PERHITUNGAN KEKUATAN RANGK,{ PADA KONSTRUKSI MESII\ PEMBUAT PELET (PAKAN IKAN) DENGAN PENGGERAK MOTOR LISTRIK Oleh: Sri Widodo dan A. Noor Setyo. HD Tidar Magelang
Dosen Jurusan Teknik Universitas
ABSTRACT It has been designed an engineering ntacl,tine of pellet nraker (/tsh
./ood) with electric motor drit,er. This equipmenr/machine iifor ntaking pellet (fsh.food) frotn the materiql that has been marJe into dough andformed into pellets (fishfood). The parameter o-f the design covers the design offrame and sav,horse ofthe pettit tnaker machine.
AJiir making calctiation v,ith the existittg tlata, a perntission material tension at lhe engineering machine of pellet maker (fish food) is gained v'ith the electric motor driver rt 3.()g kg/ with the maximum draw pull tension of 37 kg/mm: qf angte iron with equilateral L profile, and marinrum drow pult tension malerial permission operational (0,09 kg/mm, < 13.0g kg/ mm'). So theframe is safefor draw pull tensiott, and the valie mm2
of maximum mutation reshffie tension of the v,elding
k
10.771
kg/mnt u,ith the draw pull electrode stronger of 43ig/mrt', so
il
meets the requirements.
From the viewpoint of strength and safet.v, the design of this equipment is declared to be ready and safe to hotd the burden,
Key Words : Construction strength of ,Vachine and machine pellet maker
115
of
Perhitungan Kekuatan Rangku Pada...... (Sri llitlodo dan A. Noor Setlo HD)
A.
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah Saat ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam dunia industri makin pesat. sudah banyak mesin dan feralatan yang maju dan modern khususnya dalam bidang peternakan. lJntuk mengefisiensi tenaga dan waktu. banyak alat-alat mesin sebagai alat bantu dalani proses pembuatan pakan ,llu.rprn dalam proses pemanenan dan pengolahan hasil ternak. Produktivi tas ker.iahanl'a akan meni ngkatj ikadi I aksanakan oleh tenaga ker.ia dengan keahlian dan kertaurpilan yang cttkup. dan didukung oleh sarana )'ang metnadai. Untuk tnemenuhi hal tersebut kerja sama yang baik antara dunia industri dan
pendidikan sangat diperlukan. sehingga lulusan dari
dr,rnia
pendidik4n siap untuk rnemasuki dunia industri. Dengan adanya tugas akhir Rancang Bangitn ini. dapat nrenfadi garnbaran bagi rnahasisu'a untuk terjun metnasuki dunia kerja. Selanjutrlya ketnampuan mahasirva dalam rnelaksanakan tugas akhir Rancang Bangun. dapat dijadikan tolak ukur atau indikator oleh industri terhadap kualitas penyelenggaraan pendidikan. Mesin ini disamping efektil disisi lain dalarn hal biayanya juga tidak terlalu tinggi" atau terjangkau oleh masyarakat peternak untuk semakin mengembangkan peternakannya. Untuk syarat kelulusan dan penyaluran keahlian yang didapat di kampus. maka penulis mengambil judul "Rekayasa Mesin
Pembuat Pelet (Pakan Ikan) Dengan Penggerak Motor Listrik",
116
J.Itl. -10 i\'o.
B.
2, I 5 Septemher 2008
:
I I S- t
2t
PEMBAHASAN
Metodologi
l.
2.
Waktu dan Tempat Dalam pelaksanaan pembuatan Tugas Akhir dibuat bulan April s/d .luli 2007, bertempat di kampus polireknik Pratama Mulia Surakarta dan bengkel. Metode Pengumpulan Data Dalam 'perencanaan dan pembuatan mesin pembr,rat Pelet (pakan ikan) dengan penggerak motor listrik, ada beberafa cara yang ditempuh dalarn pengumpulan datadata sehingga penulis dapat kernukakan antara lain: a. Observasi Suatu metode pengumpulan data yang dilakukan dengan pengamatan secara langsung pada mesin yang masih manual.
b. 'lnterview
c.
