RANCANG BANGUN SISTEM PENGUNGKIT MOULDING PADA MESIN PRESS BATAKO STYROFOAM DAN BOTOL PLASTIK

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

RANCANG BANGUN SISTEM PENGUNGKIT MOULDING PADA MESIN PRESS BATAKO STYROFOAM DAN BOTOL PLASTIK

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

Disusun Oleh : HARY PRASETYO NIM : I 8109019

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


digilib.uns.ac.id

BAB I PENDAHULUAN

I.1

Latar belakang Teknologi selalu mengalami perubahan dan perkembangan dari waktu ke

waktu. Hal ini sejalan dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan peningkatan kebutuhan manusia, karena teknologi diciptakan untuk memberikan kemudahan dan memenuhi kebutuhan manusia. Disisi lain dari setiap kebutuhan dan aktifitas manusia selalu menghasilkan sampah, dan jumlah sampah sejajar dengan besarnya aktifitas manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Sampah merupakan barang berbahaya bagi lingkungan dan pengelolaannya kian menjadi masalah yang mendesak di kotakota besar Indonesia. Styrofoam dan botol plastik merupakan contoh sampah yang menjadi permasalahan saat ini, dalam hal ini styrofoam dan botol plastik akan diolah menjadi barang yang dapat bermanfaat bagi manusia. Styrofoam akan dijadikan sebagai bahan campuran pembuatan batako ringan sedangkan botol plastik

akan

dimanfaatkan

untuk

membuat

berbagai

kerajinan.

Tetapi

permasalahan lain yang timbul adalah karena jumlah sampah botol plastik yang sangat besar, maka perlu dibutuhkan penanganan pengangkutan yang efektif. Dari kedua permasalahan tersebut terpecahkan solusi dengan pembuatan sebuah mesin press batako styrofoam yang dikombinasikan dengan mesin press botol plastik yang berkekuatan 20 ton. Dengan menggunakan mesin press tersebut maka dalam pembuatan batako akan lebih efektif dan hasilnya akan lebih baik. Mesin press ini mempunyai komponen – komponen yang cukup berat, salah satunya adalah mouldingbatako. Sehingga didalam pengambilan batako setelah prosess pengepresan, terjadi kesulitan apabila dilakukan dengan menggunakan tangan manusia. Komponen lain yang cukup berat adalah punch botol plastik, karena punch botol plastik tersebut cukup berat maka terjadi masalah lain yaitu punch tidak bisa kembali keposisi semula secara maksimal. Hal ini akan mengganggu mekanisme dari mesin ini. commit to user


digilib.uns.ac.id 2

Berdasarkan latar belakang diatas maka dalam proyek akhir ini mencoba untuk direncanakan sebuah alat atau sistem tambahan didalam mesin press tersebut sebagai solusi dari permasalahan – permasalahan yang ada. Sistem pengungkitmoulding merupakan alat tambahan yang akan dipasang untuk mempermudah dalam pengambilan hasil pengepresan (batako) serta untuk membantu mendorong punch kembali keposisi semula. Sistem pengungkit ini dihubungkan dengan salah satu komponen dari mesin press tersebut yaitu moulding. Dengan sistem pengungkit ini diharapkan dapat menambah efektifitas dari mesin press batako styrofoam dan botol plastik. I.2

Rumusan Masalah Rumusan masalah yang akan dibahas dalam laporan proyek akhir iniadalah

sebagai berikut : a. MouldingBatako

yang

berat

memberikan

kesulitan

didalam

pengambilan hasil pengepressan (batako) apabila dilakukan secara manual dengan tangan manusia. b. Punch pada mesin press tidak bisa kembali keposisi semula secara maksimal, sehingga dibutuhkan tambahan alat pada mesin press ini untuk membantu mendorong punch kembali keposisi semula. c. Mesin press batako styrofoam dan botol plastik membutuhkan tambahan suatu alat yang disebut sistem pengungkit untuk mengangkat

mouldingagar

dapat

mempermudahkan

dalam

pengambilan hasil pengepresan serta dapat membantu mendorong punch kembali keposisi semula. I.3

