai sinyal yang lain diberikan.

Gambar 3.8 Katup 5/2


37

Tugas Akhir

3.3 Komponen Penggerak Pada Mesin Pemisah Biji Logam

3.3.1 Motir DC (DC 127 K9454D KI) (RB – 35 CMF JX6 3106) Pada prinsipnya mesin listrik dapat berlaku sebagai motor maupun generator. Perbedaannya hanya terletak dalam konversi dayanya. Motor adalah suatu mesin listrik yang mengubah daya masuk listrik menjadi daya keluar mekanik, sedangkan generator mengubah daya masuk mekanik menjadi daya keluar listrik. Ada 2 macam motor yang umum digunakan yaitu: 1.

Motor induksi (Arus bolak-balik)

2.

Motor arus searah ( DC ) Prinsip motor dc adalah segulungan kawat yang dialiri arus listrik dan

ditempatkan didalam suatu Medan magnet, akibatnya gulungan kawat ini akan menghasilkan Medan magnet yang mengakibatkan perputaran antara Medan magnet bertolak belakang. Setiap memiliki 2 bagian dasar: 1.

Bagian yang tetap / stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan Medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.

2.

Bagian yang berputar disebut rotor . motor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir.


38

Tugas Akhir

Cara kerja motor dc sangatlah sederhana, arus listrik mengalir ke koil melalui sikat-sikat yang selalu berhubungan dengan komutator yang ditekan oleh pegas, aliran arus pada koil akan menghasilkan Medan magnet yang berlawanan dengan medan magnet dari magnet stator sehingga menyebabkan koil berputar berlawanan, apabila arus tetap mengalir ke arah semula koil akan diam di posisi vertikal. Setelah berputar sejauh 90 derajat, akibatnya komuntator akan menyebabkan aliran arus yang mengalir melalui koil berbalik kearah semula. Begitulah siklus ini terjadi berulang-ulang

Gambar 3.9 Penampang Motor DC

Gangguan Suara Udara buangan menimbulkan suara yang sangat bising. Tetapi masalah ini dapat diatasi secara baik dengan adanya material peredam suara dan silencer. Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

39

Tugas Akhir

Biaya Pemakaian udara bertekanan memerlukan biaya yang relative mahal. Biaya energi yang mahal dikompensasikan oleh harga komponen yang murah dan prestasi kerja yang tinggi.

3.2 Aktuator Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energi kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistern control dan actuator bertanggung jawab pada sinyal control melalui elemen control terakhir. Jenis lain dari bagian keluaran digunakan untuk mengindikasikan status control sistem atau actuator. Aktuator pneumatic bisa diuraikan pada dua kelompok gerak lurus dan putar.

3.2.1 Geralkan Lurus (gerakan linier) 3.2.1.1 Silinder kerja-tunggal Dengan memberikan udara bertekanan pada satu sisi permukaan piston, sisi yang lain terbuka ke atmosfir. Silinder hanya bisa memberikan gaya kerja pada satu arah. Gerakan piston kembali masuk cliberikan oleh gaya pegas yang ada di dalam silinder atau memberi gaya dari luar. Gaya pegas

yang

ada

didalam

silinder

direncanakan

hanya

untuk

mengembalikan silinder pada posisi mulai dengan alasan agar kecepatan kembali tinggi pada kondisi tanpa beban. Menurut konstruksinya silinder kerja-tunggal dapat melaksanakan berbagai fungsi gerakan, seperti : Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

40

Tugas Akhir

a) Menjepit benda kerja b) Pemotongan c) Pengeluaran d) Pengepresan e) Pernberian dan Pengangkat Menurut prinsip konstruksi silinder kerja tunggal mempunyai seal piston tunggal yang dipasang pada sisi suplai udara bertekanan. Pembuangan udara pada sisi batang piston silinder dikeluarkan ke atmosfir melalui saluran pembuangan . Jika lubang pembuangan tidak diproteksi dengan sebuah penyaring akan memungkinkan masuknya partikel halus dari debu ke dalam silinder yang bisa merusak seal. Apabila lubang pembuangan ini tertutup akan membatasi atau menghentikan udara yang akan dibuang pada saat silinder gerakan keluar, dan gerakan akan menjadi tersentak-sentak atau terhenti. Seal terbuat dari bahan yang fleksibel yang ditanamkan ke dalam piston dari logam atau plastik. Selama bergerak permukaan seal bergeser dengan permukaan silinder. Ada

bermacam-macam

perencanaan

silinder

kerja-tunggal

termasuk yaitu silinder membran (diafragma) dan silinder membran dengan rol. Konstruksi silinder membran adalah tidak adanya gerakan geser dan pergeseran sepanjang gerakannya sangat kecil sekali. Silinder ini banyak dipakai untuk gerakan langkah yang pendek seperti untuk penjepitan, penstempelan muncul dan pengangkatan. Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

41

Tugas Akhir

3.2.1.2 Silinder kerja-ganda Prinsip konstruksi silinder kerja-ganda adalah sama dengan silinder kerja-tunggal. Tetapi tidak memiliki pegas pengembali, dan dua lubang saluran dipakai sebagai saluran masukan dan saluran pembuangan. Silinder keda-ganda mempunyai keuntungan yaitu bisa dibebani pada kedua arah gerakan batang pistonnya. Ini memungkinkan pemasangannya lebih fieksibel. Gaya yang diberikan pada batang piston adalah lebih besar untuk gerakan keluar daripada gerakkan masuk. Karena efektif permukaan piston dikurangi pada sisi batang piston oleh luas permukaan batang piston.

