RANCANG BANGUN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA MANUNGGAL DI KADIPIRO SOLO (MEKANISME PENGHANCUR)

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

RANCANG BANGUN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA MANUNGGAL DI KADIPIRO SOLO (MEKANISME PENGHANCUR) PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi DIII Teknik Mesin

Disusun oleh :

IRWAN PAMUJI I8109025

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 commit to user


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PENGESAHAN Proyek Akhir Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dengan judul :

RANCANG BANGUN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA MANUNGGAL DI KADIPIRO SOLO (MEKANISME PENGHANCUR) disusun oleh:

IRWAN PAMUJI I8109025 Telah dapat disahkan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya.

Surakarta,………………………………. Pembimbing I

Pembimbing II

Purwadi Joko Widodo, ST, MKom. NIP.19730126 199702 1 001

Teguh Triyono, ST. NIP. 19710430 199802 1 001

Mengetahui Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Heru Sukanto, MT. NIP. 19720731 199702 1 001 commit to user ii


digilib.uns.ac.id

HALAMAN MOTTO

adya. (Hitam Putih) sXlNV pg6‘

engan judul : /\x Sc euo1 (Hitam Putih) sXNVlpg6

ALNAM (penulis)

sXNlV pg6‘ (penulis) sXlNV pg6‘

MEKSIAN ME PENU CAGH )R

sXVNlpg6‘ © Ä (penulis)

commit to user iii


digilib.uns.ac.id

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya kecil ini ku-persembahkan kepada :

1. Allah SWT, karena dengan rahmat serta hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan `Tugas Akhir ini dengan baik serta dapat menyelesaikan laporan ini dengan lancar. 2. Kedua Orang Tuaku yang aku sayangi dan cintai yang telah memberi dorongan moril maupun materil serta semangat yang tinggi sehingga penulis dapat menyelesikan tugas akhir ini. 3. Adekku Heri Setiawan yang aku sayangi, terimaksaih telah membuat penulis selalu bersemangat, ayo kejar terus cita-citamu. 4. Thanks to Mayasari yang selalu memberikan support serta dukungannya. 5. Teman-teman DIII Produksi dan Otomotif angkatan 09’. 6. Sobat senasib seperjuanganku, Mei Anang Kurnianto dan Muhammad Muzaki

dan teman-teman lainnya terimakasih atas semua bantuan yang telah diberikan kepada penulis, apapun bentuknya.

commit to user Irwan Pamuji iv


digilib.uns.ac.id

” Rancang Bangun Mesin Penghancur Styrofoam Untuk UKM Cipta Karya Manunggal Di Kadipiro Solo (Mekanisme Penghancur)”

ABSTRAKSI Proyek akhir ini bertujuan untuk merencanakan 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. Alat ini terdiri dari motor listrik, pully, v-belt dan gerinda sikat sebagai pisau potong. Dalam proses pembuatan alat ini meliputi 3 tahap, yaitu merencanakan dan mendesain alat, perhitungan dan gambar serta pembuatan dan pengujian alat. Mesin ini menghasilkan styrofoam yang telah hancur dan bertekstur dengan ketebalan 1-2mm untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal. Alat ini menggunakan daya motor 1 HP dengan kecepatan 1400 rpm, serta biaya keseluruhan untuk pembuatan alat tersebut adalah 2.566.000.

Kata kunci : Styrofoam, poros, bantalan, pasak.

commit to user

KATA PENGANTAR v


digilib.uns.ac.id

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia dan hidayahNya. Sehingga laporan Tugas Akhir dengan judul ”Rancang Bangun Mesin Penghancur Styrofoam Untuk UKM Cipta Karya Manunggal Di Kadipiro Solo (Mekanisme Penghancur)” ini dapat terselesaikan dengan baik tanpa halangan suatu apapun. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mata kuliah Tugas Akhir dan merupakan syarat kelulusan bagi mahasiswa DIII Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta dalam memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md). Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih atas bantuan semua pihak, sehingga laporan ini dapat disusun. Dengan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Allah SWT yang selalu memberikan limpahan rahmat dan hidayah-Nya. 2. Bapak dan Ibu atas segala bentuk dukungan dan doanya. 3. Bapak Heru Sukanto, MT, selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Bapak Purwadi Joko Widodo, ST. MKom. selaku pembimbing I. 5. Bapak Teguh Triyono, ST. selaku pembimbing II. 6. Bapak Jaka Sulistya Budi, ST. selaku koordinator Tugas Akhir. 7. Laboratorium Proses Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta, tempat pengerjaan alat dan Laboran Mas Endriyanto serta Mas Arifin. 8. Rekan-rekan DIII Produksi dan Otomotif angkatan 2009 9. Sahabatku Mei, Zaki dan Maya yang selalu memberikan motivasi. Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik, pendapat dan saran yang membangun dari pembaca sangat dinantikan. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca bagi pada umumnya, Amin. Surakarta,

Juli 2012

Penulis commit to user vi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ...................................................................................

i

HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................

ii

HALAMAN MOTTO .................................................................................

iii

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................

iv

ABSTRAKSI................................................................................................

v

KATA PENGANTAR .................................................................................

vi

DAFTAR ISI ................................................................................................

vii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................

ix

DAFTAR NOTASI ......................................................................................

xi

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 Proyek Akhir........................................

2

BAB II DASAR TEORI ............................................................................

3

2.1. Statika....................................................................................

3

2.2. Gaya ......................................................................................

5

2.3. Poros......................................................................................

6

2.4. Pasak .....................................................................................

9

2.5. Bantalan ................................................................................

10

2.6. Pelapisan ...............................................................................

11

2.7. Waktu Permesinan ................................................................

12

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR ALAT PENGHANCUR STYROFOAM ...............................................................................