Batasan Masalah Adapun batasan – batasan

masalah yang akan diterapkan dalam

pembahasan laporan proyek akhir ini meliputi : a. Perhitungan kekuatan sistem pengungkit hanya difokuskan pada komponen – komponen yang dianggap paling kritis, diantaranya adalah poros pengungkit, sambungan las pada bantalan dan sambungan baut pada bush. commit to user


digilib.uns.ac.id 3

b. Didalam perencanaan dan perhitungan kekuatan pengungkit dan gaya yang diperlukan untuk pengoperasian pengungkit, koefisien gesekan pada bush dan tiang slidingdiabaikan. c. Beban yang diberikan dalam perhitungan keamanan komponen yang akan digunakan dalam sistem pengungkit diasumsikan sebesar 350 N diambil dari jumlah berat moulding, punch, dan piston silinder hidrolik. I.4

Metode Pembahasan Tahapan dalam pelaksanaandan penulisan laporan Proyek Akhir ini adalah

sebagai berikut : a.

Studi literatur Pencarian data – data mengenai mesin press batako dan plastik yang sudah

pernah

ada,

serta

mempelajari

literatur-literatur

yangberhubungandenganmesin pressuntuk memperoleh teori-teori yang dapat menunjang laporan ini. b.

Studi wawancara (interview) Pengambilan data dengan melakukan wawancara kepada dosen sipil untuk mengetahui standar karakteristik batako, serta wawancara di industri pembuatan paving yang prosesnya hampir mirip dengan proses pembuatan batako.

c.

Studi lapangan Pencarian data dengan cara melakukan tinjauan langsung di industri pembuatan paving untuk mengetahui kapasitas mesin yang digunakan serta untuk mengetahui karakteristik paving yang di produksi.

d.

Diskusi dan Analisa Permasalahan Proses diskusi dilakukan bersama – sama dengan teman satu kelompok serta dengan dua orang dosen pembimbing, sehingga masalah dapat terpecahkan dan mendapatkan kesimpulan serta saran perbaikan. commit to user


I.5

digilib.uns.ac.id 4

Tujuan dan Manfaat I.5.1

Tujuan Adapun tujuan proyek akhirini adalah merancang dan membangun

sistem pengungkit moulding pada mesin press batako styrofoam dan botol plastik untuk mempermudah dalam pengambilan hasil pengepresan serta dapat membantu mendorong punch kembali keposisi semula. I.5.2

Manfaat Adapun manfaat yang diperoleh selama melaksanakan kuliah Proyek

Akhirmeliputi : a. Pengoperasian mesin press batako styrofoam dan botol plastik menjadi lebih mudah dan lebih efektif dengan ditambahkannya sistem pengungkit moulding pada mesin press tersebut. b. Sistem pengungkit dapat diaplikasikan kedalam beberapa mesin press atau mesin lainnya yang mempunyai komponen – komponen yang cukup berat, sehingga sulit atau hampir tidak mungkin untuk diangkat dengan menggunakan tangan manusia. I.6

Tempat Dan Waktu Pelaksanaan Proyek Akhir ini dilaksanakan di : 1.

Bengkel Solo Metal Industry, Jl. Ir. Juanda 291, untuk peminjaman alat - alat yang digunakan dalam proses produksi dari tanggal 9 mei 2012 s/d 7 juni 2012.

2.

Laboratorium Proses Produksi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36A, Kentingan Surakarta dari tanggal 8 juni 2012 s/d 20 juni 2012 untuk perakitan dan trial mesin.

I.7

Sistematika Penulisan Penulisan laporan ini di uraikan dalam 5 (lima) Bab yaitu :

BABI

Pendahuluan Bab ini berisi tentang latar belakang dan permasalahan, tujuan dan materi dari proyek akhir, rumusan masalah, batasan masalah, commit to user


digilib.uns.ac.id 5

metode pengumpulan masalah serta data sistematika penulisan laporan. BAB II

Dasar Teori Bab ini menjabarkan pernyataan dan rumus yang digunakan dalam penyelesaian masalah dalam Proyek Akhir.

BAB III

Perencanaan dan Gambar Bab ini menejelaskan dan menjabarkan

tentang perencanaan

gambar dan perhitungangan kekuatan bahan yang akan digunakan untuk pembuatan mesin. BAB IV

Pembuatan dan Pembahasan Bab ini berisi tentang penjelasan langkah – langkah didalam pelaksanaan pembuatan mesin yang sesuai dengan perencanaan.