Silinder aktif adalah dibawah control suplai udara pada kedua arah gerakannya. Pada prinsipnya panjang langkah silinder dibatasi, walaupun faktor lengkungan dan bengkokan yang diterima batang piston harus diperbolehkan. Seperti dengan silinder kerja-tunggal, pada silinder kerja-ganda, piston dipasang dengan seal jenis cincin 0 atau membrane (diafraqma).


42

Tugas Akhir

Gambar 3.10 Silinder Kerja Ganda

3.3. Kompresor Supaya dapat menjamin keandalan pengendalian pneumatic,harus disediakan udara yang kualitasnya memadai. Termasuk didalamnya adalah factor-faktor sebagai berikut : udara yang bersih, kering, dan tekanan yang tepat. Pernilion jenis kompresor tergantung dari jumlah udara yang dibutuhkan, tekanan, kualitas, kebersihan dan bagaimana pengeringannya Kompresor adalah penyedia udara bertekanan ke semua unit pneumatic, dan kompresor dapat juga berfungsi untuk mengisi tangki atau tabung udara dan sebagai cadangan udara dalam jangka waktu tertentu. Bagian utama dari kompresor terdiri dari motor dan tabung udara.


43

Tugas Akhir

3.3.1. Jenis kompresor: A.

Kompresor torak, terbagi atas : 1). Kompresor piston 2). Kompresor diafragma

B.

Kompresor piston rotary, terbagi atas 1). Kompresor rotasi sudut geser 2). Kompresor ulir aksial ganda 3). Roots blower

C.

Komoresor alir. Terbagi atas : 1) Kompresor aliran radial 2) Kompresor aliran aksial

3.4. Selang Selang disini berfungsl sebagal penghantar aliran udara dari kompresor, hingga silinder kerja ganda dapat bekerja. Selang tersebut membutuhkan kurang lebih 10 m dan berdiameter luar 5mm dan diameter dalam 3mm, dar yang dibawa masuk ke selang darl kompresor menuju rangkian pneumlatic sampai silinder kerja ganda dapat mengeluarkan actuator sesuai dengan yang diinginkan.


44

Tugas Akhir

Gambar 3.11 Selang pneumatik

3.3. Rancang Bangun 3.3.1. Rangka Rangka secara general merupakan tulang punggung, suatu mesin atau dalam hal ini model alat pemisah biji logam system pneumatic, yang digunakan pada pembuatan mesin ini adalah rangka baja profil C atau medium carbon steel (baja tempa) besi ini biasa dipakai untuk konstruksi mesin dan sangat mudah untuk dilas. Rangka -rangka dari suatu mesin harus meneruskan berat dari berbagi mesin, bagian - bagian penyangga atau pondasi dan lain - lain, dan menerima serta meneruskan gaya-gaya operasi yang bekerja selama proses pemisahan logam hingga pengencangan baut pada mesin. Kapasitas daya/ power, ketelitian (accurancy) yang diinginkan Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

45

Tugas Akhir

dan kemampuan menghasilakan permukaan benda kerja dengan atau dalam kualitas yang diinginkan sangat menentukan kekakuan statis dan dinamis yang diperlukan. Kondisi pembebanan operasi serta susunan berbagai bagian mesin motor, plc, sensor, kompresor, kebagian-bagian penyangga/pondasi atau support dan lain, menentukan bentuk dan lay out dari desainer. Maka rangka yang digunakan adalah medium carbon steel , yang digunakan untuk frame bawah dan landasan, dan untuk bagian atas menggunakan pelat besi medium carbon steel dengan ketebalan yang sama

3.3.1.1 Kerangka Utama Kerangka utama berfungsi untuk menghubungkan seluruh system, pada keranaka utama menempel seluruh system. Karena fungsinya yang sangat penting maka kerangka utama ini memiliki beberapa kriteria yaitu : ¾ Mampu menahan seluruh gaya dan beban yang, ada. ¾ Memiliki mekanisme penyambungan yang mudah dan baik dengan seluruh system ¾ Dapat dilakukan perakitan dengan mudah. Dalam perencanaan dan perhitungan metalurgi pada logam dasar akibat panas dari operasi pengelasan diabaikan. Data yang diperlukan untuk proses perhitungan adalah sebagal berikut : ¾ Panjang pelat

I

= 900 mm = 90 cm

¾ Lebar pelat

b

= 600 mm = 60 cm

¾ Tebal pelat

t


= 20 mm 46

Tugas Akhir

σb

¾ Tegangan lentur- maksimum ¾ Tegangan geser yang diijinkan

τ

= 350 kg/cm 2 = 262,5 kg/cm 2

A. Table 3.1 Tegangan yang dijinkan untuk sambungan las [Ref 5 ; 147] Type of weld Fillet Welds (all types) But Welds Tension Compression Shear

Bare Electrode Steady, load Fatique load (kg/cM2) (kg/cm 790 210

Covered Electrode Steady load Fatique load (kg/cM2) (kg/CM2) 210 350

900 1000 550

1100 1250 700

350 350 210

550 550 350

3.3.1.2. Tegangan Pada Batang Rangka Perhitungan kekuatan rangka dilakukan untuk mengetahul titik beban yang sesuai pada rangka dengan beranggapan : ¾ Beban terbagi rata dan profil rangka berbentuk siku. ¾ Semua gaya yang bekerja dianggap vertical. ¾ Bahan rangka yang digunakan sama kuat dalam hal tarikan.