14

3.1. Pengertian..............................................................................

14

3.2. Diagram Alir Proses Perancangan ........................................

14

3.3. Perhitungan Gaya Pada Pisau ............................................... commit to Pemotong user 3.4. Perhitungan Diameter Poros ................................

16

vii

17


digilib.uns.ac.id

3.5. Perhitungan Pasak .................................................................

25

3.6. Perhitungan Bantalan ............................................................

26

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN ALAT PENGHANCUR STYROFOAM ...............................................................................

27

4.1. Pembuatan Poros Pisau .........................................................

27

4.2. Pembuatan Cover ..................................................................

31

4.3. Pembuatan Laci Tempat Hasil ..............................................

32

4.4. Pembuatan Hopper ................................................................

33

4.5. Pembuatan Tutup Kepala Pisau ............................................

34

4.6. Mengeset Motor ....................................................................

35

4.7. Merangkai Mesin ..................................................................

35

4.8. Uji Kelayakan .......................................................................

36

4.9. Mengecat Alat .......................................................................

36

4.10. Estimasi Biaya.......................................................................

38

BAB V PENUTUP .....................................................................................

39

5.1. Kesimpulan ...........................................................................

39

5.2. Saran .....................................................................................

40

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

commit to user viii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Arah gaya normal porsitif .........................................................

3

Gambar 2.2 Arah gaya normal negatif ..........................................................

3

Gambar 2.3 Arah gaya geser positif..............................................................

3

Gambar 2.4 Arah gaya geser negatif .............................................................

4

Gambar 2.5 Arah momen lentur positif ........................................................

4

Gambar 2.6 Arah momen lentur negatif .......................................................

4

Gambar 2.7 Beban terpusat ...........................................................................

4

Gambar 2.8 Beban terbagi rata .....................................................................

5

Gambar 2.9 Tumpuan rol ..............................................................................

5

Gambar 2.10 Tumpuan sendi ........................................................................

5

Gambar 2.11 Tumpuan jepit .........................................................................

5

Gambar 3.1 Diagram perencanaan dan perhitungan .....................................

14

Gambar 3.2 Desain rancangan tampak samping ...........................................

15

Gambar 3.3 Desain rancangan tampak depan ...............................................

15

Gambar 3.4 Torsi pada poros ........................................................................

16

Gambar 3.5 Susunan pisau dan gambar gaya pada belt ................................

17

Gambar 3.5 Uraian gaya T1 dan T2 pada belt ..............................................

17

Gambar 3.6 Uraian gaya vertikal ..................................................................

18

Gambar 3.7 Keseimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal ..........

19

Gambar 3.8 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal...........................

19

Gambar 3.9 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal...........................

20

Gambar 3.10 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal .....................

20

Gambar 3.11 NFD, SFD dan BMD gaya vertical .........................................

21

Gambar 3.12 Uraian gaya horizontal ............................................................

22

Gambar 3.13 Keseimbangan gaya dan titik potong gaya horizontal ............

22

Gambar 3.14 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal.....................

23

Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan horizontal.................

23

Gambar 3.17 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal ......................

24

Gambar 4.1 Poros pisau ................................................................................

27

Gambar 4.2 Plat tampak depan ukuran 350toxuser 540 mm ................................. commit

31

ix


digilib.uns.ac.id

Gambar 4.3 Plat tampak depan ukuran 230 x 365 mm .................................

31

Gambar 4.4 Plat tampak depan ukuran 230 x 540 mm .................................

32

Gambar 4.5 Jari-jari laci................................................................................

32

Gambar 4.6 Laci tampak depan ....................................................................

33

Gambar 4.7 Laci 3D ......................................................................................

33

Gambar 4.8 Hopper tampak depan ...............................................................

33

Gambar 4.9 Hopper tampak samping ...........................................................

34

Gambar 4.10 Tutup kepala pisau tampak samping .......................................

34

Gambar 4.10 Alat penghancur styrofoam .....................................................

37

commit to user x


digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI

鵰

= Gaya tangensial (N) = Gaya gravitasi (m/s2) = Gaya (N) = Torsi (N.m)

r

= Jari-jari (mm)

H

= Daya (watt)

N

= Putaran (rpm)

T1

= Gaya tegang pada sisi kencang sabuk (N)

T2

= Gaya tegang pada sisi kendor sabuk (N)

R

= Radius puli (mm)

P

= Daya (watt)

M

= Momen bending (N.mm)

L

= Panjang jarak terhadap gaya (mm)

Te

= Momen ekuivalen (N.mm)

Fs

= Tegangan geser (N/mm2)

D

= Diameter poros (mm)

W

= Lebar pasak (mm)

T

= Tebal pasak (mm)

ℓ

= Panjang pasak (mm)

Fc

= Tegangan geser bahan pasak (N/mm2)

We

= Beban ekuivalen (N)

Fr

= Faktor beban radial

V

= Faktor putaran

Wr

= Beban radial (N)

Wt

= Beban aksial (N)

Yt

= Faktor beban aksial

Ks

= Faktor keamanan

L

= Umur pakai (putaran)

K

= Konstanta

LH

= Umur pakai (jam)

commit to user xi


digilib.uns.ac.id

Tn

= Waktu pemakanan (menit)

L

= Panjang pemakanan

Si

= Pemakanan (mm/rpm)

V

= Kecepatan putar (mm/menit)

