PERENCANAAN DAN PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA MANUNGGAL (POWER TRANSMISION)

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PERENCANAAN DAN PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA MANUNGGAL (POWER TRANSMISION)

PROYEK AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

Oleh: MUHAMMAD MUZAKI NIM. I8109027

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2012


digilib.uns.ac.id

Muhammad Muzaki “Perencanaan Dan Perancangan Mesin Penghancur Styrofoam” (Power Transmision)

ABSTRAKSI Proyek akhir ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat penghancur styrofoam untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal Jl. Kerinci dalam 6, No 16b, Sambirejo RT 03/09, Kadipiro, Solo. Dan alat ini terdiri dari motor listrik, puly, v-belt, sikat gerinda (pisau potong). Dalam proses perancangan ini meliputi 3 tahap, pertama merancang dan mendesain alat, kedua perhitungan dan gambar, ketiga pembuatan dan pengujian alat. Mesin ini menghasilkan styrofoam yang telah hancur untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal, dengan ini menggunakan daya motor 1 HP dengan kecepatan 1400 rpm, serta biaya keseluruhan untuk pembuatan alat tersebut adalah 2.566.000 Keyword: Power Transmision, Belt, Pulley

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat meneyeleseikan Proyek Akhir dan Laporan yang berjudul “Perencanaan Dan Perancangan Mesin Penghancur Styrofoam (Power Transmision) ” ini dengan baik. Proyek akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar ahli madya dan untuk menyeleseikan program studi D-III teknik mesin fakultas teknik universitas sebelas maret surakarta. Banyak upaya dan usaha keras penulis kerjakan untuk mengatasi hambatan dan kesulitan yang ada selama pengerjaan proyek akhir ini. Dan berkat rahmat allah SWT dan bantuan segala pihak, akhirnya tugas ini dapat terseleseikan. Untuk itu dalam kesempatan yang bahagia ini, penulis menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya. 2. Bapak Heru Sukanto, M.T ketua program D-III teknik mesin fakultas teknik universitas sebelas maret surakarta 3. Bapak Jaka Sulistyo Budi, ST selaku koordinator proyek akhir 4. Bapak Purwadi Joko W, S.T, M.T selaku dosen pembimbing I proyek akhir 5. Bapak Teguh Triyono, S.T selaku dosen pembimbing II proyek akhir 6. Semua dosen teknik mesin fakultas teknik universitas sebelas maret surakarta. 7. Ayah dan Ibunda tercinta beserta semua keluarga yang telah memberikan dukungan, do’a dan bimbingan kepada penulis. 8. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Produksi angkatan 2009 yang telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. 9. Semua orang yang telah memberi kasih sayang, cinta, do'a dan semangat buat penulis. 10. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya Proyek Akhir dan penyusunan laporan ini. commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

Penulis yakin tanpa bantuan dari semua pihak, karya ini akan sulit terselesaikan dalam hal perancangan, pengujian, pembuatan laporan, dan dalam ujian pendadaran. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan laporan ini, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kemajuan bersama. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya dan serta dapat menambah wawasan keilmuan bersama.

Surakarta, Juli 2012

Penulis

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman Judul .............................................................................................................i Halaman Pengesahan .................................................................................................. ii Halaman Motto .......................................................................................................... iii Persembahan .............................................................................................................. iv Abstraksi ..................................................................................................................... v Kata Pengantar ........................................................................................................... vi Daftar Isi ................................................................................................................... viii Daftar Gambar ............................................................................................................ x Daftar Tabel .............................................................................................................. xii Daftar Notasi ............................................................................................................ xiii Bab I Pendahuluan ...................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1 1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................... 1 1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 1 1.4 Metodologi ..................................................................................................... 1 1.5 Sistematika Penulisan .................................................................................... 2 1.6 Tujuan dan Manfaat ...................................................................................... 3 Bab II Dasar Teori ...................................................................................................... 4 2.1 Statika ............................................................................................................. 4 2.2 Gaya ................................................................................................................ 6 2.3 Daya ................................................................................................................ 7 2.4 Poros ............................................................................................................... 7 2.5 Puli dan Sabuk V-belt .................................................................................. 10 2.6 Pasak ............................................................................................................. 17 2.7 Pelapisan ...................................................................................................... 18 2.8 Waktu Permesinan ....................................................................................... 19 commit to user

viii


digilib.uns.ac.id

Bab III Perencanaan dan Gambar ............................................................................ 22 3.1 Diagram Alir Proses Perencanaan ............................................................... 22 3.2 Sistem Tranmisi ........................................................................................... 22 3.3 Perhitungan Daya Motor ............................................................................. 24 3.4 Perhitungan Puli dan Sabuk V ..................................................................... 25 3.5 Perhitungan Diameter Poros Pisau Penghancur .......................................... 28 3.6 Perhitungan Pasak ........................................................................................ 30 Bab IV Pembuatan dan pembahasan ........................................................................ 40 4.1 Pembuatan Dudukan motor ......................................................................... 40 4.2 Pembuatan Kepala pisau .............................................................................. 42 4.3 Pembuatan Poros pisau ................................................................................. 46 4.4 Mengeset motor ............................................................................................ 50 4.5 Merangkai mesin .......................................................................................... 50 4.6 Uji kelayakan ................................................................................................ 51 4.7 Mengecat alat ............................................................................................... 51 4.8 Estimasi dana ................................................................................................ 53 Bab V Penutup .......................................................................................................... 54 5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 54 5.2 Saran ............................................................................................................. 55 Daftar Pustaka Lampiran

commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dunia industri yang semakin berkembang menuntut agar alat produksinya menjadi lebih baik, seperti di UKM Cipta Karya Manunggal yang berlokasi di Jl. Kerinci dalam 6, No 16b, Sambirejo RT 03/09, Kadipiro, Solo. Penghancuran styrofoam di UKM tersebut masih menggunakan cara manual. Cara manualnya adalah mengggunakan parut kelapa dengan kapasitas produksi yang rendah. Kapasitas produksi tersebut tidak mampu memenuhi permintaasn pasar. Untuk meningkatkan kapasitas produksi diperlukan alat penghancur styroroam dengan tenaga listrik. Perancangan alat penghancur styrofoam ini, membutuhkan sistem transmisi agar daya bisa dipindahkan dari motor listrik ke pisau penghancur. Sistem transmisi adalah suatu sistem dimana daya ditransmisikan dari sumber daya (motor listrik, motor bakar) ke pembutuh daya (pisau potong). Dan dibuat untuk memperoleh momen yang sesuai. Alat di desain sedemikian rupa, agar mudah dalam pengoperasianya. Sistem transmisi pada alat ini menggunakan sabuk V, dimana dengan sabuk ini didapat ketenangan dari kinerja alat, kemungkinan slip kecil, dan sabuk V ini lebih kompak dalam kinerjanya. Adapaun kerugianya yaitu tidak dapat digunakan dalam jarak yang panjang. Sistem transmisi ini menggunakan satu sabuk. Dengan sistem tranmisi ini kita dapat menentukan seberapa besar putaran yang diinginkan. Dan disini menurut hasil percobaan kami membutuhkan putaran 700 rpm.

1.2 Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah merancang sistem transmisi pada alat penghancur styrofoam yang berguna untuk campuran batako dengan sabuk V sebagai sistem transmisi, dan daya listrik sebagai sumber energi. 1.3 Batasan Masalah a. Merancang komponen sistem transmisi b. Menganalisa komponen yang dirancang c. Membuat komponen

commit to user 1


digilib.uns.ac.id 2

d. Menguji alat e. Mendapatkan hasil

1.4 Metodologi Perancangan Dalam perencanaan dan pembuatan dari alat penghancur styrofoam, digunakan metode sebagai berikut: a. Mengidentifikasi masalah/kebutuhan, dalam proses penghancuran styrofoam di UKM Cipta Karya Manuggal sementara ini masih dengan cara manual yaitu oleh tangan manusia. Oleh karena itu UKM menginginkan

pembuatan

mesin

yang bisa digunakan

untuk

menghancurkan styrofoam dengan menggunakan mesin. b. Mengumpulkan data terkait dengan kebutuhan, pengumpulan data secara teori, observasi dan praktek serta survey lapangan. c. Menganalisa, menganalisa data-data dari lapangan. d. Merancang alat, ,menghitung dan merancang komponen yang akan digunakan. e. Membuat

sketsa,

menggambar

berdasarkan

perhitungan

dan

rancangan. f. Membuat gambar, menggambar alat di Autocad sesuai dengan gambar yang sudah direncanakan. g. Membuat alat, dalam pembuatan ini meliputi pembelian komponen dan membuat komponen, dan dirakit menjadi sebuah alat yang utuh dan berfungsi. h. Menguji alat, pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja alat agar berjalan dengan baik, serta mengetahui kapasitas alat.