47

Tugas Akhir

3.3.1.3. Pengukuran dan Pemotongan Pada pembuatan alat ini ada beberapa komponen yang, mendapatkan perlakuan pemotongan, hal ini dimaksudkan untuk agar komponen sesuai dengan yang dibutuhkan. Pemotongan dilakukan ada yang menggunakan mesin pemotong logam dan pelat tetap untuk mendapat model sesuai dengan yang dinginkan maka digunakan mesin pemotong untuk mempercepat proses pengerjaan dan tenaga yang dipergunakan. Adapun komponen yang mendapatkan perlakuan pemotongan ini antara lain adalah : ¾

Besi hollow 20 x 20 mm diukur sesuai dengan kebutuhan dan dipotong menggunakan mesin pemotong menurut ukuran yang diinginkan untuk membuat rangka landasan

¾

Pelat alumunium 20 mm yang digunakan untuk dudukan alat.

¾

Papan Kayu setebal 12 mm digunakan sebagai landasan alat.

¾

Seng setebal 0,1 mm digunakan sebagai tempat panel.

¾

Aluminium siku 15 x 15 mm digunakan untuk mounting alat


48

Tugas Akhir

Gambar 3. 12 Rangka Alat

3.3.2. Ulir Atau Baut Untuk memasang mesin bebagai bagian harus disambung atau diikat untuk menghindari gerakan terhadap sesamanya. Baut, pena, dan paku keling, banyak dipakai untuk maksud ini, ada juga yang menggunakan pengelasan, pasan kerut atau press dan peralihan dan lain- lain.

1. Baut Penjepit Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

49

Tugas Akhir

dimana bentuknya dapat berupa seperti baut tembus, yang digunakan untuk menjepit dua bagian melalui lubang tembus, dimana jepitan diketatkan dengan mur. Baut tap untuk menjepit dua bagian . baut tanam, merupakan baut tanpa kepala dan diberi ulir pada kedua ujungnya. Untuk dapat menjepit dua bagian, baut ditanam pada salah satu bagian yang mempunyai lubang berulir, dan jepitan diketatkan dengan sebuah mur.

2. Baut untuk pemakain khusus Baut jenis ini dapat berupa baut pondasi, untuk memasang, mesin atau bangunan pada pondasi, baut ini ditanam pada pondasi beton, dan jepitan pada bagian mesin atau bangunan diketatkan dengan mur. Baut penahan, untuk menahan dua bagian dalam jarak yang tetap. Baut mata atau baut kait, dipasang pada bagian. mesin sebagai kaitan. untuk alat pengangkat. Baut T, untuk mengikat benda kerja atau alat pada meja atau dasar yang mempunyai alur T, sehingga letaknya dapat diatur. Baut kereta, banyak dipakai pada badan kendaraan. Bagian persegi bawah kepala dimasukan kedalam lubang persegi yang, pas sehingga baut tidak ikut berputar pada waktu mur diketatkan atau dilepaskan. Dan baut khusus ini selain yang di sebut diatas masih terdapat jenis yang, lainnya yang tidak disebutkan oleh penulis, ini disebabkan karena jenisnya yang bermacam-macam.

3. Sekrup mesin Sekrup ini memiliki diameter 8mm, dan untuk pemakaian dimana tidak ada beban besar. Kepalanya mempunyai alur lurus atau alur silang untuk dapat dikeraskan dengan obeng Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

50

Tugas Akhir

4. Sekrup penetap Sekrup ini dipakai untuk menetapkan naf pada porosnya atau dipakai sebagai pengganti pasak. Biasanya dibuat dari baja yang ujungnya dikeraskan.

5. Sekrup pengetap Sekrup ini mempunyai ujung yang dikeraskan sehingga dapat mengetap lubang plat tipis atau bahan yang, lunak pada waktu diputar masuk.

6. Mur Pada umumnya mur mempunyai bentuk segi enam. Tetapi untuk pemakaian khusus dapat dipakai mur dengan bentuk yang bermacam-macam, seperti mur bulat, mur flens, mur tutup, mur mahkota, mur kuping.

Gambar. 3.13 Macam-macam Baut Sekrup dan Mur


51

Tugas Akhir

3.2.7 Pemasangan Mur dan Baut Baut yang digunakan pada alat ini menggunakan berbagai macam jenis baut yang memiliki berbagai ukuran tergantung dari pada elemen mesin yang hendak diikat dengan baut dan mur.

Pada rancangan ini baut digunakan sebagai penyambung komponen-komponen elemen mesin dengan rangka. ¾ Penyambungan antara plat dudukan dengan papan kayu. ¾ Penyambungan antara pintu panel dengan rangka. ¾ Penyambungan antara dudukan ban dengan model kendaraan ¾ Penyambungan antara, seng dengan control panel ¾ Penyambungan antara konveter dengan landasan kayu ¾ Penyambungan antara papan kayu dengan rangka.