A

= Pendekatan jarak pisau (mm)

f1

= Pemakanan per gigi (mm)

z

= Jumlah gigi potong pada pisau frais (buah)

w

= Lebar pemakanan

commit to user xii


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang Adanya kebutuhan dari UKM Cipta Karya Manunggal Jl. Kerinci dalam 6, No 16b, Sambirejo RT 03/09, Kadipiro, Solo, akan adanya alat penghancur styrofoam yang berguna untuk campuran batako yang akan diproduksi secara terus menerus. Alat terdiri dari pisau penghancur, sabuk V (V-Belt) sebagai sistem transmisi, dengan menggunakan motor 1 HP. Alat pengahancur styrofoam ini dirancang untuk meminimalisasi pengerjaan penghancuran styrofoam secara manual, dimana styrofoam diparut menggunakan parutan kelapa. Kelemahan dalam pengerjaan penghancuran styrofoam secara manual adalah berbahaya terhadap tangan karena terjadi kontak langsung antara tangan dan pisau pemotong, selain itu juga dapat memakan waktu yang relatif lama dibandingkan dengan menggunakan alat ini. Alat ini mampu menghancurkan styrofoam seberat 35 gram dalam waktu 1 menit. Jadi, dalam 1 jam alat ini dapat menghasilkan 2,1 kg styrofoam. Selain itu juga lebih aman dalam penggunaannya dibandingkan dengan alat yang digunakan secara manual, karena kita hanya perlu memasukkan styrofoam melalui hopper yang selanjutnya akan terpotong oleh pisau pemotong.

1.2 Perumusan Masalah Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat penghancur styrofoam dengan sabuk V sebagai sistem transmisi, dan sumber motor listrik sebagai sumber energi.

1.3 Batasan Masalah Batasan masalah proyek ini yaitu tentang perhitungan dimensi poros, bantalan, dan kekuatan pasak pada mesin penghancur limbah styrofoam. 1.4 Sistematika Penulisan Dalam penulisan laporan proyek akhir ini menggunakan sistematika atau commit to user format penulisan sebagai berikut:


digilib.uns.ac.id 2

a. Bab I Pendahuluan, berisi tentang latar belakang, sistematika penulisan, perumusan masalah, batasan masalah tujuan proyek akhir. 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 dan saran.

1.5 Tujuan dan manfaat proyek akhir a. Tujuan Proyek Akhir ·

Untuk merancang dan membuat alat penghancur sytrofoam yang digunakan sebagai campuran batu batako di UKM Cipta Karya Manunggal.

b. Manfaat Proyek Akhir ·

Teoritis Memperoleh pengetahuan dan pemahaman mengenai perancangan alat serta menciptakan suatu unit rekayasa yang efektif dan efisien dibandingkan alat sejenis yang telah ada.

·

Praktis Menerapkan

ilmu

yang

sudah

diperoleh

selama

kuliah

dengan

mengaplikasikannya dalam suatu bentuk karya nyata dalam sebuah ornament alat penghancur styrofoam dan melatih ketrampilan dalam proses produksi yang 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. 2.1.1.1. Macam-macam gaya 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 dapat dilihat pada gambar 2.1 dan gaya normal negatif pada gambar 2.2: 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 dapat dilihat pada gambar 2.3 dan gaya geser negatif pada gambar 2.4:

commit to user


digilib.uns.ac.id 4

Gaya geser positif = patah dan putaran searah jarum jam

Gambar 2.3. Arah geser positif 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 dapat dilihat pada gambar 2.5 dan momen lentur negatif pada gambar 2.6 : 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.

commit to user


digilib.uns.ac.id 5

2.1.4. Klasifikasi beban menurut letaknya a. Beban terpusat atau beban titik, adalah beban yang bertitik tangkap disebuah titik seperti yang dapat dilihat pada gambar 2.7 :

Gambar 2.7. Beban terpusat

b. Beban terbagi rata, adalah beban yang terbagi rata keseluruh batang seperti yang terlihat pada gambar 2.8 :

Gambar 2.8. Beban terbagi rata

2.1.5. Jenis- jenis tumpuan a. Tumpuan rol, tumpuan yang hanya bisa menerima beban aksial saja. Tumpuan rol dapat dilihat pada gambar 2.9:

Gambar 2.9. Tumpuan rol b. Tumpuan sendi, tumpuan yang bisa menahan beban radial dan beban aksial. Tumpuan sendi dapat dilihat pada gambar 2.10:

Gambar 2.10. Tumpuan sendi c. Tumpuan jepit, tumpuan yang bisa menahan tiga beban yaitu, radial, aksial dan momen. Tumpuan jepit dapat dilihat pada gambar 2.11:

Gambar 2.11. Tumpuan jepit commit to user


digilib.uns.ac.id 6

2.2. Gaya Pada perencanaan mesin ini terdapat gaya-gaya sebagai berikut: 2.2.1. Gaya Gaya dirumuskan sebagai berikut: 銰. ꉨ 9

....................................................................... (2.1) (Khurmi & Gupta, 2005)

Keterangan : 銰 ꉨ gaya ꌰN

9 ꉨ massa ꌰkg

ꉨ gravitasi ꌰm/s

2.2.2. Torsi Torsi dirumuskan sebagai berikut: 䟠ꉨ銰

䟠 ꉨ 銰t

............................................................................ (2.2) (Hamrock, dkk, 1999)

keterangan ∶ 䟠 ꉨ Torsi ꌰN m l = Jarak (m)

銰t ꉨ gaya tangensial ꌰN ꉨ Jari

jari (m)

2.3. Poros 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. 2.3.1. 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. commit to user


digilib.uns.ac.id 7

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. 2.3.2. 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 lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu 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 commit to user


digilib.uns.ac.id 8

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. 2.3.3. Persamaan yang dipakai dalam perhitungan poros a. Momen puntir ekuivalen Momen puntir ekuivalen dirumuskan sebagai berikut: T = (T1 - T2 ). R .......................................................................