Metode pengumpulan data yang dilakukan penulis dengan cara wawancara atau mengumpulkan informasi dari masyarakat ataupun dengan orang yang lebih ahli mengenai tugas akhir yang kita ambil. Daftar Pustaka Metode pengumpulan data dengan melakukan studi pustaka. yaitu mencari referensi mengenai hal-hal yang berhubungan dengan tugas akhir yang akan dibuat melalui buku-buku ataupun melalui internet
Kajian Teori 1. Sifat-sifat Logam Pada Pembebanan Tarik Bila suatu logam dibebani beban tarik maka akan mengalami deformasi. Deformasi suatu logam adalah
fi7
HD) Pethitungral Kekuaton Rangfu Pada.-.... (Sri llidotlo tlan A' Noor Seqto'
perubahan ukuran atau bentuk karena pengaruh beban yang dikenakan kepadanya. Deformasi ini dapat terjadi secara elastis dan secaraplastis. Deformasi elasti's yaitu suatu perubahan bentuk yang segera hilang kembali bila beban yang menyebabkan deformasi tersebut ditiadakan.
De.ftirmasi plaslis yaitu suatu perubahan bentuk yang tetap ada. meskipun beban yang menyebabkan deforrnasi ini ditiabakan. Bila suatu percobaan tarik kita lakukan terhadap sebuah batang logam maka delbrmasipun akan teriadi ,vaitu yang berupa pertambahan panjang. serta penciutan penampang sampai patal-r. Flubungan antara beban tarik
P
dalam Kg' dan pefiambahan
paniang ,\L dalarn rnrn. cligambarkan seperti gambar 2' 1 '
*1
AL [mm] atau
Gambar
I
|
[%]
Hubungan antara beban tarik dengan pertambahan paryang.
118
lbl.
2.
.10 No. 2,
l5 Scptember 2008 : I l5-124
Sifat-sifat logam pada pembebanan dinamis Beban dinamis ialah beban yang berubah arah dan
besarnya menumt waktu. Bahan yang dibebani secara dinamis akan lelah dan patah meskipun dibebani di bawah kekuatan statis.
Kelelahan adalah gejala patah dari bahan disebabkan beban yang berubah-ubah. Kekuatan kelelahan suatu logant yaitu tegangan bolak-balik tertentu yang dapat ditahan oleh logam itu sdmpai banyak balikan tertentu. Sedangkan batas kelelahan adalah tegangan bolak-balik tertinggi yang dapat ditahan oleh logam itu sampai banyak balikan tak terhingga. Ada bebenapa tbktor yang mempengaruhi kekuatan kelelahan yaitu; l. Tipe siklus dan pembebanan. 2. Besarnya beban amplitudo. 3. Jumlah balikan sampai patah. 4. ' Kondisi logarn dan benda kerja. 5. Keadaan dan pengolahanpermukaan benda kerla. 6. Suhu. 7. Kondisi lingkunaan (korosi)
3.
Pertimbangan-pertimbangan
dalam
Perancangan
Batang Perancangan adalah penentuan
akhir ukuran yang dibutuhkan dan semua perincian elemen, batang dan sambungan-sambungan yang membentuk struktur sebagai suatu keseluruhan dimana ketentuan konstruksi sesungguhnya dapat dikerjakan. Suatu alat harus dirancang sedemikian rupa sehingga mampu menahan tegangan maksimum yang berkaitan dengan beban yang terjadi, baik dalam bentuk lentur maupun geser.
ll9
Perhitungan Kekuatan Rangka Pada...... (Sri llidodo dan A, Noor
Set.r,o.
HD)
Rumus perancangannya adalah sebagai berikut: orrin: N4/E Dimana:
.
6,^, :
M : E :
tegangan izin suatu bahan (Nimmr)
momen lentur (N/mnr) modulus elastisitas (mm).