2.4.8 Dasar- Dasar Pengelasan Pengelasan adalah suatu cara untuk menyambung benda padat dengan jalan mencairkannya melalui proses pemanasan. Untuk berhasilnya penyambungan diperlukan beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, yakni ¾ Bahwa benda padat tersebut dapat cair/lebur oleh panas ¾ Bahwa antar benda-benda padat yang dapat disambung tersebut terdapat kesesuaian sifat lasnya sehingga tidak melemahkan atau menggagalkan sambungan tersebut.


52

Tugas Akhir

¾ Bahwa cara-cara penyambungan sesuai dengan sifat benda padat dan tujuan penyambungannya.

Jenis -jenis Las 2.4.8.Las Berdasarkan Tenaga Listrik

1. SMAW (Shielded metal arc welding) atau las busur terlindung adalah pengelasan dengan menggunakan busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Jenis las ini paling lazim dipakai dimana-mana untuk hampir semua keperluan pengelasan. Untuk keselamatan kerja maka tegangan yang dipakai hanya 23 - 45 volt saja, sedang untuk pencairan pengelasan dipakai arus listrik hingga 500 ampere. Secara umum berkisar antara 80 - 200 ampere. Untuk mencegah oksidasi (reaksi dengan zat asam 02), bahan penambah las (elektroda) ditindungi dengan selapis zat pelindung

( flux atau slag ) yang

sewaktu-waktu pengelasan ikut mencair. Tetapi berhubung berat jenis lebih ringan dari bahan metal yang dicairkan, maka cairan flux tersebut mengapung diatas cairap. metal tersebut, sekaligus mengisolasi metal tersebut untuk beroksidasi dengan udara luar, dan sewaktu mendingin atau membeku, flux tersebut ikut membeku dan tetap melindungi metal darl reaksi oksidasi. Oksidasi perlu dicegah karena oksida metal merupakan senyawa yang tildak mempunyai kekuatan mekanis. Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

53

Tugas Akhir

2. SAW (Submerged arc welding) atau las busur terbenam adalah pengelasan dengan busur nyala listrik. Untuk mencegah oksidasi cairan metal dan metal tambahan digunakan buti-butir flux atau slag, sehingga busur nyala terpendam di dalam urugan butir-buti tersebut. 3. ESW (electoslug welding) atau pengelasan butir terhenti. Pengelasan ini sejenis dengan SAW namun bedanya demikian busur menyala mencairkan flux, busur terhenti dan-proses pencaiaran flux berjalan terus dan menjadi bahan penghantar arus listrik (konduktif), sehingga elektroda terhubungkan dengan benda yang dilas melalui konduktor tersebut. 4. Stud welding atau las baut pedasi gunanya untuk menyambung bagian suatu konstruksi baja yang terdapat didalam beton (baut angker, Shear connector, dan lain- lain) pengelasan dilaksanakan dengan mempergunakan tang, khusus. 5. ERW ( electric resistance weld ) atau las tahan listrik. Dengan tahanan yang besar, panas yang dihasilkan oleh aliran listrik menjadi sedemikan tinggi sehingga mencairkan logam yang akan dilas. 6. EBW ( electron beam welding, electron bombardment welding ) atau las pemboman electron, adalah suatu pengelasan yang pencairannya disebabkan oleh panas yang dihasilkan dari suatu berkas loncatan electron yang dikonsentrasikan/ dimampatkan dan diarahkan pada benda yang akan dilas.


54

Tugas Akhir

2.4.8.1.b Las Berdasarkan Panas Dari Kombinasi Busur Nyala Listrik Dan Gas Kekal (Inert)

1. GMAW (gas metal arc welding) atau pengelasan dengan gas. Nyala yang dihasilkan berasal dari busur nyala listrik yang dipakai sebagai pencair metal penambah. Sebagai pelindung oksidasi dipakai.gas pelindung yang berupa gas kekal (inert) atau C02. 2. GTAW ( gas tungsten arc welding ) atau lazim disebut TIG (tungsten inert gas), yakni pengelasan dengan memakai busur nyala yang dihasilkan oleh elektroda tetap terbuat dari tungsten. Sedangkan sebagai bahan penambah terbuat dari bahan yang sama atau sejenis dengan bahan yang dilas dan terpisah dari pistol las (welding guli). 3. PAW ( plasma arc welding atau las listrik dengan plasma adalah sejenis GTAW hanya bahan gas pelindung berbeda, yakni campuran antara argon, nitrogen (zat lemas) dan hydrogen (zat cair) yang lazim disebut plasma 4. EGW (elektro gas welding) adalah sejenis las MIG yang otomatis dan hanya dipakai untuk posisi pengelasan vertical saja.