1.5. Sistematika Penulisan Dalam penulisan laporan proyek akhir ini menggunakan sistematika atau format penulisan sebagai berikut: a. Bab I Pendahuluan, berisi latar belakang, sistematika penulisan, perumusan masalah, batasan masalah tujuan proyek akhir. commit to user


digilib.uns.ac.id 3

b. Bab II Dasar teori, berisi pembahasan mengenai konsep teori gaya, daya, poros, sabuk, puli, bantalan, dan komponen lain pendukung mesin. c. Bab III Perencanaan dan Perancangan, berisi pembahasan mengenai perhitungan dan perencanaan alat. d. Bab IV Pembuatan dan Pembahasan, berisi pembahasan mengenai proses pembuatan komponen, pembuatan rangka, perencanaan waktu permesinan, perakitan dan perhitungan biaya pembelian bahan. e. Bab V Penutup, berisi kesimpulan. 1.6.Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir a. Proyek akhir ini bertujuan untuk membuat alat penghancur styrofoam yang hasilnya digunakan untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal. b. Manfaat proyek akhir proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut: ü Teoritis

memperoleh

pengetahuan

dan

pemahaman

mengenai

perancangan alat serta menciptakan suatu unit rekayasa yang efektif dan efisien yang berwujud alat penghancur styrofoam. ü Praktis menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama kuliah dengan mengaplikasikannya dalam suatu bentuk nyata dalam sebuah karya alat penghancur styrofoam dan melatih ketrampilan dalam proses produksi meliputi bidang perancangan, pengelasan dan permesinan.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II DASAR TEORI 2.1. Statika Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statik dari suatu beban terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan (konstruksi) atau yang dapat dikatakan sebagai perubahan terhadap panjang benda awal karena gaya tekan atau beban. 2.1.1. Gaya Gaya mempunyai besaran arah titik tangkap, gaya sering digambarkan dengan sebuah anak panah. Dan macam-macam gaya sebagai berikut : a. Gaya luar, adalah beban reaksi yang menciptakan kestabilan konstruksi. b. Gaya dalam, adalah

beban

pada kontruksi yang dapat

menimbulkan reaksi pada pondasi. 2.1.2. Penandaan gaya dalam yang terjadi a. Gaya normal, adalah gaya yang bekerja searah sumbu balok Gaya normal positif = sifat tarik pada batang

Gambar 2.1.Arah gaya normal positif

Gaya normal negatif = sifat desak pada batang

Gambar 2.2.Arah gaya normal negatif

b. Gaya geser, adalah gaya yang bekerja tegak lurus sumbu balok Gaya geser positif = patah dan putaran searah jarum jam

commit to user Gambar 2.3. Arah geser positif 4


digilib.uns.ac.id 5

Gaya geser negatif = patah dan putaran berlawanan arah jarum jam

Gambar 2.4.Arah geser negatif

c. Momen lentur, adalah gaya yang mendukung lentur sumbu balok Momen lentur positif gaya yang menyebabkan sumbu batang cekung ke bawah

Gambar 2.5.Arah momen lentur positif

Momen lentur negatif gaya yang menyebabkan sumbu batang cekung ke atas

Gambar 2.6.Arah momen lentur negatif

2.1.3. Macam –macam beban a. Beban statis, adalah beban yang diam tidak bergerak dan tidak berubah nilai beratnya. b. Beban dinamis, adalah beban yang berubah baik ditempatnya atau besarnya, misalnya beban orang atau kendaraan yang lewat di jalan. 2.1.4. Klasifikasi beban menurut letaknya a. Beban terpusat atau beban titik, adalah beban yang bertitik tangkap disebuah titik.

commit to user Gambar 2.7. Beban terpusat


digilib.uns.ac.id 6

b. Beban terbagi rata, adalah beban yang terbagi rata keseluruh batang.

Gambar 2.8.Beban terbagi rata

2.1.5. Jenis- jenis tumpuan a. Tumpusn rol, tumpuan yang hanya bisa menerima beban aksial saja.

Gambar 2.9.Tumpuan rol

b. Tumpuan sendi, tumpuan yang bisa menahan beban radial dan beban aksial.

Gambar 2.10.Tumpuan sendi

c. Tumpuan jepit, tumpuan yang bisa menahan tiga beban yaitu, radial, aksial dan momen.

Gambar 2.11.Tumpuan jepit

2.2.Gaya Pada perencanaan mesin ini terdapat gaya-gaya sebagai berikut: 2.2.1. Gaya gesek Gaya dirumuskan sebagai berikut: 뀈l ꋘ 拨k .

............................................................................(2.1) (Sears, Zamansky, 1962)

commit to user


digilib.uns.ac.id 7

Keterangan : 뀈k ꋘ gaya gesek N

拨k ꋘ koefisien gesek kinetik ꋘ gaya N

2.2.2. Torsi

Torsi dirumuskan sebagai berikut: ꋘ 뀈 .ȴ

ꋘ 뀈k . ȴ

keterangan ∶

............................................................................(2.2) (Bernard J. Hamrock, 1999) ꋘ Torsi N. m

뀈 ꋘ gaya N

뀈k ꋘ gaya gesek kinetik N ȴ ꋘ Jari

2.3.Daya

jari

Daya dapat dirumuskan sebagai berikut: ꋘ

.2 . . ........................................................................(2.3) a

Over load factor 1,5 ..............................................................(2.4)

(Khurmi dan Gupta, 1982) Keterangan:

P ꋘ daya watt

ꋘ Torsi N. m

2.4.Poros

ꋘ Putaran rpm

Salah satu jenis elemen putar adalah poros, dimana poros tersebut terpasang elemen-elemen lain seperti roda gigi, puli, roda gila, engkol dan pemindah gaya lainnya. Poros dapat menerima beban lentur, tarik atau puntiran yang bekerja maupun secara bersamaan. Bahan poros kebanyakan digunakan baja kontruksi mesin St 42 M, St 50 M, atau St 60 dan St 70 (Permukaannya dapat dikeraskan) karena keausan rendah. (Schonmetz, G. 2002, Design of Machine Element)

commit to user


digilib.uns.ac.id 8

2.4.1. Klarifikasi poros menurut pembebanan a. Poros transmisi, poros transmisi berfungsi sebagai pemindah tenaga yang mendapat beban puntir murni atau puntir dan lenturan. Elemen lain yang terpasang berupa roda gigi, puli, rantai dan lain-lain. b. Spindel, poros yang relatif pendek seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran atau spindel. c. Gandar, poros yang dipasang diantara roda gigi kereta barang yang tidak mendapat beban puntir dan kadang-kadang tidak berputar, ini disebut gandar. Jenis beban yang diterima gandar adalah beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula yang mendapat beban puntir. 2.4.2. Hal-hal penting dalam perencanaan poros a. Kekuatan poros, suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur gabungan antara puntir dan lentur. Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor misalnya : kelemahan, tumbukan dan pengaruh kosentrasi bila menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban tersebut. b. Kekakuan poros, meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan pembebanan, tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian (pada mesin perkakas), getaran mesin & suara. Oleh karena itu disanping memperhatikan

kekuatan

poros,

kekakuan

poros

juga

harus

diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut. c. Putaran kritis, bila putaran mesin dinaikkan maka akan menimbulkan getaran pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin

yang

mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang menimbulkan gesekan yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Salain itu, timbul getaran yang tinggi dan dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian – bagian commit lainnya.to Jadi user dalam perancangan poros perlu


digilib.uns.ac.id 9

diperhatikan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya. d. Material poros, Poros yang biasa digunakan dalam putaran tinggi dan bebas yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan denga proses pengerasan

kulit

sehingga

tahan

terhadap

kausan.