Karena dalam perancangan diketahui momen lentur M dan tegangan izino,,on maka ukuran dan bentuk batang nrerupakan besaran yang tidak diketahui dan harus ditentukan. Benat alat harus ditiniau pada perancangan. sehingga batang y'ang dipilih
harus mampu mendukung beratnya sendini dan ditarnbah beban yang diberikan. tlntuk sentua batang dianjurkan mulamula nrernilih batang secara coba-coba berdasarkan monren M dan rnodulus elastisitas E I'ang dibutuhkan hanya akibat beban
dan kemudian menghitung tambahan uomen dan tnt-rdulus penampang yanu diperlukan akibat berat batang tersebtrt. S'f 37 adalah baja serba guna yang merniliki kekuatan menengah dan memiliki tnampu las yang baik. Husil Perhitungan Rangka Mesin rf=zrs
F2=10kg
r20
ltol. 30 No. 2,'15 Septenthcr
Ir,r.
=t)
xMo
= = =
RB
l:, . 75 + F2. 400 -
I\.
200t: IIS-121
950
2.75+10.400-I{8.950 4150 950
,
RB
.=
Xtr{"
=0
IHt"
= R^. 95()-Fr. 875-F,. 550 - R. 950 - 2.875 - 10.550 = 7250
R.
4.37 Kg
9s0 = 7,63 Kg
RA
l.
Mdmen-momen
Mo:0
Mr: 572,25 kg mm Mo : 2402k9 mm (momen max) Mu:0
:
)
Momen Inersia untuk besi kanal L sama sisi sebesar
3.
8.97 rnma Harga tegangan tarik rnaksimum terjadi pada batang AB dimana tedadi moment maksimum
M.Y
th L:-
I
_
2402 .9,97 0,228
:
x
106
0,09 kg / mm2 121
Perhitungan Kekuatan Rongka Pada,..... (Sri llitlotlo
4.
clan
A. Noor
Seh,o.
HD)
Bahan rangka dari besi siku ST 37 dengan tegangan tarik maksimum adalah 37 kg/mm2, sehingga tegangan ijin bahan adalah :
_ o bahan Sf, *St
.
:37 ,
6x2
:
3.08 kgimnr:
KESTMPULAN
L
2.
Kesirnpulan dari HasilAnalisa Perhitungan Rangka horisontal dengan bahan rangka terbuat dari besi siku ST 37 mempllnyai tegangan tarik maksmLun adalali 37 (kg/mm:) berproftl sama sisi. lvlornen 'inersia yang terjadi pada besi kanal [. sama sisi r-' (8,97 rnrn{). Harga tegangan tarik maksimum bahan tersebut adalah 3,08 kg/mm:. konsentrasi tegangan tarik maksimum pada rangka horisontal terjadi pada batang AB dimana ter.jadi momen rnaksimum 0.09 kg/mm'. Maka tegangan tarik maksimum I (0,09 kg/ mmt) < o 3,08 kg/mm2. jadi rangka aman digunakan terhadap tegangqn tarik. Kesimpulan dari Alat a, Alat ini merupakan mesin alternatif sebagai pembuat pelet (pakan ikan) dengan penggerak motor listrik, sehingga dapat membantu terutama dari segi efisiensi waktu dan tenaga yang lebih sedikit. b. Alat ini mempunyai desain yang sederhana, mudah perawatannya.
a.
122
I'ol. 30 No. 2, I5 Septemher 2008:
rMo
=0
rMo
= = =
R,b
Ir, . 75
+ F2. 400 -
I\.
IIS-l2l
950
2,75+10.400-l{8.950 4150 950
..
R.
=0
,Xtr.t,
r'tn
l.
4.37 Kg
::l ;;:].; ff,:':';
R^
=
R^
= 7,63 Kg
"'O 9,s0
Mcimen-momen
Mo=o
Mr: 572,25 kg mm : 2402kgmm (momen Mu:0 Mo
')
3.
max)
Momen Inersia untuk besi kanal L sama sisi sebesar 8.97 rnma Harga tegangan tarik rnaksimum terjadi pada batang
dimana tedadi moment maksimum
,r l,
:-
I\4. Y I
_
2402 .9,97 0,228
:
x
106
0,09 kg / mm2 121
:
AB
Perhitungan Kekuotan Rangka Pado...... (Sri llTtlotlo dan A. Noor Se4'o. HD)
4.