2.4.8.1.c Las Berdasarkan Atas Panas Dari Pembakaran Capuran Gas. OAW ( oxy acetylene welding ) adalah jenis las gas yang lazim disebut dengan las karbit atau autogen. Panas yang didapatkan dari hasil pembakaran gas


55

Tugas Akhir

acetylene (C2H2) dengan zat asam (02). Ada juga yang sejenis dengan las memakai propan sebagai pengganti acetylene, ada pula yang memakai bahan pemanas yang terdiri dari campuran gas hidroren (H2) dan zat asam oxy hydrogen welding. Karena panas yang dihasilkan sangat pas-pasan saja, maka jenis las ini hanya baik untuk pengelasan pelat baja tipis saja (hingga 3mm). Untuk pelat yang tebal dibutuhkan waktu pemanasan pendahuluan yang cukup lama sehingga tidak ekonomis. Jenis las ini juga cukup baik untuk. pengelasan pendahuluan untuk pelat-pelat baja yang sangat tebal sebelum dilas dengan las listrik. Namun jika zat asam ditambah cukup banyak, maka panas yang dihasilkan melonjak sangat tinggi jauh melebihi titik lebur baja dan metal lain sehingga dalam waktu sekejap dapat mencairkan baja tersebut berapapun tebalnya. Oleh karenanya jenis ini sangat baik dipakai untuk pemotongan baja, kecuali baja paduan stainless steel yang sangat peka terhadap oksidasi.

Mutu las karbit pada umumnya kurang baik ditinjau dari segi Kekuatannya mengingat banyak bagian bahan las yang teroksidasi karena pemakain zat asam sebagai sarana pemanasnya. Sebagaimana telah dlutarakan diatas oksidasl merupakan senyawa vang tidak mempunyai kekuatan mekanis. Namun dengan ditentukan flux sebagai pencegah oksidasi (flux core, atau flux coated rod), maka mutu las ini dapat diperbaiki.

2.4.8.1.d Las Berdasarkan Ledakan Dan Reaksi Eksotermis Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

56

Tugas Akhir

1. EXW (explosion weld CAD weld) adalah las yang sumber panasnya didapat dengan meledakan obat mesiu yang dipasang dalam suatu mold/ cetakan pada bagian yang disambung sehingga terjadi pencairan bahan pada bagian tersebut dan mengisi cetakan yang tersedia. 2. TW (tertnit welding) adalah las yang menggunkan proses reaksi kimia eksotermis yang menghasilkan suhu yang sangat tinggi untuk melebur metal yang dilas. Las ini dipakai untuk penyambungan benda-benda besar/ tebal dan diperlukan waktu yang lebih lama dari las ledakan

Gambar 3.14 Pengelasan Listrik

2.4.8.1.e Jenis Las Lainnya Jenis las yang lain yang baik proses maupun kegunaannya masih belum populer dikalangan masyarakat Indonesia seperti misalnya : friction weld (las gesekan), percussion welding (las perkusi), carbon arc welding (las elektroda arang), upset atau flash welding (las tahanan listrik sambungan temu), projection welding, (las proyeksi), ultra sonic welding (las getaran ultra), dan lain-lain.


57

Tugas Akhir

Gambar 3.15 Obor Las Acytilen

3.2.6 Perlakuan Pengeboran Perlakuan pengeboran dilakukan untuk membuat lubang pada pelat yang digunakan untuk dudukan silinder longdress, pembuatan jalur selang-selang pneumatic. Lubang yang dibuat digunakan untuk memasukan baut-baut, sebelumnya ada beberapa lubang yang lebih dulu ditap untuk membuat alur. Pengeboran dilakukan dengan kecepatan putar sebesar 380 rpm dan feeding 0,18 mm/rev dan jarak permakanan 11 mm.


58

Tugas Akhir

Gambar 3.16 Perlakuan Pengeboran

3.2.8 Rivet Paku. rivet adalah paku batang pendek yang berbentuk silinder dengan kepala yang bulat. Dengan bagian silinder paku keling atau badan dan menurunkan. bagian. tulang yang dikenal dengan bagian bawah mata paku, paku rivet ini digunakan secara permanen, diikat antara pelat seperti dalam pengerjaan system pneumatic ini paku rivet digunakan sebagai penyambung antara plat seng penutup panel dengan rangka. Paku rivet ini biasanya terbut dari baja, kuningan, alumunium dan sebagainya. Dan paku rivet yang digunakan pada model alat ini adalah paku rivet jenis alumunium. Akan tetapi jika pertimbangan zat cair yang digunakan melalui pipa secara bersama maka paku rivet berbahan baja yang digunakan, akan tetapi pada model alat ini tidak berhubungan dengan air maupun zat cair dan tidak mementingkan factor kekuatan yang, di utamakan serta memperhitungkan efisiensi maka pada model alat ini digunkan paku rivet berbahan alumunium. Istilah-istilah yang berhubungan denga paku rivet dan informat adalah Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

59

Tugas Akhir

sebagai berikut : a.

Pitch/luncur

b.

Puncak diagonal

c.

Punggung paku

d.

Garis tepi

Meskipun paku rivet dirancang sedemikian rupa akan tetapi tentu saja terdapat kekurangan dan kelemahan dari paku rivet diantaranya adalah sebagai berikut : a.

Sering terjadi pembasahan pada pelat.

b.

Dari bawah pelat yang dirivet pun sering terjadi kebocoran yang terjadi hinggadidalam control panel.

c.

Terjadi pembakaran rivet

Fungsi dari paku rivet adalah untuk mendapatkan kekuatan material yaitu antara pelat seng dengan rangka, dengan kata lain paku rivet disini digunakan untuk menempelkan plat seng terhadap rangka yang berfungsi sebagai panel control. Adapun spesifikasi umum dari paku rivet yang digunakan adalah sebagai berikut :

1.

kepala rivet umumnya dengan diameter dibawah 12 mm menunjuk pada IS : 2155-1962

2.

kepala rivet umurn dengan diameter dari 12 mm - 48 mm, menunjuk pada IS : 1929-1961.