(2.4)

(Khurmi & Gupta, 2005)

Keterangan : T

= Torsi pada poros (Nm)

T1

= Gaya tegang pada sisi kencang sabuk (N)

T2

= Gaya tegang pada sisi kendor sabuk (N)

R

= Radius pulley (mm)

P × 60 ............................................................................... (2.5) 2 ×p × n (Khurmi & Gupta, 2005) Keterangan :

T=

P

= Daya (watt)

n

= Putaran poros (rpm)

b. Momen gaya yang terjadi pada poros : M = F . L ................................................................................. (2.6) (Khurmi & Gupta, 2005) Keterangan : M

= Momen bending (N mm)

F

= Gaya yang terjadi (N)

L

= Panjang atau jarak terhadap gaya (mm)

c. Momen Equivalen Me = ½ (M + M 2 + T 2 ) ..…..……………………………… (2.7) (Khurmi & Gupta, 2005) Keterangan : Me

commit to user = Momen Equivalen (N mm)


digilib.uns.ac.id 9

M

= Momen gaya (N mm)

T

= Torsi atau momen puntir (N mm)

d. Diameter Poros

sb

Me = d

=

3

³ .......................................................................... (2.8) (Khurmi & Gupta, 2005) 32.Me p .s b

Keterangan : d = Diameter poros (mm)

s b = Tegangan ijin bahan (N/mm2) Me = Momen equivalen (Nmm)

2.4. Pasak Pasak merupakan suatu komponen pendukungyang berfungsi untuk menyatukan atau mengambungkan 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: commit to user


digilib.uns.ac.id 10

a. Mencari lebar pasak Lebar pasak dirumuskan sebagai berikut:

D ............................................................................................ (2.9) 4 (Khurmi & Gupta, 2005) b. Mencari tebal pasak w=

Tebal pasak dirumuskan sebagai berikut:

2 w ......................................................................................... (2.10) 3 (Khurmi & Gupta, 2005) c. Mencari panjang pasak t=

Panjang pasak dirumuskan sebagai berikut :

p .D 2 ℓ= ...................................................................................... (2.11) 8.w (Khurmi & Gupta, 2005) d. Menguji kekuatan pasak terhadap kekuatan poros Menguji kekuatan pasak terhadap poros dirumuskan sebagai berikut: T

=

. w . r . ...................................................................... (2.12)

(Khurmi & Gupta, 2005) Keterangan : D

= Diameter poros (mm)

T

= Torsi poros (Nmm)

ℓ

= Panjang pasak (mm)

.

= Tebal pasak (mm) = Lebar pasak (mm) = Tegangan geser ijin bahan pasak (N/mm²)

2.5. Bantalan Bantalan adalah suatu alat dimana beban utama dialihkan melalui elemen titik kontak yang menggelinding, jadi bukan pada persinggungan yang meluncur. Dengan adanya bantalan ini maka putarannya menjadi halus dan poros lebih tahan lama. 2.5.1. Adapun macam-macam bantalan antara lain: 2.5.1.1 Atas dasar gesekan bantalan commit to userterhadap poros



a. Bantalan luncur, Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara bantalan dengan poros karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumasan. b. Bantalan gelinding, Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol, rol jarum, rol bulat. 2.5.1.2 Atas dasar bebas terhadap poros a. Bantalan radial, Arah beban dari bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros. b. Bantalan aksial, Arah beban dari bantalan ini adalah sejajar dengan sumbu poros. c. Bantalan sliding khusus, Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus dengan sumbu poros. Perhitungan bantalan selalu pada akhirnya sampai pada umur bantalan. Perhitungan ini merupakan perbandingan antara batas-batas nominal dari jenis dan ukuran bantalan yang sangat banyak jumlahnya terhadap pembebanan (besarnya beban ekuivalen) dan angka putaran ekuivalen dalam pemakaiannya, diperoleh hubungan antara umur pakai (L) dengan satuan putaran, batas beban nominal dinamik (C). 2.5.2 Rumus yang dipakai dalam perhitungan bantalan a. Beban ekuivalen Beban ekuivalen adalah gabungan antara beban radial dengan beban aksial. Beban ekuivalen yang terjadi pada bantalan dirumuskan sebagai berikut: We =( Xr. V . Wr + Yt. Wt) . Ks …........................................... (2.13) ((Khurmi & Gupta, 2005) Keterangan :

We = Beban ekuivalen (N) Xr = Faktor beban radial V = Faktor putaran 1,0 = untuk ring dalam yang berputar 1,2 = untuk ring luar yang berputar W r = Beban radial (N) commit to user



Wt = Beban aksial (N) Yt = Faktor beban aksial Ks = Faktor keamanan 1,0 = untuk beban terpusat dan merata 1,5 = untuk beban kejut ringan 2,0 = untuk beban kejut menengah 2,5 = untuk beban kejut berat

2.6. Pelapisan Setelah selesai melakukan pengelasan kemudian dilakukan pelapisan terhadap rangka tersebut. Hal ini bertujuan agar rangka tersebut dapat terlindungi dari proses korosi yang dapat menyebabkan rangka menjadi rapuh dan kompos. Disamping itu juga dapat untuk memperindah bentuk dari rangka yaitu pengecatan. Adapun langkah-langkah dari pengecatan, antara lain : a. Pembersihan, Sebelum pengecatan dilakukan sebaiknya rangka tersebut dibersihkan telebih dahulu dari karat atau kotoran-kotoran yang melekat pada rangka dengan menggunakan ampelas, kemudian dicuci dengan air (kalau diperlukan). b. Pengecatan, Setelah seluruh permukaan dari rangka 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 ke dalam kaleng yang dihubungkan langsung dengan kompresor. - Setelah kompresor dihidupkan, semprotkan cat tersebut pada rangka dengan tipis-tipis dan secara merata. - Setelah selesai semua atau sudah merata, tunggu hingaa 15 menit untuk dilakukan pengecatan ulang, kemudian dikeringkan. commit to user