Beberapa

diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom, baja khrom molibden, dll. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan pemilihan jenis heat treatment yang tepat untuk kekuatan maksimal.

2.4.3. Persamaan yang dipakai dalam perhitungan poros a. Momen puntir ekuivalen Momen puntir ekuivalen dirumuskan sebagai berikut: T = (T1 - T2 ). R .........................................................................(2.4) (Khurmi dan Gupta, 1982) Dimana: T

= Torsi pada poros (Nm)

T1

= Gaya tegang pada sisi kencang sabuk (kg)

T2

= Gaya tegang pada sisi kendor sabuk (kg)

R

= Radius pulley (mm)

T=

P × 60 2 ×p × n

........................................................................(2.5) (Khurmi dan Gupta, 1982)

Dimana : P

= Daya (watt)

N

= Putaran poros (rpm)

b. Momen bending yang terjadi pada poros : M=F.L

......................................................................(2.6) commit to user

(Khurmi dan Gupta, 1982)


digilib.uns.ac.id 10

Dimana : M

= Momen bending (kg mm)

F

= Gaya yang terjadi (kg)

L

= Panjang atau jarak terhadap gaya (mm)

c. Momen Equivalen p

g

ꋘ √

²

............................................................(2.7) (Khurmi dan Gupta, 1982)

Dimana : Te

= Momen Equivalen (kg mm)

M

= Momen bending Atau lentur (kg mm)

T

= Torsi atua momen puntir (kg mm)

d. Diameter Poros Te =

유

. 뀈s. ³

d3 =

16.Te p .Fs

d =3

16 × Te p . Fs

............................................................................(2.8) (Khurmi dan Gupta, 1982)

Dimana : D = diameter poros (mm) Fs = tegangan geser (kg/mm2) 2.5.Puli dan sabuk Sabuk dan puli digunakan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke poros yang lain yang berputar pada kecepatan yang sama atau berbeda. Hal yang menentukan

besar

daya yang

ditransmisikan

adalah

kecepatan

sabuk,

kekencangan sabuk, sudut kontak antara sabuk dan puli, kondisi dimana sabuk digunakan. Sedangkan koefisien gesek antara sabuk dan puli tergantung pada bahan sabuk, bahan puli dan kecepatan sabuk. commit to user



2.5.1. Hal – hal yang harus diperhatikan dalam instalasi sabuk puli: a. Kedua poros harus benar-benar sejajar, agar kekencangan sabuk bisa seragam. b. Jarak kedua puli tidak boleh terlalu dekat, agar sudut kontak pada puli kecil sebesar mungkin. c. Jarak kedua puli tidak boleh terlalu jauh, karena akan menyebabkan sabuk membebani poros. d. Sabuk yang panjang cenderung berayun dari sisi ke sisi yang menyebabkan sabuk aus. e. Sisi kencang sabuk harus dibawah, sehingga jika sabuk turun pada sisi kendor akan menambah besar sudut kontak pada puli. f. Untuk memperoleh hasil yang baik pada sabuk datar, jarak maksimal antar poros tidak boleh lebih dari 10 meter dan jarak minimal tidak boleh kurang dari 3.5 kali diameter puli besar.

2.5.2. Pulley Pulley

adalah

bagian

atau

elemen

mesin

yang

berfungsi

mentransmisikan atau meneruskan tenaga dari poros satu ke poros lain memakai sabuk atau tali.Pulley bisa dibuat dari besi tuang, baja tuang atau baja yang dicetak, pulley pada umumnya terbuat dari besi tuang karena harganya rendah. Diameter puli yang digerakkan : D 2=

n1 .D1 n2

....................................................................... (2.9) (Khurmi dan Gupta, 1982)

Dimana : D2

= Diameter Pulley yang digerakkan (mm)

D1

= Diameter Pulleypenggerak (mm)

n1

= Putaran Pulley penggerak (rpm)

n2

= Putaran Pulley yang digerakkan (rpm) commit to user



2.5.3. V-belt Sebagian besar sabuk transmisi menggunakan sabuk “V”, karena mudah penangannya dan harganya murah. Selain itu sistem transmisi ini juga dapat menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Kontruksi sabuk dan puli bisa dilihat pada gambar 2.12. Dalam perhitungan besarnya daya yang di transmisikan tergantung dari beberapa faktor antara lain : a. Kecepatan linier sabuk b. Tegangan sabuk yang terjadi c. Bentuk sisi kontak sabuk dan pulley d. Kondisi sabuk yang dipakai

Gambar 2.12 Sabuk dan puli Bahan V – Belt a.Kulit b.Anyaman benang c.Karet Bagian – bagian V – belt adalah menjelaskan bahan dari sabuk dan bisa dilihat pada gambar 2.13

Gambar2.13 Bagian – bagian V – belt commit to user



Jenis – jenis V – Belt a)

Tipe standart; ditandai huruf A, B, C, D, & E

b)

Tipe sempit; ditandai sombol 3V, 5V, & 8V

c)

Tipe untuk beban ringan ; ditandai dengan 3L, 4L, & 5L

V – belt tipe standart ini bermacam-macam tipenya bisa dilihat pada gambar 2.14

Gambar2.14 Ukuran penampang sabuk – V Kelebihan V – Belt : ü V – Belt lebih kompak ü Slip lebihkecil dibandingkanflat belt ü Operasi lebih tenang ü Mampu meredam kejutan saat start Kelemahan V – Belt : ü Tidak dapat digunakan padajarak poros yang panjang ü Umur lebih pendek di bandingkanflat belt ü Konstruksi pulley lebih rumit dibandingkanpulley untuk flat belt

commit to user



Diagram pemilihan sabuk bisa dilihat pada gambar 2.15

Gambar 2.15 Diagram Pemilihan Sabuk Tipe sempit pada sabuk bisa dilihat pada tabel 2.1 Tabel2.1 Ukuran V – belt tipe sempit

commit to user



Langkah pemilihan V- belt : a. Menghitung efisiensi transmisi V – Belt 90-98% Daya desain =

daya nominal x faktor pemakaian Faktor koreksi panjang x faktor koreksi sudut kontak

b. Menghitung daya nominal dan daya putaran c. Memilih puli penggerak dan yang digerakkan bedasarkan perbandingan kecepatan & diameter minimum d. Menghitung jarak antara sumbu poros ( C ) e. Menghitung torsi pada puli kecil bedasarkan daya desain & putaran kemudian dihitung tarikan pada belt yang tegang f. Tarikan belt maksimal ≤ Tarikan maksimal yang diijinkan belt g. Pilih pemanpang belt yang lebih besar

V – BeltVariable speed drives : a. Posisi V – Belt dapat berubah di dalam groove jika

jarak shaft

driven dan driving bergeser b. Pulley dapat meregang dan merapat c. Kecepatan belt direncanakan antara 10 – 20 m/s, maks 25 m/s d. Daya maks yang dapat di transmisikan ± 500 KW e. Driven pulley dapat berupa flat atau faced pulley f. V – Belt tidak dapat digunakan pada jarakporos yang terlalu panjang g. V – Belt biasa digunakan untuk menurunkan putaran, perbandingan reduksi i ( i> 1 ) h. Menentukan panjang keliling sabuk

L = 2C +

p 1 ( Dp + dp) + ( Dp - dp) 2 2 4C

....................... (2.10) (Khurmi dan Gupta, 1982)

Dimana : L

=panjangsabuk (mm)

C

= jarak sumbu poros (mm)

Dp

= diameter poros besar (mm) commit to user = diameter poros kecil (mm)

Dp

(C =1,5 Dp)



i. Kecepatan linier V – Belt :