BAB V

Penutup Bab ini berisikan kesimpulan dan saran, dimana saran merupakan pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil Proyek Akhir serta merupakan jawaban dari rumusan masalah Proyek Akhir. Sedangkan saran berisi hal – hal yang dapat dilakukan untuk penyempurnaan atau pengembangan Proyek Akhir.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB II DASAR TEORI

II.1

Tinjauan Umum

II.1.1 Definisi Batako Batako merupakan bahan bangunan yang berupa bata cetak alternatif pengganti batu bata yang tersusun dari komposisi antara pasir, semen portland dan air dengan perbandingan1 semen : 7 pasir. Batako difokuskan sebagai konstruksi-konstruksi dinding bangunan nonstruktural. Bentuk dari batako/batu cetak itu sendiri terdiri dari dua jenis, yaitu batu cetak yang berlubang (hollow block) dan batu cetak yang tidak berlubang (solid block) serta mempunyai ukuran yang bervariasi.

a. Batako tidak berlubang

b. Batako berlubang

Gambar 2.1 Jenis Batako Batako adalah semacam batu cetak yang terbuat dari campuran trass, kapur, dan air atau dapat dibuat dengan campuran semen, kapur, pasir dan ditambah air yang dalam keadaan pollen (lekat) dicetak menjadi balok-balok dengan ukuran tertentu. Menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di Indonesia (1982) pasal 6, Batako adalah bata yang dibuat dengan mencetak dan memelihara dalam kondisi lembab. Menurut SNI 03-0349-1989, Conblock (concrete block) atau batu cetak beton adalah komponen bangunan yang dibuat dari campuran semen Portland atau pozolan, pasir, air dan atau tanpa bahan tambahan lainnya (additive), dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat commit user dinding. (Supribadi, 1986) dan dapat digunakan sebagai bahan untuk to pasangan


digilib.uns.ac.id 7

Dari beberapa pengertian diatas dapat ditarik kesimpulan tentang pengertian batako adalah salah satu bahan bangunan yang berupa batu-batuan yang pengerasannya tidak dibakar dengan bahan pembentuk yang berupa campuran pasir, semen, air dan dalam pembuatannya dapat ditambahkan dengan jerami sebagai bahan pengisi antara campuran tersebut atau bahan tambah lainnya (additive). Kemudian dicetak melalui proses pemadatan sehingga menjadi bentuk balok-balok dengan ukuran tertentu dan dimana proses pengerasannya tanpa melalui pembakaran serta dalam pemeliharaannya ditempatkan pada tempat yang lembab atau tidak terkena sinar matahari langsung atau hujan, tetapi dalam pembuatannya dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat dan dapat digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding. II.1.2 Batako Styrofoam Dewasa ini pemakaian plastik di Indonesia telah meningkat. Hal ini dikarenakan pemakaiannya yang lebih ekonomis, fleksibel dan sebagainya. Apalagi dalam pemakaian plastik berjenis polystyrene, yaitu styrofoam, telah banyak digunakan di Indonesia khususnya dalam hal packaging barang elektronik. Namun dibalik dari keunggulan dalam menggunakan styrofoam, ternyata menyimpan banyak bahaya, khususnya bagi kesehatan manusia. Para ahli lingkungan menyebutkan bahwa styrofoam sangat berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Namun hal tersebut bukan berarti mengurangi pemakaian styrofoam di Indonesia. Sebaliknya pemakaian styrofoam di Indonesia menjadi semakin meningkat, hal ini ditandai dengan semakin banyaknya limbah styrofoam bekas packaging dari bahan elektronik Masalah lain yang akan muncul dalam penggunaan styrofoam adalah pada limbah styrofoamnya. Seperti yang telah diketahui, styrofoam merupakan jenis plastik polystyrene yang memiliki sifat sangat sukar untuk didaur ulang. Adapun melalui proses pembakaran, tentunya akan mengeluarkan gas-gas toksik yang tentunya akan berbahaya bagi kesehatan manusia dan juga lingkungan. Sampai saat ini pun masalah daur ulang dari styrofoam merupakan masalah serius yang belum terpecahkan solusinya. Sehingga sampai saat ini sudah banyak negara-negara yang telah melarang penggunaanstyrofoam untuk beberapa commit to styrofoam user keperluan. Adapun di ITB, pemakaian dalam berbagai kegiatan