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. 2.8.1 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 : 6ꉨ 䟠6 ꉨ

剀ǴǴǴ

.......................................................................... (2.16) (Hermann Jutz and Eduard Scharkus, 1966)

6

Keterangan :

........................................................................ (2.17) (Hermann Jutz and Eduard Scharkus, 1966)

Tn = waktu permesinan (menit) L = panjang pemakan (mm) Si = pemakanan (mm/rpm) N = putaran mesin (rpm) V = kecepatan putar (mm/menit)

2.8.2

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. commit to user Waktu permesinan pada mesin bor :


digilib.uns.ac.id 14 剀ǴǴǴ

6ꉨ

....................................................................... (2.18) (Hermann Jutz and Eduard Scharkus, 1966)

L = I + 0,3 d ......................................................................... (2.19) (Hermann Jutz and Eduard Scharkus, 1966) 䟠9 ꉨ

6 ........................................................................... (2.20) (Hermann Jutz and Eduard Scharkus, 1966)

Keterangan : L = panjang langkah (mm) d = diameter bor (mm) n = putaran mesin bor (rpm) St = pemakanan (mm/put)

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PERANCANGAN DAN GAMBAR

3.1 Pengertian Alat

penghancur

limbah

Styrofoam

ini

dirancang

untuk

menghancurkan limbah styrofoam dengan metode memarut material tersebut. Diharapkan nantinya limbah styrofoam ini dapat terolah kembali menjadi bahan campuran dalam pembuatan batako styrofoam.

3.2 Diagram Alir Proses Perancangan Proses perancangan alat penghancur limbah Styrofoam seperti terlihat pada diagram alir pada gambar 3.1:

Mulai

Perhitungan gaya pada pisau

Perencanaan sabuk dan pulley

Perhitungan daya motor

Perhitungan dimensi poros

Gambar rancangan kerja

kesimpulan

Gambar 3.1 Diagram Perencanaan dan Perhitungan commit to user 14



Desain rancangan tampak samping seperti terlihat pada gambar 3.2 dan desain rancangan tampak depan pada gambar 3.3:

Gambar 3.2 Desain rancangan tampak samping

commit to user Gambar 3.3 Desain rancangan tampak depan



3.3 Perhitungan Gaya Pada Pisau Dalam perhitungan ini dilakukan perhitungan gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan pisau pemotong. Perhitungan ini dilakukan dengan melakukan percobaan dengan cara meletakkan styrofoam diantara pisau dengan landasan pemotong yang kemudian pisau ditekan dengan gaya tertentu. Dalam percobaan ini, styrofoam yang digunakan sebagai sample memiliki dimensi 10x10x3cm. Gambaran percobaan yang dilakukan dapat dilihat pada lampiran 1. Styrofoam dimasukkan kemudian diberi beban sehingga pisau pemotong dapat bergerak dan memotong styrofoam. Berat beban yang digunakan bervariasi antara lain;11kg, 11,5kg, 12kg dan 12,5kg. Hasil percobaan yang didapat menunjukkan bahwa beban yang dibutuhkan untuk menggerakan pisau sehingga memotong styrofoam adalah 12,5 kg. Setelah diketahui total beban yang dibutuhkan untuk memotong styrofoam, dilakukan perhitungan gaya tangensialnya dengan menggunakan rumus : Ft

= m.g = 12,5 kg . 10 m/s2 = 125 N

Gaya tangensial yang dibutuhkan untuk memutar poros tersebut dapat digambarkan seperti pada gambar berikut 3.4:

Gambar 3.4 Torsi pada poros Setelah diketahui gaya tangensial yang dibutuhkan, maka selanjutnya dapat dilakukan perhitungan torsi yang bekerja pada pisau pemotong. Torsi yang bekerja pada pisau pemotong dapat dihitung dengan menggunakan rumus : commit to user


Tpisau


= Ft . rpisau = 125 N . 76,2 mm = 9525 Nmm = 9,5 Nm

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

= ST 42

Tegangan ultimate bahan (σu )

= 42 N/mm2 (Lampiran 2)

Tegangan geser ijin (τ )

= 23 N/mm2

T1 = 163 N (dari perhitungan Sistem Transmisi) T2 = 11,5 N (dari perhitungan Sistem Transmisi) 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 3.5 Susunan pisau dan gambar gaya pada belt

Sin α α

=

r 2 - r1 76,2mm - 38,1mm = = 0,079 x 480

= 4,55°

commit to user



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

Gambar 3.6 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

= T1V – T2V + W puli = T1 . cos 捠 – T2 . cos 捠 + 3N

= 163 N . cos 4,55° - 11,5 N . cos 4,55° + 3 N = 163N . 0,99 – 11,5N . 0,99 + 3N = 161,37 – 11,385 + 3 N = 152,985 N DH