V =

p .Dp.n1 60.1000

....................................................................... (2.11) (Khurmi dan Gupta, 1982)

Dimana : V

= kecepatan sabuk (m/s)

Dp

= diameter Pulley penggerak (mm)

N1

= putaran Pulley penggerak (rpm)

j. Sudut kontak Untuk sabuk terbuka : r1 × r2 ......................................................... (2.12) C

sin a =

(J.E. Shigley, 1995) Sudut kontak :

q = (180 - 2a)

p 180 ....................................................(2.13) (J.E. shigley, 1995)

k.Tarikan sisi kendor (T2) dan tarikan sisi kencang (T1) pada sabuk : 2,31 . log

ɀ유 ɀg

= 拨. . ࢐ǴƼp࢐

.............................................(2.14) (Khurmi dan Gupta, 1982)

Dimana : T1

= Tarikan sisi kencang (kg)

T2

= Tarikan sisi kendor (kg)

拨

= 0,54 –

뮰g,

유og,

= Sudut kontak (rad)

l. Tegangan maksimum sabuk Tegangan maksimum sabuk dirumuskan sebagai berikut: T1 =

z

. ...........................................................................................(2.15) commit to user

(Khurmi dan Gupta, 1982)


Keterangan:


T1 = tegangan sisi kencang sabuk (N) z

= tegangan ijin maksimum sabuk (N/mm²) = luas penampang (mm²)

Aplikasi V- Belt : ü Penerus daya mesin kecepatan tinggi seperti kompresor, dll ü Kipas radiator ü Mesin – mesin pertanian 2.6. Pasak Pasak merupakan suatu komponen pendukungyang berfungsi untuk menyatukan atau mengabungkan dua komponen (lubang dan poros) sehingga dengan digabungkannya kedua komponen tersebut maka komponen-komponen akan dapat berputar secara bersama-sama. Jenis-jenis pasak: a. Sunk keys. ü Rectangular sunk key. ü Square sunk key. ü Parralel sunk key. ü Gib-head key. ü Feather key. b. Saddle keys. c. Tangen keys. d. Round keys. e. Splines. Pasak yang dipakai dalam rancang bangun mesin pencacah styrofoam ini adalah tipe square sunk key sedangkan untuk tahap perancangan adalah sebagai berikut:

a. Mencari lebar pasak Lebar pasak dirumuskan sebagai berikut: W=d/4 ................................................................................................(2.16) commit to user (Khurmi dan Gupta, 1982)



b. Mencari tebal pasak Tebal pasak dirumuskan sebagai berikut: T=2/3 W .............................................................................................(2.17) (Khurmi dan Gupta, 1982)

c. Mencari panjang pasak Dikarenakan bahan pasak = bahan poros, maka panjang pasak dirumuskan sebagai berikut: ℓ= . ²/8.

.......................................................................................(2.18) (Khurmi dan Gupta, 1982)

d. Menguji kekuatan pasak terhadap kekuatan poros Menguji kekuatan poros terhadap poros dirumuskan sebagai berikut: lplinen0 ǴȴǴƼ lplinen0 0Ǵȴ1n) ǴȴǴƼ

ꋘ ℓ.

. c.

ꋘ 8. ℓ . .

. c. ² 6 g

.........(2.19)

(Khurmi dan Gupta, 1982) Keterangan:

2.7. Pelapisan

D

= Diameter poros (mm)

ℓ

= Panjang pasak (mm)

e

= Tebal pasak (mm)

뀈c

=Tegangan geser bahan pasak (N/mm²)

=Lebar pasak (mm)

Setelah selesei melakukan pengelasan kemudian dilakukan pelapisan terhadap kerangka tersebut. Hal ini bertujuan agar kerangka tersebut dapat terlindungi dari proses korosi yang dapat menyebabkan kerangka menjadi rapuh dan kompos. Disamping itu juga dapat untuk memperindah bentuk dari commit to user kerangka yaitu pengecatan.



Adapun langkah-langkah dari pengecatan, antara lain : a. Pembersihan, Sebelum pengecatan dilakukan sebaiknya kerangka tersebut dibersihkan telebih dahulu dari karat atau kotoran-kotoran yang melekat pada kerangka dengan menggunakan ampelas, kemudian dicuci dengan air (kalau diperlukan). b. Pengecatan, Setelah seluruh permukaan dari kerangka bebas dari kotorankotoran atau karat,kemudian dilakukan pengecatan. Bahan yang digunakan untuk pengecatan yaitu: cat besi dan tiner, sedangkan alat yang digunakan yaitu kompresor. Langkah-langkah pengecatan antara lain: - Cat dan tiner dicampur dengan perbandingan 1:1 hingga tercampur seluruhnya, kemudian tuangkan kedalam kaleng yang dihubungkan langsung dengan kompresor. - Setelah kompresor dihidupkan, semprotkan cat tersebut pada kerangka dengan tipis-tipis dan secara merata. -

Setelah selesei semua atau sudah merata, tunggu hingaa 15 menit untuk dilakukan pengecatan ulang, kemudian keringkan.

2.8. Waktu permesinan Waktu permesinan sangat penting diketahui untuk efisiensi biaya, waktu permesinan adalah waktu yang diperlukan untuk mengerjakan elemen mesin, yang meliputi: a. Waktu kerja mesin, Yaitu waktu pada saat mesin tersebut bekerja. b. Waktu pemasangan alat atau set-up benda kerja, Yaitu waktu pada saat pemasangan benda kerja dan seting alat. 2.6.1. Mesin bubut Cara kerja mesin bubut adalah benda kerja yang berputar sedangkan pahat sebagai penyayat melakukan gerak pemakanan,baik memanjang maupun melintang. Waktu permesinan pada mesin bubut : 0ꋘ .

유aaa

. ..............................................................................(2.23) commit to user

(jutz and eduard, 1966)



0ꋘ

. 0 .................................................................................(2.24)


Keterangan : Tn = waktu permesinan (menit) L = panjang pemakan (mm) Si = pemakanan (mm/rpm) N = putaran mesin (rpm) V = kecepatan putar (mm/menit) 2.6.2. Mesin bor Fungsi dari mesin bor adalah untuk melubangi benda kerja, adapun macam-macam mesin bor adalah: a.

Mesin bor tembak

b. Mesin bor vertikal c.

Mesin bor horisontal

Pahat bor mempunyai dua sisi potong dan melakukan gerak potong karena berputarnya poros mesin bor. Waktu permesinan pada mesin bor : 0ꋘ .

유aaa

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


L = I + 0,3 d.......................................................................................(2.26) (jutz and eduard, 1966) 1ꋘ

.

.........................................................................................(2.27) (jutz and eduard, 1966)

Keterangan : L = panjang langkah (mm) d = diameter bor (mm) n = putaran mesin bor (rpm) St = pemakanan (mm/put) 2.6.3. Mesin frais Mesin frais digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja dengan to user cara pisau frais berputarcommit sedangkan benda kerja diam. Kegunaan mesin



frais yang lain yaitu membuat roda gigi, membuat segi, membuat alur dan lain-lain. Waktu permesinan pada mesin frais: a. Putaran spindel ꋘ .