3.

kepala rivet untuk ketel uap diameter dari 12 mm - 48 mm menunjuk pada IS : 1928-1961.


60

Tugas Akhir

Sedangkan pada model alat pemasang ban ini paku rivet berdiamater 12 mm yang digunakan, ini merujuk pada efektifitas dan efesiensi dari pada alat pernasang ban ini.


61

Tugas Akhir

BAB IV PERHITUNGAN ALAT 4.1.

Proses Perhitungan pada Rangka Rangka pada perancangan mesin ini berfungsi sebagai penampang dari komponen-komponen utama terdapat dalam mesin pemisah biji logam ini. Rangka pada mesin ini terbuat dari besi ringan yang kuta serta tahan lama terhadap karat. Untuk menjaga agar harga mesin

cukup terjangkau

masyarakat, maka rangka pada mesin ini di disain sesederhana mungkin, sehingga material yang dipakai seminimal mungkin namun tentunya tidak mengurangi kekuatan dan estetikannya. Maka pada saat pengerjaan atau pembuatan alat akan mengalami sedikit perbedaan dari hasil perhitungan dan penggunaan komponen mesin yang dipakai oleh alat tersebut, tetapi nilai yang dimabil adalah nilai yang mendekati hasil dari perhitungan dan perencanaan itu sendiri.


52

Tugas Akhir

START

¾ ¾ ¾ ¾

Bahan Rangka Panjang Besi Kanal Lebar Besi Kanal Tebal Besi Kanal

Besi Hollow 600 mm 600 mm 20 mm

Kekuatan geser las = 2.t.Ls .τ

Momen Inersia I =

bh 3 12

Tegangan lentur σt =

My I

Tegangan Maks τmaks =

QS bI No

σt > τ maks Yes END

Gambar 4.1. Diagram alir perencanaan kekuatan rangka


53

Tugas Akhir

4.1.1. Perhitungan Kekuatan Tumpukan Pada Rangka Dalam proses pembuatan mesin ini, terutama rangka mesin

pada

umumnya disambung dengan menggunakan sambungan las listrik dengan jenis sambungan las sudut (filled weld). Dalam perhitungan ini perubahan metalurgi pada logam dasar akibat panas dari operasi pengelasan diabaikan. Perhitungan hanya dilakukan untuk mendapatkan panjang lasan pada satu sambungan saja dan untuk sambungan yang lain dianggap sama Data yang digunakan dalam perhitungan adalah : ¾

Panjang pelat

1 = 900 mm = 90 cm

¾

Lebar pelat

b = 600 mm = 60 cm

¾

Tebal pelat

t = 20 mm

¾

Tegangan lentur maksimum

σb = 350 kg/cm2

¾

Tegangan geser yang diijinkan τ

= 2 cm

= 262,5 kg/cm2

Tabel 3.1 Tegangan yang diijinkan untuk sambungan las

Type of weld

Bare Electrode Steady load Fatique load (kg/cm2) (kg/cm2) 790 210

Covered Electrode Steady load Fatique load (kg/cm2) (kg/cm2) 210 350

1. Fillet Welds (all types) 2. But Welds 900 350 1100 Tension 1000 350 1250 Compressio 550 210 700 n shera Dari data diatas maka dapat dilakukan perhitungan : Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

550 550 350

54

Tugas Akhir

1. Beban Maksimum yang dapat ditahan oleh pelat, W (N) W = b . 1 . σb = 60 . 90 . 350 = 1.890.000 N

2. Panjang lasan, Ls (mm) W= Ls =

2.t.LS .σ b

W 2.t.σ b

Ls = Panjang lasan (mm) t = tebal pelat (mm) = 20 mm Ls =

1.890.000 2.20.350

= 191,01 mm

3. Untuk ujung lasan pada awal dan akhir pengelasan ditambah 12,5 mm Ls = 191,01 + 12,5 = 203,51 mm = 20,35 cm 4. Kekuatan geser las, Pg (Kg) Pg =

2.t.Ls.τ


55

Tugas Akhir

=

2.2cm.20,35cm.262,5kg / cm 2 = 15100,10 N

5. Berat Total Beban yang ditumpu pelat :

Ptotal = Berat komponen + Berat Lengan robot + Berat Plc + Berat Panel =7N Terbukti ( Pg > Ptotal ), kekuatan geser las lebih besar dari beban yang ditumpu rangka yaitu sebesar 7 N 4.1.2. Tegangan Pada Batang Rangka

Karena penulis tidak memfokuskan pada pembahasan mengenai rangka secara terperinci maka perhitungan hanya dilakukan pada salah satu rangka saja dengan beranggapan : ¾ Beban terbagi rata dan profil rangka berbentuk siku ¾ Semua gaya yang bekerja dianggap vertikal ¾ Bahan rangka yang digunakan sama kuat dalam hal tarikan dan tekanan

Y F


56

Tugas Akhir

420 x m (kg) 10 y L Fa =

F 2

Fb =

F 2

Diketahui ukuran pelat 900 x 600 x 20 (mm), serta berat beban yang dipikul 7 kg. dari data diatas maka dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut :

1. Beban yang dipikul. F (N)

W=m.g = 7 . 9,81 = 68,67 N

2. Gaya geser tegak maksimum, Q (N)

=F/2 = 68,67 / 2 = 34,335 N

3. Pada titik geser nol, Momen lentur maksimum adalah, M (N.m)

M

=

F .L 12

Dimana :


57

Tugas Akhir

L

= Panjang rangka (m) = 900 mm = 0,9 m

Maka : M

=

68,67.0,9 12

= 5,159 Nm 4. Momen inersia terhadap sumbu netral

=

bh3 4 m 12

Dimana : I = Momen inersia (m4) b = lebar pelat (m)

= 600 mm = 0,6 m

h = tinggi pelat (m)

= 500 mm = 0,5 m

Untuk penampang segi empat Ix =

bh3 4 m 12

hb3 4 m Iy = 12 Momen tahanan, Wb (m3) Wbx =

bh 2 3 m 6

Wby =

bh 2 3 m 6

Momen inersia, Ix (m4) Ix

0,6.0,53 = 6,25 . 10-3 m4 = 12


58

Tugas Akhir

Iy =

0,5.0,63 = 9.10-3 m4 12

Momen tahanan, Wb (kg) Wbx

0,6.0,52 = = 25.10-3 kg 6

Wby =

0,5.0,6 2 = 3.10-3 kg 6

5. Tegangan tekan maksimum pada rangka, σb (N/m) 2 σbx max =

Wbx 25.10 −2 = = 4 N/m2 −2 Ix 6,25.10

A. σbx max =

Wby 3.10−2 = = 3,33 N/m2 −2 9.10 Iy

Tegangan lentur pada rangka, akibat adanya beban statis dan dinamis pada batang rangka :

τlentur = F/A

4.2.

A = Luas Pelat

= 68,67 N/0,1

= 0,6 .0,9

= 686,7 N/m2

= 0,54 m2

Perencanaan Dan Perhitungan Baut


59

Tugas Akhir

Untuk memasang berbagai komponen mesin ada sebagian yang harus disambung atau diikat untuk menghindari gesekan terhadap sesamanya. Baut adalah salah satu cara untuk menyambung berbagai komponen mesin. Adapun yang direncanakan adalah baut pada batang besi. Data-data yang diperlukan dalam perhitungan ini, antara lain : Beban yang diterima baut

:W

= 4664 N

Bahan baut S 30 C

:σB

= 480 N/mm2

Batas tegangan tarik

:σS

= 290 N/mm2

Factor keamanan

: Sf

=7

Tegangan geser

:σa

= 290 / 7 = 41,42 N/mm2

Bahan mur S 30 C

1.

: qs

= 29,4 N/mm2

Beban Baut, Wd (N)

Beban per 1 baut (W) W=

=

Bebanseluruhnya Jumlahbaut 4664 4

dengan factor koreksi (fc) = 1,2 maka Wd = 1,2 x 1166 = 1400 N


60

Tugas Akhir

2.

Diameter inti ulir, d1 (mm) 2.Wd

d1 =

σa

=

2.1400 41,42

= 8,22 mm 3.

Perencanaan dimensi ulir mur

Berdasarkan diameter inti (d1 = 8,22 mm), maka dipilih ulir kasar metrik M10 dengan data-data : D = 10 mm

4.

D1 = 8,376 mm

D2 = 9,026 mm

P = 1,50 mm

H1 = 0,812 mm

Jumlah ulir mur, z

Z=

=

Wd π .D 2.H 1.qs 1400 π .9,026.0,812.29,4

= 2,069 H = z. p = 2,069 .1,5 = 3,104 mm Menurut standar ;


61

Tugas Akhir

H = (0,8 – 1,0) D = 0.8 . 10 = 8 mm maka jumlah ulir, z’ Z’ = 5.

8 H = = 5,33 P 1,5

Tegangan geser ulir baut , τ a (N/mm2) τa =

Wd π .D1.k . p.z

Dimana : k

= 0,84, untuk ulir metris

k.p

= tebal akar ulir luar τa =

6.

1400 π .8,376.0,84.1,5.5,33

Tegangan geser akar ulir mur, τ m (N/mm2) τm =

Wd π .D. j. p.z

Dimana : j

= 0,75, untuk ulir metris

j.p = tebal akar ulir pada mur τb =

=

1400 π .10.0,75.1,5.5,33 1400 57,29

= 24,44 N/mm2 Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

62

Tugas Akhir

Karena τa > τb dan τm maka baut dan mur memenuhi syarat ; 7,93 N/mm2 > 24,44 N/mm2 Bahan baut dan mur S 30 C B. baut : M8 Mur : M8 Tinggi mur : 6,5 mm

4.3.