= T1 . sin 捠 – T2 . sin 捠

= 163 N . sin 4,55° - 11,5 N . sin 4,55° = 163 . 0,079 – 11,5 . 0,079 = 12,887 – 0,9085 = 11,94 N

commit to user



3.4.2. Uraian gaya vertikal Uraian gaya vertikal seperti terlihat pada gambar 3.7:

Gambar 3.7 Uraian gaya vertikal a. Kesetimbangan gaya luar ∑ Fx = 0

RAX = 0

∑ FY = 0

AV + CV = WB + DV

∑ MA = 0 WB . 95 – CV. 190 + DV . 260

= 0

70 . 95 – CV. 190 + 152,9 . 260

= 0

6650 – CV. 190 + 152,9 . 260

= 0

6650 – CV. 190 + 39754

= 0

∑ FY = 0

– CV. 190 + 46404

= 0

– CV. 190

= - 46404 櫰 6 

CV

=

CV

= 244,23 N (

쇸5

)

AV + CV = WB + DV AV + 244,23 N = 70N + 152,9N AV

= 70 + 152,9 – 244,23 N

AV to user = - 21,33 N ( commit

)



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

Gambar 3.8 Kesetimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal b. Kesetimbangan gaya dalam: Ø Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.9:

Gambar 3.9 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal Nx = 0 Vx = -21,33 N Mx = 21,33 . x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser

Momen

x=0

A

NA = 0

VA = -21,33 N

MA = 0

x = 95

B

NB = 0

VB = -21,33 N

MB = 2026,35Nmm

Ø Potongan y-y kiri seperti terlihat pada gambar 3.10:

Gambar 3.10 Reaksi dalam potongan y-y kiri vertikal commitgaya to user



Nx = 0 Vx = -Wb – Av = -91,33 N Mx = Av . x + WB.(x-95) Jarak

Titik Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen (Nmm)

x = 95

B

NB = 0

VB = -91,33

MB = 2026,35

x = 190

C

NC = 0

VC = -91,33

MC = 10703

Ø Potongan z-z kanan seperti terlihat pada gambar 3.11:

Gambar 3.11 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal Nx = 0 Vx = 152,9 N Mx = 152,9 . x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen (Nmm)

x=0

D

ND = 0

VD = 152,9 N

MD = 0

x = 70

C

NC = 0

VC = 152,9 N

MC = 10703

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

commit to user



Gambar 3.12 NFD, SFD dan BMD gaya vertikal 3.4.3. Uraian gaya horizontal Uraian gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.13:

Gambar 3.13 Uraian gaya horizontal c. Kesetimbangan gaya luar ∑ Fx = 0

RAX = 0

∑ FY = 0

AH + CH = DH

∑ MA = 0 DH . 260 – CH. 190

= 0

11,96 . 260 – CH. 190

= 0

3109,6 – CH. 190

= 0

– CH.

=

- 3109,6 190

CH to user = 16,36 N ( commit

)



∑ FY = 0

AH + CH = DH AH + 16,36 N

= 11,96 N

AH

= 11,96 – 16,36 N

AH

= - 4,4 N (

)

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

Gambar 3.14 Kesetimbangan gaya dan titik potong uraian gaya horizontal a.

Kesetimbangan gaya dalam : Ø

Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.15:

Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal Nx = 0 Vx = -4,4 N Mx = 4,4 . x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser (N)

Momen(Nmm)

x=0

A

NA = 0

VA = - 4,4

MA = 0

x = 190

C

Nc = 0

Vc = - 4,4

Mc = 836

commit to user



Ø Potongan y-y kanan seperti terlihat pada gambar 3.16:

Gambar 3.16 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan horizontal Nx = 0 Vx = 11,94 N Mx = 11,94 . x Jarak

Titik

Gaya Normal

Gaya Geser

Momen

x=0

D

ND = 0

VD = 11,94 N

MD = 0 Nmm

x = 70

C

NC = 0

VC = 11,94 N

MC = 836 Nmm

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

commit to user Gambar 3.17 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal



Ø Momen resultan terbesar antara momen vertikal dan horizontal : MR =

M V + MH 2

2

= 10.703 2 + 0,836 2 = 114,55 + 0,69 = 115,25 = 10,74 Nm Ø Momen ekuivalen : = ½ (M + M 2 + T 2 )

Me

= ½ .(10,74 + 10,74 2 + 9,5 2 ) = ½ . (10,74 + 115,3476 + 90,25 ) = ½ . 25,07 = 12,53933 N.m d. Perhitungan diameter poros yang diijinkan : d =

3

32.Me p .s b

=

3

32.12539,33 3,14.42

=

3

401258,79 131,88

=

3

3042,60 mm3 = 14,5 mm

Maka diameter poros pisau yang diijinkan minimal adalah 14,5 mm. Dalam kenyataanya poros yang digunakan adalah berdiameter 20 mm, jadi kontruksi dinyatakan AMAN. 3.5. Perhitungan Pasak Diketahui : Bahan pasak ST 37 dengan, � ijin

Dporos

= 21 N/mm² (lampiran 3) = 20 mm commit to user



w

=

t

=



堸

=

堸

. w = 2/3 . 5 = 3,3 mm

= .

Torsi poros motor

= ,쇸 .堸 .

= =

Ø

= 5 mm



= 31,4 mm

돨. 6 堸

.

滛堸 .6

堸 . ,쇸 .쇸

= 4,913 Nm

Menguji kekuatan pasak T

= .w.r.�

4,913 Nm = 31,4 mm . 5 mm . 10 mm. � 4913 Nmm = 1570 mm³ �

Karena τ AMAN.