유aaa

. ............................................................................(2.28) (Eko Marsyahyo, 2003)

Keterangan: N = kecepatan spindel (rpm) V = kecepatan potongan (mm/menit) D = diameter pisau frais (mm) b. Waktu permesinan ꋘ

2. ...............................................................................(2.29) (Eko Marsyahyo, 2003)

Keterangan: T = waktu permesinan (menit) L = panjang benda kerja (mm) A = pendekatan jarak pisau (mm) c. Pemakanan tiap gigi F = f1 . N . z ..............................................................................(2.30) (Eko Marsyahyo, 2003) keterangan: F= pemakanan (mm) f1= pemakanan per gigi (mm) z = jumlah gigi potong pada pisau frais (buah) d. Jarak bebas pisau frais A = D/2 atau W = D/2

........................................................(2.31) (Eko Marsyahyo, 2003)

Keterangan : W = lebar pemakanan (mm) D = diameter pisau frais (mm) commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PERANCANGAN DAN GAMBAR

3.1 Diagram Alir Proses Perancangan Proses perancangan alat penghancur limbah styrofoam seperti terlihat pada diagram alir berikut ini: Mulai

Perhitungan Daya Motor

Perencanaan sabuk dan pulley

Perhitungan poros

Perhitungan Pasak

Gambar rancangan kerja

kesimpulan Gambar 3.1 Diagram Perencanaan dan Perhitungan

3.2. Sistem Transmisi Sistem transmisi adalah bagian dari

mesin yang berfungsi

mentransmisikan daya dari sumber daya (motor listrik) ke pembuth daya (sistem penghancur). Sistem transmisi alat penghancur styrofoam ini menggunakan sabuk V dan puli untuk mentransmisikan daya dari motor ke pisau, kemudian pisau berputar dengan kecepatan tertentu untuk mencacah styrofoam yang telah dimasukkan melalui corong inputan. commit to user 22



Berikut adalah gambar perancangan alat penghancur limbah styrofoam.

Gambar 3.2 Desain rancangan tampak samping

commit to user Gambar 3.3 Desain rancangan tampak depan



3.3. Perhitungan Daya Motor Ø Diketahui: Diameter pisau (D2) = 6 inchi

= 152,4 mm

Jari-jari pisau (r)

= 76,2 mm

Putaran yang dikehendaki (n2)

= 700 rpm

Gaya potong styrofoam (Ft)

= 12,5 kg (percobaan lampiran 1)

Panjang pisau

= 135 mm

a. Gaya pada pisau

Gambar 3.4 Pisau dari pandangan samping

Ft

= 12,5 kg . 9,81 m/s = 122,62 N

b. Torsi pisau T1

= Ft . r = 122,62 N . 0,076 m = 9,3 Nm

c. Daya motor T

=

P

= T. 2

.

= 9,3 . 2. 3,14 . = 58,4 . 11,66 = 680,9 watt 1 watt = 0,00138 Hp = 0,9 Hp Dari perhitungan diatascommit kami menyimpulkan untuk mengambil daya 1 to user Hp untuk faktor keamanan.



3.4. Perhitungan Puli Dan Sabuk Ø diketahui : P = 0,68 Kw Over load factor 1,5 . 0,684 = 1,025 Dan V-belt di design untuk daya 1,025 Kw, maka bisa lihat di tabel yang seharusnya digunakan adalah type A.(lampiran 3) ijin belt

= 2,8 MPa = 2,8 N/mm² (lampiran 2)

2

= 35°

D2

= 152,4 mm

D1

= 76,2 mm

N2 (Putaran pisau)

= 700 rpm

K (jarak puli)

= 480 mm

Torsi pisau = Torsi puli di dapat persamaan : Torsi puli

= (T1-T2).r

9,3

= (T1-T2). 76,2

Gambar Puli dan Sabuk commit to 3.5 user



Ø Perhitungan a. Putaran motor

N2

= 700.152,4/76,2 = 1400 rpm

b. Panjang sabuk

= 3,14 . (38,1 + 76,2 mm) + 2 . 480 mm + (38,1-76,2)²/480 = 3,14 (114,3 mm) + 960 mm + 3,0 mm = 358,9 + 960 + 3,0 mm = 1321,9 mm c. Kecepatan sabuk V

=

.D

.

= 3,14 . 0,0762 m . 1400/60 = 5,58 m/s d. Suduk kontak sabuk

(0,079)

commit to user


e.


Tegangan sisi kencang (T1) dan sisi kendor (T₂) sabuk V

= 0,27 2,3 log

=

2,3 log

= 0,27 . 2,98 . cosec 17,5

2,3 log

= 0,80 . 3,325

2,3 Log

= 2,6

Log

= 1,15

T1

= 14,12 T₂

f. Luas penampang

.

. Cosec

Dari type A diketahui:

Gambar 3.6 Penampang sabuk

M (massa) (densitas) L

= 1,06 N/m = 0,106 = 1140 kg/m³ (lampiran 2) = 1321 mm

commit to user



Maka, mencari luas penampang belt : M

=A.L.

0,106 kg/m

= A . 1,321 m . 1140 kg/m³

0,106 kg/m

= A . 1505,9 kg/m²

A

= 70 . 10 m²

A

= 70 mm²

g. Gaya sentrifugal belt Tc

= m . v² = 1,06 N/m . 5,58² m/s = 33 N

h. Gaya sabuk maximum T

=

.A

= 2,8 N/mm² . 70 mm² = 196 N i.

Menghitung sisi kencang (T1) dan sisi kendor (T2) T1

= T – Tc = 196 N – 33 N = 163 N

Dan, T2

= T1/ 14,12 = 163 / 14,12 = 11,5 N

commit to user



j. Gaya yang bekerja pada puli akibat T1 dan T₂

Gambar 3.7 Gaya yang bekerja pada puli F

= T1+T₂ = 163 N + 11,5 N = 174,5 N

k. power transmitted per belt P

= (T1-T₂) . V

= (163 N – 11,5 N ) . 5,58 m/s = 845,3 Watt = 0,845 Kw

Jadi,total daya yang ditransmisikan oleh sabuk adalah

= 1,21 Kw Dari data perhitungan di dapatkan bahwa total daya yang ditranmsisikan oleh sabuk adalah 1,21 Kw.

3.5. Perhitungan Diameter Poros Pisau Pemotong Spesifikasi perencanaan poros : Bahan yang sering digunakan dalam pembuatan poros adalah baja karbon ST 42. Diketahui: Bahan poros

commit to user

= ST 42



Tegangan tarik ijin (σb )

= 42 N/mm2 (Lampiran 4)

Tegangan geser ijin (τ )

= 23 N/mm2

T1 = 163 N T2 = 11,5 N Berat total pisau

= 7 kg = 70 N

Berat puli

= 0,3 kg = 3 N

Susunan pisau dan gaya-gaya yang dihasilkan oleh belt dapat terlihat pada gambar 3.5:

Gambar 3.8 Susunan pisau dan gambar gaya pada belt

Gambar 3.9 Gaya pada poros commit to user


Tan


= = 0,64 = 32,6°

Sin α α

=

=

= 0,079

= 4,55°

Uraian gaya yang terjadi pada belt seperti terlihat pada gambar 3.6:

Gambar 3.10 Uraian Gaya T1 dan T2 pada Belt

3.4.1. Perhitungan gaya yang bekerja

Beban pada poros pemotong dipengaruhi oleh : Berat total pemotong

= 7kg = 70 N

Berat puli

= 0,3kg = 3 N

T1

= 163 N

T2

= 11,5 N

Gaya vertikal dan horizontal pada T1 dan T2 : Dv

= (T1 cos

+ T2 cos ) cos

+ W puli

= (163 cos 4,55° + 11,5 cos 4,55°) cos 32,6° + 3 N = (163 . 0,99 + 11,5 . 0,99) 0,99 + 3 = (164 + 11,3) 0,99 + 3 = 178,28 N commit to user


DH


= (T1 cos

+ T2 cos ) sin

= (163 cos 4,55° + 11,5 cos 4,55°) sin 32,6° = (163 . 0,99 + 11,5 . 0,99) 0,01 = (164 + 11,3) . 0,01 = 1,95 N 3.4.2. Uraian gaya vertikal Uraian gaya vertikal seperti terlihat pada gambar 3.7:

Gambar 3.11 Uraian gaya vertikal Ø Kesetimbangan gaya luar ∑ Fx = 0

RAX = 0

∑ FY = 0

A V + C V = WB + D V

∑ MA = 0 WB . 95 – CV. 190 + D V . 260

= 0

70 . 95 – CV. 190 + 178,28 . 260

= 0

6650 – C V. 190 + 178,28 . 260

= 0

6650 – C V. 190 + 46352,8

= 0

– CV. 190 + 53002,8

= 0

– CV. 190

= - 53002,8

CV CV

= commit to user

= 278,96 N (

)