Perhitungan Rangka Dari gambar dibawah ini dapat kita simpulkan gaya apa yang terjadi pada rangka, dimana gaya-gaya tersebut dapat digambarkan sebagai berikut: Batang rangka menopang beban sebesar 200 N


63

Tugas Akhir

Maka distribusi momen dan distribusi geseran yang dihasilkan pada rangka oleh beban terpusat sebesar 200 N adalah : ¾ Dari Diagram Bebas keseluruhan rangka kita hitung Reaksi Tumpuannya Σ MA = 0

-200 (400) + RB . 700 = 0 -8000 + 700 RB = 0 700 RB = 8000 RB = 114,28 N

Σ MB = 0

-R.A 700 + 200.(300) = 0 -700 RA + 6000 = 0 700 RA = 60000 RA = 85,71 N Kemudian sebuah potongan balok sepanjang x kemudian dipisahkan dengan Diagram Benda Bebasnya pada mana geseran V dan Momen Lentur M diperlihatkan dalam arah positifnya, sehingga kesetimbangan memberikan: Σ Fy = 0

Σ M RA = 0

RA – V = 0

M – RA . x = 0

V = RA

M – 85,71 (400) = 0

V = 85,7 N

M = 34.284 N.mm


64

Tugas Akhir

¾ Nilai V dan M ini berlaku untuk semua bagian blok disebelah kiri beban 200

N (gb. B) ¾ Bagian balok di sebelah kanan beban 200 N kemudian dipisahkan dengan

diagram benda bebasnya pada masa V dan M diperlihatkan dalam arah positif (Gb. C) ¾ Kesetimbangan mensyaratkan : Σ Fy = 0

V + RB = 0

Σ M RB = 0

-RB (L – x) + M = 0

V = -RB V = - 114,28 N

-114,28 (700-400) + M = 0 M = 34.284 N.mm

¾ Hasil ini berlaku hanya untuk bagian balok di sebelah kanan beban 200 N.

nilai –nilai V dan M diplot seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini (Gb. D) ¾ Momen lentur maksimum terjadi dimana geseran berubah arah ¾ Jika kita bergerak dalam arah x positif mulai dari x = 0, kita dapat bahwa

momen M hanya merupakan luas yang terakumulasi dibawah Diagram Geseran. Dari hasil perhitungan momen diatas, maka tegangan lentur yang terjadi pada titik c pada rangka tersebut mendapat kelenturan yang paling besar. σo =

Mo( x) Wo

dimana : Mo (x) = Momen maxs = 34.284 N.mm Wo = Beban permukaan pada rangka Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

65

Tugas Akhir

Wo = 1/6 hb2 = 1/6 (700) (10)2 = 11.666,67 mm3 Maka : σo =

Mo( x) 43.284 N .mm = = 2,94 N/mm2 3 Wo 11.666,37mm Kemudian : σD =

σt k

Dimana : σD = Tegangan yang diizinkan σt = Kekuatan tarik bahan ST 37 = 777,9 N/mm2

k = 4 – 6, dipilih k = 6

Kemudian : σD =

σt k

=

777,9 N / mm 2 = 129,65 N/mm2 6

syarat σo ≤ σD (2,94 N/mm2 ≤ 129,65 N/mm2), terpenuhi, sehingga dari perhitungan diatas bahwa konstruksi aman karena tegangan lentur maksimum bahan rangka (σo = 0,55 N/mm2) kurang dari tegangan maksimun yang diizinkan pada bahan rangka (σD = 129,65 N/mm2 )


66

Tugas Akhir

BAB V

PENUTUP 5.1.

Kesimpulan


67

Tugas Akhir

Pada Tugas akhir ini penulis merancang sebuah mesin industri yang mana mesin tersebut dinamakan Mesin Pemisah biji logam yang berfungsi untuk menghancurkan botol plastik atau ember plastik menjadi serpihan-serpihan plastik. Umumnya mesin ini masih jarang sekali ditemui pada industri kecil. Untuk itu penulis mencoba merancang mesin ini dengan angin yang disalurkan oleh kompresor Dalam perkembangannya manusia terus menciptakan peralatan yang mendukung kinerja manusia agar lebih praktis atau sebagai alat Bantu kerja yang efisien yang telah banyak diciptakan dimana penggunannya telah memasuki bidang usaha kehidupan manusia, baik sebagai alat Bantu pekerjaan maupun kehidupan social.

Kesimpulan yang diperoleh dari hasil perancangan alat pemisah biji logam dengan system pneumatic ini antara lain : 1.

Berdasarkan hasil analisa perhitungan, maka ditetapkan alat pemisah biji logam ini menggunakan system pneumatic, karena system ini dianggap tetap berdasarkan prinsip solusi yang telah dilakukan

2.

Alat pemisah biji logam ini mampu dan dapat memisahkan bahan logam dan yang non logam dengan baik

5.2.

Saran


68

Tugas Akhir

1. Mesin ini dapat disederhanakan lagi bentuk dan teknologinya dan dapat lebih ditingkatkan lagi, oleh karena itu penulis merasa perlu adanya pengembangan dan penulis lebih lanjut pada mesin penghancur plastik ini agar cara kerja dan efesien dari mesin ini dapat lebih sederhana. 2. Penggunaan alat pemisah biji logam yang menggunakan system pneumatic ini mengakibatkan beban kerja kompresor bertambah. Oleh karena itu, dikemudian hari alat pemisah

biji logam tersebut

dimungkinkan untuk dimodifikasi agar dapat mengurangi beban kerja kompresor.

LAMPIRAN Fakultas Teknologi industri Teknik Mesin Universitas Mercu Buana

69

Tugas Akhir


70

PERANCANGAN PADA MESIN PEMISAH BIJI LOGAM DENGAN MENGGUNAKAN LENGAN ROBOT

Recommend Documents