= 3,13 N/mm² τ ijin yaitu 3,13 N/mm²

21 N/mm² maka pasak dinyatakan

3.6. Perhitungan Bantalan Direncanakan bantalan untuk poros pisau pemotong dengan data – data sebagai berikut : -

Beban radial (WR) = 11,94 N

-

Beban aksial (WA) = 222,985 N

Diketahui beban radial ( WR ) sebesar 11,94 N dan diameter poros ( d ) 20 mm, maka nomor bantalan yang digunakan adalah 204 dengan data – data sebagai berikut: -

Lebar bantalan : 14 mm

-

Diameter luar bantalan ( D ) : 47 mm

-

Kapasitas beban statis ( Co ) : 6550 N

-

Kapasitas beban dinamis ( C ) : 10000 N

Beban radial ekuivalen ( We ) yaitu dengan menggunakan persamaan : Beban radial ekuivalen statis ( We ) - Faktor radial x dan ycommit to user



WA / Co = 222,985/6550 = 0,03 Maka dari tabel didapat x = 0,56 dan y = 2 -

Faktor keamanan ( Ks ) = 1,0 (untuk beban merata dan terpusat)

-

Beban aksial ( WA ) = 222,985 N

-

Faktor rotasi ( v ) = 1 Maka, We = (x . v . WR + y . WA ) . Ks = ( 0,56 . 1 . 11,94 + 2 . 222,985 ) . 1,0 = 1357,96 N

Jadi bantalan dengan nomor 204 aman di pilih karena We < C ( 10400 N )

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pembuatan poros pisau 4.1.1. Material komponen Besi baja ST37 dengan dimensi ∅28 mm dan panjang 330 mm dan pahat yang digunakan adalah pahat TCT (Tungston Carbide Tipped tools).

Design poros pisau seperti terlihat pada gambar 4.1:

Gambar 4.1 Poros Pisau 4.1.2. Langkah-langkah pembuatan a. Membubut dari ukuran ∅28mm menjadi ∅25mm untuk bagian utama.

b. Membubut dari ukuran ∅25mm menjadi ∅22mm untuk di ulir sepanjang 120 mm.

c. Membubut dari ukuran ∅22 mm menjadi ∅20mm untuk tempat bearing yg di blok, Sepanjang 90 mm.

d. Membuat alur sedalam 1mm dengan panjang 5mm. e. Membuat ulir dengan ukuran M22 x 3 sepanjang 30mm. f. Membalik benda kerja g. Membubut dari ukuran ∅25mm menjadi ∅22mm untuk di ulir sepanjang 80 mm.

h. Membubut dari ukuran ∅22 mm menjadi ∅20mm untuk tempat bearing yg di blok,sepanjang 50 mm.

i. Membuat alur sedalam 1mm dengan panjang 5mm. j. Membuat ulir dengan ukuran M22 x 3 sepanjang 30mm.

commit to user



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

sepanjang

permukaan benda kerja. Ø Dept of cut ( kedalaman pemotongan ) t = D-d/2 = 28-25/2 = 1,5 mm rounghing = 0,4 x 3 = 1,2 finishing = 0,2 x 2 = 0,4 Ø Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing Feed motion ( s ) = interpolasi dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman & Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95. s = 0,4 mm Þ V = 45 m/min n =

45.1000 V.1000 = = 511,82 rev/min 3,14..28 pd

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 460 rpm. b). Proses finishing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman & Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95. s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min n=

V.1000 60.1000 = = 764,3 rev/min 3,14..25 pd

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 760 rpm. Ø Waktu pembubutan Troughing =

230 . 3 Li 690 = = = 3,75 menit n s 460 . 0,4 180

Tfinishing =

230 . 2 460 Li = = = 3 menit n s 760 . 0,2 152

T딠e딠it

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

b. Membubut poros diameter 25 mm menjadi ukuran diameter 22 mm. Ø Dept of cut ( kedalaman pemotongan ) d 22 t = D - = 25- = 1,5 mm to user commit 2 2



rounghing = 0,4 x 3 = 1,2 finishing = 0,2 x 2 = 0,4 Ø Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing Feed motion ( s ) = interpolasi dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman & Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95. S = 0,4 mm Þ V = 45 n =

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


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


Li = 20 . 3/460 . 0,4= 60/184= 0,3 menit ns

Tfinishing =

Li = 20 . 2/760 . 0,2 = 40/152 = 0,3 menit ns

T딠e딠it

= Troughing + Tfinishing = 7,5 + 5,5 = 13 menit

c. Membubut poros ukuran diameter 22 mm menjadi ukuran diameter 20 mm. Ø Dept of cut ( kedalaman pemotongan ) t = D-d/2 = 22-20/2 = 1 mm rounghing = 0,4 x 2 = 0,8 finishing = 0,2 x 1 = 0,2 Ø Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing commit to user

31 digilib.uns.ac.id


Feed motion ( s ) = interpolasi dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman & Eduard Scharcus. Westerman tables. 1996. Hal 95. S = 0,4 mm Þ n =

V = 45

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


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


Li = 100 . 3/460 . 0,4= 300/184= 1,6 menit ns

Tfinishing =

Li = 100 . 1/760 . 0,2 = 100/152 = 0,6 menit ns

T딠e딠it

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

d. Mengulir poros ukuran diameter 22 mm dengan ukuran M22 x 3 mm. e. Membalik benda kerja. f. Membubut poros ukuran diameter 25 mm menjadi ukuran diameter 22 mm. g. Membubut poros ukuran diameter 22 mm menjadi ukuran diameter 20 mm. h. Mengulir poros ukuran diameter 22 mm dengan ukuran M22 x 3 mm.

commit to user



4.2. Pembuatan cover 4.2.1. Material komponen Plat dengan tebal 0.8 mm 4.2.2. Langkah-langkah pembuatan a. Memotong plat dengan ukuran 350mmx540mm sabanyak 2 buah. b. Memotong plat dengan ukuran 230mmx532mm sebanyak 1 buah. c. Memotong plat dengan ukuran 230mmx540mm sebanyak 1 buah. 4.2.3. proses pembuatan a. Memotong plat dengan ukuran 350mmx540mm seperti pada gambar 4.2:

Gambar 4.2 Plat tampak depan b. Memotong plat dengan ukuran 230mmx365mm seperti terlihat pada gambar 4.3:

commit user Gambar 4.3 to Plat tampak depan



c. Memotong plat dengan ukuran 230mmx540mm seperti terlihat pada gambar 4.4:

Gambar 4.4 Plat tampak depan 4.3. Pembuatan laci tempat hasil 4.3.1. Material komponen Plat dengan tebal 0,88mm 4.3.2. Langkah-langkah pembuatan Memotong plat dengan dimensi 390mmx180mm dengan tinggi 150 mm. 4.3.3. Proses pembuatan a. Plat dengan 390 mm x 180 mm sebagai alasnya. Membending plat ukuran 140 mm x 390 mm, kanan kiri sesuai garis. Serta depan di bending dengan tinggi 150mm seperti terlihat pada gambar 4.5:

Gambar 4.5 Jari-jari laci b. Mengelas tik bagian tekukan siku. commit to user



c. Merapikan setiap ujung agar tidak lancip. Rancangan laci tampak depan seperti terlihat pada gamabr 4.6 dan laci seperti terlihat pada gambar 4.7:

Gambar 4.6 Laci tampak depan

Gambar 4.7 Laci 4.4. Pembuatan hopper 4.4.1. Material komponen Plat dengan tebal 0.88mm 4.4.2. Langkah-langkah pembuatan hopper Ø Memotong plat ukuran sesuai gambar Ø Membending sesuai tekukan 4.4.3. Proses pembuatan a. Membending plat sesuai gambar yang terlihat pada gambar 4.8

commit to user



Gambar 4.8 Hopper tampak depan a. Membending plat sesuai gambar seperti terlihat pada gambar 4.9:

Gambar 4.9 Hopper tampak samping 4.5. Pembuatan tutup kepala pisau 4.5.1. Material komponen Plat dengan tebal 0.88mm. 4.5.2. Langkah-langkah pembuatan a. Memotong plat dengan 450 mm x 180 mm b. Membending yang ukuran 250 mm x 180 mm c. Merivet ujung plat buat dilekatkan pada blok 4.5.3. Proses pembuatan Membending plat sesuai gambar seperti pada gambar 4.10:

commit to user



Gambar 4.10 Tutup kepala pisau tampak samping 4.6. 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. 4.7. 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.

commit to user 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. 4.8. 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 hopper. c. Mengambil hasilnya. 4.6.2. Proses pengujian a. Menekan tombol ON b. Memasukkan styrofoam ke dalam hopper 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 sehingga menjadi bagian styrofoam yang kecil-kecil, agar bisa masuk melalui hopper.

Kapasitas alat penghancur styrofoam ini dalam satu jam bisa memproduksi kurang lebih 1 kg styrofoam. 4.9. Mengecat Alat Mengecat mesin merupakan bagian dari performance mesin agar lebih menarik dan lebih menjual tentunya. 4.9.1 Membongkar mesin (untuk di Epoxy dan dicat) a. Melepas semua komponen b. Mengecat dasar mesin (Epoxy) c. Mengecat mesin

commit to user



4.9.2 Merangkai mesin 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 disediakan. ü Memasang poros ke dalam bantalan tersebut dan dipastikan kencang. ü Memasang as ukuran 8 mm penghubung blok, sebagai pengunci kepala pisau, bersamaan 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 Gambar 4.11 Alat penghancur styrofoam



4.10 Estimasi biaya Estimasi biaya sebagai berikut : No

Nama Komponen

Jumlah

Harga @

Jumlah Harga

1

Motor Listrik

1

Rp. 900.000,00

Rp. 900.000,00

2

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.

Rp. 50.000,00

Jumlah

1.000,00

5.000,00

Rp. 2.566.000,00

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

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan Alat

ini

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. Dimensi ukuran mesin, ukuran mesin dari hasil perakitan adalah panjangnya 400 mm, lebar 280 mmm, tinggi 650 mm b. Daya mesin, daya yang dibutuhkan untuk mengoperasikan alat penghancur styrofoam sebesar 1HP(0,75 kW) dengan putaran 1400rpm. Karena menurut perhitungan sudah cukup. c. Pengoperasian alat, pengoperasian alat ini dengan satu orang sudah cukup,

karena

alatnya

sangat

sederhana

dan

mudah

dalam

perawatannya. d. Harga mesin, alat dibuat dengan tujuan sebagai alat penghancur styrofoam untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal, dari hasil analisa total biaya sebesar Rp. 2.566.000 e. Penggunaan mesin, dengan menggunakan alat penghancur styrofoam ini maka proses pengahancuran styrofoam dapat lebih cepat dibanding secara manual. f. Puli, alat ini menggunakan puli bahan alumunium dengan ukuran puli kecil 76mm dan puli besar 152 mm. g. Poros, bahan poros dari baja karbon ST-42 dengan diameter 25 mm, dan panjang 330 mm. h. Rangka, untuk rangka menggunakan besi siku 50 mm x 50 mm x 4 mm dan untuk metode penyambungan menggunakan las listrik. commit to user



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. c. Operator diharapkan menggunakan masker ketika mengoperasikan alat penghancur styrofoam ini.

commit to user

RANCANG BANGUN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA MANUNGGAL DI KADIPIRO SOLO (MEKANISME PENGHANCUR)

Recommend Documents