∑ FY = 0

A V + C V = WB + D V A V + 278,96 N = 70N + 178,28 N AV

= 70 + 178,28 – 278,96 N

AV

= - 30,68 N (

)

Keseimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal seperti terlihat pada gambar 3.8:

Gambar 3.12 Kesetimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal Ø Kesetimbangan gaya dalam: a. Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.9:

Gambar 3.13 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal Nx = 0 Vx = -30,68 N Mx = 30,68 . x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen (Nmm)

x=0

A

NA = 0

VA = -30,68 N

MA = 0

x = 95

B

NB = 0

VB = -30,68 N

MB = 2914,6

commit to user



b. Potongan y-y kiri seperti terlihat pada gambar 3.10:

Gambar 3.14 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal Nx = 0 Vx = -Wb – Av = -100,68 N Mx = Av . x + WB.(x-95) Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen (Nmm)

x = 95

B

NB = 0

VB = -100,68

MB = 2914,6

x = 190

C

NC = 0

VC = -100,68

MC = 12479,2

c. Potongan z-z kanan seperti terlihat pada gambar 3.11:

Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal Nx = 0 Vx = 178,28 N Mx = 178,28. x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen (Nmm)

x=0

D

ND = 0

VD = 178,28N

MD = 0

x = 70

C

NC = 0

VC = 178,28 N

MC = 12479,2

commit to user



d. Diagram: Diagram NFD, SFD dan BMD seperti terlihat pada gambar 3.12:

Gambar 3.16 NFD, SFD dan BMD gaya vertikal 3.4.3. Uraian gaya horizontal Uraian gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.13:

commit to user Gambar 3.17 Uraian gaya horizontal



Ø Kesetimbangan gaya luar ∑ Fx = 0

RAX = 0

∑ FY = 0

AH + CH = DH

∑ MA = 0 DH . 260 – CH. 190

= 0

1,95 . 260 – CH. 190

= 0

509 – CH. 190

= 0 – CH.

= CH

∑ FY = 0

= 2,67 N (

)

AH + CH = DH AH + 2,67 N

= 1,95 N

AH

= 1,95 – 2,67 N

AH

= - 0,73 N (

)

Kesetimbangan gaya dan titik potong gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.14:

Gambar 3.18 Kesetimbangan gaya dan titik potong uraian gaya horizontal 1. Kesetimbangan gaya dalam : a. Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.15:

commit user potongan x-x kiri horizontal Gambar 3.19 Reaksi gayatodalam



Nx = 0 Vx = -0,73 N Mx = 0,73 . x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen(Nmm)

x=0

A

NA = 0

VA = - 0,73

MA = 0

x = 190

C

Nc = 0

Vc = - 0,73

Mc = 138,7

b. Potongan y-y kanan seperti terlihat pada gambar 3.16:

Gambar 3.20 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan horizontal Nx = 0 Vx = 1,95 N Mx = 1,95 . x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen (Nmm)

x=0

D

ND = 0

VD = 1,95

MD = 0

x = 70

C

NC = 0

VC = 1,95

MC = 138,7

commit to user



c. Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.17:

Gambar 3.21 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal d. Momen resultan terbesar antara momen vertikal dan horizontal : MR =

M

2 V

+MH

2

= = = = 12,479 Nm Momen ekuivalen : Me

= ½ (M + M 2 + T 2 ) = ½ .(12,479 +

10,74 2 + 9,5 2 )

= ½ . (12,479 +

)

= ½ . (12,479 +

)

= ½ . 28,04 N.m = 14,021 N.m d. Perhitungan diameter poros yang diijinkan : d

=

3

32.Me p .s b

commit to user



=

= =

mm³

= 15,04 mm Maka diameter poros pisau yang diijinkan minimal adalah 15,04 mm. Dalam kenyataanya poros yang digunakan adalah berdiameter 20 mm, jadi kontruksi dinyatakan AMAN.

3.6. Perhitungan Pasak Diketahui : Bahan pasak st 37 dengan, b

= 37 N/mm² (tegangan tarik) (lampiran 4) = 21 N/mm² (tegangan geser)

d (poros) = 24 mm = 1,5 d (lampiran 12) = 1,5 . 24 = 36 mm w

= 8 mm

t

= 6 mm

Torsi poros motor

= =

Ø

= 4,913 Nm

Menguji kekuatan pasak T

=

.w.r.

4,913 Nm = 36 mm . 8 mm . 12 mm. 4913 Nmm = 3456 mm³ = 1,42 N/mm² Karena

ijin yaitu

1,42 N/mm²

21 N/mm² maka pasak dinyatakan

aman. commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pembuatan Dudukan Motor 4.1.1. Materi komponen Besi siku ukuran 50 mm x 50 mm x 4 mm 4.1.2. Langkah-langkah pembuatan a. Memotong besi siku ukuran 300 mm sebanyak 2 buah, sebagai dudukan motor arah panjangnya. b. Memotong besi siku ukuran 100 mm sebanyak 2 buah, sebagai dudukan motor arah lebarnya. 4.1.3. Proses pembuatan a. Mengebor besi siku yang ukuran panjang 140 mm, dengan ukuran bor 11mm sebanyk 8 lubang.

Gambar 4.1 Dudukan motor tampak atas dengan 8 lubang

Menghitung kecepatan spindel mesin bor Diketahui : Bahan besi siku st 37 dengan v = 20 m/min (lampiran 5) Diameter bor = 11 mm Bor sebanyak 8 lubang St = 0,18 Jadi, n=

교

.똘

= 20 . 1000/3,14 . 11 = 579 rpm

maka putaran pada mesin bor yang dipakai adalah 450 rpm. Waktu permesinan tm =

밐

ꕘ .

commit to user 40



L

= l + 0,3 . d = 5 + 0,3 . 11 = 8,3 mm

Jadi, tm

= =

밐

ꕘ . 0,

,p

.Ⳑú0

= 0,10 menit Total waktu tm x 8 = 0,10 x 8 = 0,8 menit b. Mengebor besi siku yang ukuran panjang 300 mm, dengan ukuran bor 8 mm sebayak 4 lubang. ·

Menghitung kecepatan spindel mesin bor : n=

교

.똘

= 20 . 1000/3,14 . 11 = 579 rpm

Maka putaran yang dipakai pada mesin bor adalah 450 rpm. ·

Waktu pengeboran tm = L

밐

ꕘ .

= l + 0,3 . d = 5 + 0,3 . 8 = 7,4 mm

Jadi, tm

= =

밐

ꕘ .

0,

,Ⳑ

.Ⳑú0

= 0,09 menit

Total waktu tm x 8 = 0,07 x 4 = 0,3 menit c. Membuat alur dengan frais, ukuran endmill 8 mm sepanjang 80 mm untuk dudukan baut motor listrik.

commit to user Gambar 4.2 Dudukan motor yang arah panjang sudah di alur



Langkah pengerjaan pada mesin frais: · Menghitung putaran mata potong mesin frais Diketahui : Bahan besi siku st 37 dengan V = 15 m/min (lampiran 6) Diameter endmill

= 8 mm

Panjang pemakanan

= 70 mm

Depht of cut

= 5 mm

l (jarak bebas endmill dengan titik target pemakanan) = 30 mm jumlah yang di frais alur

=4

Jadi, n=

교

.똘

= 15 .1000/3,14 . 8 = 597 rpm

Maka putaran yang digunakan pada mesin frais adalah 365 rpm. Rate of feed (s) Þ kecepatan pemakanan s= ·

교 .

= 15 . 1000/ 5 . 70 = 42,8 mm/m

Waktu permesinan tm = L

밐 ꕘ

= l + d/2 +2 = 100 +8/2 + 2 = 106 mm

Jadi, tm

=

밐 ꕘ

= 106 mm / 42,8 mm/m = 2,4 menit Total waktu tm x 4 = 2,4 x 4 = 9,6 menit Jadi total waktu proses pembuatan alur adalah 9,6 menit. 4.2. Pembuatan Kepala Pisau 4.2.1. Materi komponen Besi blok baja st 37 dengan dimensi 250 mm x 200 mm 4.2.2. Langkah-langkah pembuatan commit to user a. Menggerinda tangan untuk merapikan benda kerja



b. Mengelas silinder dengan diameter 50 mm dan lebar 15 mm untuk di bor sebagai tempat bearing. c. Mengelas besi dengan ukuran P x l x t adalah 250 x 30 x 10 mm untuk dudukan baut. d. Mengebor dengan bor ukuran 7 mm sebanyak 6 lubang. e. Mengebor dengan mesin bubut. Bor dengan ukuran 20mm. f. Finishing. 4.2.3. proses pembuatan a. Mengelas silinder untuk di bor sebagai tempat bearing.