Bahan rangka dari besi siku ST 37 dengan tegangan tarik maksimum adalah 37 kg/mm', sehingga tegangan ijin bahan adalah :
o bahan
v
Sf, x Sf"
,
:37
6xZ
:
3,08 kg/mmr
KESIMPULAI\
L
2.
Kesirnpulan dari HasilAnalisa Perhitungan a. Rangka horisontal dengan bahan rangka terbuat dari besi siku ST 37 mempunyai tegangan tarik maksrnum adalalr 37 (kg/mm'z) berprofil sama sisi. iVlornen inersia yang terjadi pada besi kanal [. sama sisi Y (8.97 nrrnr), Harga tegangan tarik maksimum bahan tersebut adalah 3,08 kg/mm2. konsentrasi te-r{angan tarik maksimum pada rangka horisontal terjadi pada batang AB dimana ter.iadi momen maksimum 0.09 kg/mm2. Maka tegangan tarik maksimum I (0,09 kg/ mmt) < o 3,08 kg/mm2" jadi rangka aman digr,rnakan terhadap tegangan tarik. Kesimpulan dari Alat a, Alat ini merupakan mesin alternatif sebagai pembuat pelet (pakan ikan) dengan penggerak motor listrik, sehingga dapat membantu terutama dari segi efisiensi waktu dan tenaga yang lebih sedikit. b. Alat ini mempunyai desain yang sederhana, mudah perawatannya. 122
l''oL 30 No. 2,
I5 Septemher
2008
:
I
I5-121
SARAN Selain kesimpulan. dalam bab ini juga men,vertakan saransaran yang erat kaitannya dengan penger.iaan Tugas Akhir. Untuk Mahasisrva
1.
a. Utamakan peningkafan keterampilan
(skill), pengetahuan, panalaran. serta analisa menurut
kemampuan yang sesuai dan setiap Mahasiswa Meriguasai dan memahami materi terhadap Tugas Akhir, yakni mulai dan perencanaan. persiapan, Pelaksanaan, sampai tahap pelaporan hasil Tugas Akhir. c. Pentingnya hubungan tirnbal balik dengan dosen dalam lingkungan kampus agar tercipta kondisi kekeluargaan sehingga dapat memperlancar proses , pembuatan Tugas Akhir. d. Mencari informasi sebanyak mungkin masalah perkembangan teknologi yang baru dan dunia luar dan siapkanlah diri guna menghadapi perubahan di Era Globalisasi. Untuk Universitas Tidar Magelang a. Pihak kampus diharapkan lebih mendorong dan merangsang mahasiswa untuk berfikir lebih kreeatif, terutama dalamhat penerapan ilmu yang diterima oleh mahasiswa selama di bangku kuliah, serta sebagai tolok ukur keberhasilan dan proses belajar mengajar di Universitas Tidar Magelang. b. Lembaga hendaknya menghargai serta ikut merawat hasil Tugas Akhir dan Mahasiswa (khususnya Rancang Bangun), karena dapat dijadikan wahana belajar dan mahasiswa tingkat berikutnya.
b.
Z.
123
Perhitungan Kekuatan Rangtu Pada...... (Sri llTtlotlo dan A. Noor Set.to. HD)
DAF'TAR PUSTAKA 1.E.P. Povop danZainul Astamar. (1994). Mekanika Telcnik (A'[echanics of Material). Jakarta: Erlangga. 2.Jac. Stock & C Kros. "Element-elentent Mesin", Edisi ke' 21. Penerbit Erlangga. Jakarta. 1994. 3.Wahyudin K & Whjoe Hidayat. "Pengetahuun Lctgum 2"'. Penerbit Departemen Pendidikan dan Kebudayaan
124