Gambar 4.3 Blok besi dengan silinder dudukan bearing b. Mengelas blok besi dengan besi untuk dudukan baut

commit to user Gambar 4.4 Blok besi dengan besi dudukan baut



c. Mengebor blok besi dengan ukuran bor 7 mm sebanyak 6 lubang.

Gambar 4.5 Blok besi tampak samping dengan lubang 6 buah.

Langkah mengebor di mesin bor: ·

Menghitung kecepatan spindel mesin bor Diket : Bahan besi st 37 dengan v

= 20 m/min (lampiran 5)

Diameter bor

= 7 mm

Bor sebanyak

= 6 lubang

Jadi, n=

교

.똘

= 20 . 1000/3,14 . 7 = 909 rpm

Maka putaran pada mesin bor yang dipakai adalah 450 rpm. d. Mengebor blok besi di mesin bubut dengan dimeter bor 20 mm sebagai hasil akhir. Langkah mengebor di mesin bubut: · Menghitung kecepatan spindel mesin bubut Diket : Mata bor yang digunakan ada 4 jenis bor : -

Bor center

-

Bor diameter 10

-

Bor diameter 15user commit to



-

Bor diameter 20

v = 20 m/min (lampiran 5) jadi, n=

교

.똘

= 20 . 1000/ 3.14 . 20 = 318 rpm

maka putaran yang di pakai di mesin bubut adalah 266 rpm. ·

Waktu pemakan =

Li = 25 . 4/266 . 0,1 ns

= 100/26,6 = 3,75 menit

ü Mengebor menggunakan center bor. ü Mengebor dengan diameter 10 mm. ü Mengebor dengan diameter 15 mm. ü Dan yang terakhir dengan diameter 20 mm.

e. Membubut dalam dari 20 mm menjadi diameter 50 mm sebagai tempat bearing. ·

Depht of cut t=

·

똘 똘

=

済

済0 ú0 済

= -15 mm

Rounghing

= 0,8 x 18 = 14,4

Finishing

= 0,2 x 3 = 0,6

Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds(lampiran 10 ) s = 0,8 mm Þ V = 34 n =

V.1000 = 34 . 1000/3,14 . 50 = 216 rev/min pd

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 196 rpm. commit to user



b). Proses finishing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds (lampiran 10) s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min n=

V.1000 = 60 . 1000/3,14 . 50 = 382,1 rev/min pd

Maka putaran yang dipakai di mesin bubut adalah 266 rpm. · Waktu pembubutan Troughing = Tfinishing = T⧈e⧈it

Li = ns Li = ns 済

ú.

6 .0,Ⳑ ú.p

,0,済

= =

済

0

,Ⳑ

Ⳑú

úp,済

= Troughing + Tfinishing

= 3,45 menit = 0,8 menit = 3,45 + 0,8 = 4,25 menit

4.3. Pembuatan Poros Pisau 4.3.1. Materi komponen Besi baja st 37 dengan dimensi diameter 28 mm dan panjang 330 mm. 4.3.2. Langkah-langkah pembuatan a. Membubut poros dari diameter 28 mm menjadi diameter 25mm untuk bagian utama. b. Membubut poros dari diameter 25 mm menjadi diameter 22mm untuk di ulir sepanjang 15 mm. c. Membubut poros dari diameter 22 mm menjadi diameter 20mm untuk tempat bearing yg di blok, Sepanjang 70 mm. d. Membuat ulir dengan ukuran M22 x 3 satuan withword e. Membalik benda kerja f. Membubut poros dari diameter 25 mm menjadi diameter 22mm untuk di ulir sepanjang 20 mm. g. Membubut poros dari diameter 22 mm menjadi diameter 20mm untuk tempat bearing yg di blok,sepanjang 50 mm. h. Membuat ulir dengancommit ukurantoM22 userx 3 satuan withword.



4.3.3. Proses pembuatan a. Membubut dengan diameter 28 mm menjadi 25 mm

sepanjang

permukaan benda kerja.

Gambar 4.6 Poros ·

Depht of cut ( kedalaman pemotongan ) t=

·

똘 똘 済

=

済

済ú

= 1,5 mm

Rounghing

済

Finishing

= 0,2 x 2 = 0,4

= 0,4 x 3 = 1,2

Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing Feed motion ( s ) = tabel turning cutting speeds (lampiran 8) S = 0,4 mm Þ V = 45 n =

V.1000 = 45 . 1000/3,14 . 28 = 511,82 rev/min pd

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 460 rpm. b). Proses finishing Feed motion ( s ) = tabel turning cutting speeds (lampiran 8) s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min n=

V.1000 = 60 . 1000/3,14 . 25 = 764,3 rev/min pd

commit to user Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 760 rpm.


·


Waktu pembubutan Troughing = Tfinishing = T⧈e⧈it

L i 済p0 . p = = n s Ⳑ 0.0,Ⳑ Li = ns

済p0 . 済

.0,済 0

=

60

= 3,75 menit

Ⳑ

Ⳑ 0

ú済

= 3 menit

= Troughing + Tfinishing = 3,75 + 3 = 6,75 menit

b. Membubut poros diameter 25 mm menjadi ukuran diameter 22 mm. ·


똘 똘 済

=

Rounghing Finishing ·

済ú 済済済

= 1,5 mm

= 0,4 x 3 = 1,2 = 0,2 x 2 = 0,4

Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds (lampiran 8) s = 0,4 mm Þ V = 45 V.1000 = 45 . 1000/3,14 . 28 = 511,82 rev/min pd

n =

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 460 rpm. b). Proses finishing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds(lampiran 8) s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min n=

V.1000 = 60 . 1000/3,14 . 25 = 764,3 rev/min pd

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 760 rpm. ·

Waktu pembubutan Troughing = Tfinishing = T⧈e⧈it

L i 済p0 . p = = n s Ⳑ 0.0,Ⳑ Li = ns

済p0 . 済

.0,済 0

=

60

= 3,75 menit

Ⳑ

Ⳑ 0

ú済

= 3 menit

= Troughingcommit + Tfinishing = 3,75 + 3 = 6,75 menit to user



c. Membubut poros diameter 22 mm menjadi diameter 20 mm. ·


·

똘 똘 済

=

済

済ú

= 1,5 mm

Rounghing

済

Finishing

= 0,2 x 1 = 0,2

= 0,4 x 2 = 0,8

Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds(lampiran 8) s = 0,4 mm Þ V = 45 n =

V.1000 = 45 . 1000/3,14 . 28 = 511,82 rev/min pd

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 460 rpm. b). Proses finishing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds (lampiran 8) s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min n=

V.1000 = 60 . 1000/3,14 . 25 = 764,3 rev/min pd

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 760 rpm. ·

Waktu pembubutan Troughing =

Li = ns

Tfinishing =

Li = ns

T⧈e⧈it

00. p

=

00.

=

Ⳑ 0.0,Ⳑ .0,済 0

p00

300/184= 1,6 menit

00

Ⳑ

= 0,6 menit

ú済

= Troughing + Tfinishing = 1,6 + 0,6 = 2,2 menit

d. Mengulir poros diameter 22 mm dengan ukuran M22 x 3 mm Satuan witdword. (Tabel ada dilampiran 9) e. Membalik benda kerja. f. Membubut poros diameter 25 mm menjadi diameter 22 mm. commit to user g. Membubut poros diameter 22 mm menjadi diameter 20 mm.



h. Mengulir poros diameter 22 mm dengan ukuran M22 x 3 mm satuan witdword. (tabel ada di lampiran 9) 4.4. Mengeset Motor Mengeset motor adalah langkah awal dalam pemasangan motor, adapun langakah-langkahnya sebagai berikut : a. Memasang kabel pada motor yang kemudian dihubungkan ke saklar ON/OFF. b. Memasang tombol ON/OFF yang kemudian dihubungkan ke steker. 4.5. Merangkai mesin Merangkai mesin merupakan langkah untuk menyusun agar menjadi alat yang bisa di gunakan, langkah-langkahnya sebagai berikut : a. Merangkai kepala pisau, komponen yang dirangkai antara lain, ü Memasukkan sikat gerinda (pisau) ke dalam poros. ü Mengencangkan pisau dengan memberi mur M22. ü Memasang bantalan ke blok besi yang sudah dibuatkan. ü Memasang poros ke dalam bantalan tersebut dan dipastikan kencang. ü Memasang as ukuran 8 mm penghubung blok, sebagai pengunci kepala pisau, bersamaa dengan itu memasang cover kepala pisau. ü Memasang landasan pisau. b. Memasang kepala pisau pada rangka dengan baut M8. c. Memasang dudukan motor dengan baut M10. d. Memasang motor dengan baut M8. e. Memasang puli pada motor dengan pasak dan baut M8 sebagai penguncinya. f. Memasang puli pada poros pisau dengan baut M8 sebagai penguncinya. g. Memasang corong pada kepala pisau. h. Memasang V-belt pada mesin. i. Memasang tutup puli.

commit to user



4.6. Uji Kelayakan Uji kelayakan adalah pengujian pada alat di awal ketika alat selesei dibangun agar di peroleh kinerja yang maksimal, misalkan terjadi eror bisa di perbaiki sejak dini. Yang di uji adalah alat penghancur styrofoam. 4.6.1. Langkah-langkah uji kelayakan a. Menekan tombol ON. b. Memberikan beban pada pisau berupa styrofoam yang dimasukkan melewati corong inputan. c. Mengambil hasilnya. 4.6.2. Proses pengujian a. Menekan tombol ON b. Memasukkan styrofoam ke dalam corong inputan c. Mengambil hasilnya Adapun cara-cara memasukkan styrofoam: -

Dengan cara di pegang ujung styrofoam (bagi yang styrofoamnya kecil panjang).

-

Dengan cara styrofoam di patah-patahkan sehinggan menjadi bagian styrofoam yang kecil-kecil, agar bisa masuk melalui corong inputan.

Kapasitas alat penghancur styrofoam ini dalam satu jam bisa memproduksi kurang lebih 0.5 kg styrofoam. 4.7. Mengecat Alat Mengecat mesin merupakan bagian dari performance mesin agar lebih menarik dan lebih menjual tentunya. 4.7.1. Membongkar mesin (untuk di Epoxy dan dicat) a. Melepas semua komponen b. Mengecat dasar mesin (Epoxy) c. Mengecat mesin 4.7.2. Merangkai mesin a. Merangkai kepala pisau, komponen yang dirangkai antara lain, ü Memasukkan sikat gerinda (pisau) ke dalam poros. commit to user ü Mengencangkan pisau dengan memberi mur M22.



ü Memasang bantalan ke blok besi yang sudah disediakan. ü Memasang poros ke dalam bantalan tersebut dan dipastikan kencang. ü Memasang as ukuran 8 mm penghubung blok, sebagai pengunci kepala pisau, bersamaa dengan itu memasang cover kepala pisau. ü Memasang landasan pisau. b. Memasang kepala pisau pada rangka dengan baut M8 c. Memasang dudukan motor dengan baut M10 d. Memasang motor dengan baut M8 e. Memasang puli pada motor dengan pasak dan baut M8 sebagai penguncinya. f. Memasang puli pada poros pisau dengan baut M8 sebagai penguncinya. g. Memasang corong pada kepala pisau. h. Memasang V-belt pada mesin. i. Memasang tutup puli.

Gambar 4.7 Alat penghancur styrofoam

commit to user



4.8. Estimasi biaya Estimasi biaya sebagai berikut : Tabel 4.1 Estimasi dana No

Nama Komponen

1

Motor Listrik

2

Jumlah

Harga @

Jumlah Harga

1

Rp. 900.000,00

Rp. 900.000,00

Besi Siku 5x4

1

Rp. 235.000,00

Rp. 235.000,00

3

Sikat gerinda

9

Rp. 65.000,00

Rp. 585.000,00

4

Puli

2

Rp. 25.000,00

Rp. 50.000,00

5

Belt

1

Rp. 50.000,00

Rp. 50.000,00

6

Plat

1

Rp. 100.000,00

Rp. 100.000,00

7

Bearing

2

Rp. 32.500,00

Rp. 65.000,00

8

Saklar

1

Rp. 10.000,00

Rp. 10.000,00

9

Cat

1

Rp. 50.000,00

Rp. 50.000,00

10

Tiner

1

Rp. 25.000,00

Rp. 25.000,00

11

Baut M22

1

Rp. 12.500,00

Rp. 25.000,00

12

Engsel

4

Rp.

8.000,00

Rp. 32.000,00

13

Baut M12

8

Rp.

3.000,00

Rp. 24.000,00

14

Kabel

2m

Rp. 15.000,00

Rp. 30.000,00

15

Saklar

1

Rp.

30.000,00

Rp. 30.000,00

16

Steker

1

Rp.

5.000,00

Rp.

17

Besi Cor

2

Rp. 150.000,00

Rp. 300.000,00

18

Elektroda

50

Rp. 1.000,00

Rp. 50.000,00

Satuan

Jumlah

5.000,00

Rp. 2.566.000,00

Jadi untuk total biaya produksi dalam pembuatan alat penghancur styrofoam adalah Rp. 2.566.000

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan Alat dirancang sedemikian rupa dengan mempertimbangkan kemudahan dalam perakitan, pengoperasian dan perawatannya. selain itu dilakukan juga perhitungan pada komponen yang dipakai, sehingga dengan perhitungan itu akan di dapat ukuran dan bentuk yang sesuai, aman digunakan dan efisien dalam penggunaan. Adapun dari perencanaan dan pembuatan alat penghancur styrofoam ini dapat disimpulkan: a. Motor yang di pilih dengan spesifikasi daya 0,2 Kw (1 Hp), kecepatan 1420 rpm. b. Poros penggerak terbuat dari bahan st 37 dengan diameter 20 mm. c. Puli penggerak di ambil dengan ukuran diameter 76,2 mm. d. Puli yang digerakkan di ambil berdasarkan dimeter pisau penghancur yaitu dengan ukuran 152,2 mm. e. Sabuk yang digunakan adalah sabuk V dengan kode A-51 artinya penampang sabuk type A dengan panjang sabuk 51 inchi = 1295 mm. f. Pengikat puli penggerak menggunakan pasak dengan panjang 37,64 mm ,lebar 8 mm, dan tinggi 8 mm. Dan baut M8 sebanyak 1 buah. g. Pengikat puli yang digerakkan menggunakan pasak dengan panjang 31,4 mm, lebar 6 mm, tebal 6 mm. Dan baut M8 sebanyak 1 buah. h. Pengoperasian alat, pengoperasian alat ini dengan satu orang sudah cukup, karena alatnya sangat sederhana. Dan mudah dalam perawatannya. i.

Harga mesin, alat dibuat dengan tujuan sebagai alat penghancur styrofoam untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal, dari hasil hasil analisa total biaya sebesar Rp. 2.566.000

j. Penggunaan mesin, dengan menggunakan alat penghancur styrofoam ini maka proses pengahncuran styrofoam dapat lebih cepat dibanding secara manual.

commit to user 54



5.2. Saran a. Alat pengahancur styrofoam ini membutuhkan perawatan secara berkala agar alatnya bekerja dengan baik. b. Sebagai langkah awal pengoperasian alat ini, dilakukan trial terlebih dahulu.

commit to user

PERENCANAAN DAN PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA MANUNGGAL (POWER TRANSMISION)

Recommend Documents