digilib.uns.ac.id 8

kemahasiswaan, unit, ataupun kegiatan himpunan telah dilarang oleh pihak rektorat, alasannya tidak lain karena masalah pendaur-ulangan dari material styrofoamtersebut yang sangat sukar. Namun, baru-baru ini limbah styrofoam bisa menjadi batako ataupun batu bata. Dengan proses sederhana, styrofoam dapat diubah menjadi produk yang lebih bermanfaat dengan harga bersaing dengan batako biasa. Dalam pengolahannyajuga akan dapat lebih menghemat bahan baku untuk membuat batako yang biasa. Pada pengolahannyastyrofoamdigiling seperti jagung, kemudian dicampur pasir dan ditambah semen, lalu dicetak. Dengan komposisi 50% styrofoam, 40% pasir, dan 10% semen. Sehingga dalam hal ini, penggunaan styrofoam akan dapat menghemat pasir dan semen sekitar 50%. Dalam hal kekuatannya, batako yang terbuat dari styrofoam ini cukup kuat, dan dari sifatstyrofoam sendiri yang memiliki sifat hidrofob (menolak air), sehingga membuat tanah tidak lembab. Pengolahan styrofoam menjadi batako ini merupakan suatu terobosan dari masalah atas kesulitan daur ulang dari styrofoam di banyak negara,yang tentunya akan menimbulkan banyak keuntungan dari segi ekonomi serta dari segi lingkungan hidup, serta dapat menjadi solusi alternatif atas masalah dari daur ulang limbah styrofoam.

Gambar 2.2 Batako Styrofoam Adapun keuntungan menggunakan Batako yang di campur dengan limbah styrofoam : a. Lebih tahan guncang b. Mampu meredam suara c. Menghemat 50% kebutuhan pasir d. Bobotnya lebih ringan commit to user e. Mampu menolak air


digilib.uns.ac.id 9

II.1.3 Limbah Botol Plastik Plastik

merupakan

suatu

bahan

polimer

yang

tidak

mudah

terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai. Sehingga penumpukan plastik bekas akan menimbulkan masalah bagi lingkungan hidup. Penumpukan plastik bekas terus bertambah disebabkan oleh sifat-sifat yang dimiliki plastik, antara lain tidak dapat membusuk, tidak terurai secara alami, tidak dapat menyerap air, dan tidak dapat berkarat, sehingga pada akhirnya menjadi masalah bagi lingkungan hidup. Upaya untuk menekan penumpukan plastik bekas seminimal mungkin dapat dilakukan dengan pemanfaatan kembali limbah plastik tersebut atau dengan daur ulang untuk dijadikan suatu produk mempunyai nilai bagi masyarakat. Ditinjau dari segi ekonomis dan aplikasinya plastik dibagi dalam dua golongan utama yaitu plastik komoditi dan plastik teknik. Plastik komoditi dicirikan dengan volumenya yang tinggi dan harganya yang murah, plastik ini biasanya dipakai sebagai lapisan pengemas, isolasi kawat dan kabel, barang mainan, film tipis dan lain sebagainya. Plastik teknik harganya lebih mahal dan memiliki sifat mekanik yang unggul serta daya tahan yang lebih baik, mereka bersaing dengan logam, keramik, dan gelas dalam berbagai aplikasi. Polyester merupakan plastik teknik yang utama yang mencapai 99% dari plastik teknik lainnya yang beredar dipasaran yang dipakai dalam bidang transportasi, konstruksi, bahan listrik dan elektronik, mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi rumah tangga (Stevens, 2001). Botol plastik kemasan air minum yang terbuat dari polyethylene terephthalateatau PET

merupakan golongan dari polyester. Botol plastik ini

didesain hanya untuk sekali pakai dan aman apabila dipakai 1-2 kali saja. Jika ingin memakainya lebih lama, tidak boleh lebih dari seminggu dan harus diletakkan di tempat yang jauh dari sinar matahari. Kebiasaan mencuci ulang dapat membuat lapisan plastik rusak dan zat karsinogen masuk ke air yang diminum. Sementara itu, di masyarakat masih

banyak

orang

yang

mempergunakan botol plastik bekas untuk dipakai berulang-ulang. Botol plastik bekas minuman mineral atauminuman ringanberukuran satu litermisalnya, sering digunakan sebagaitempat air minum. Bahkan botol plastik berukuran lebih kecil dan sudah diisi berulang-ulang commit sering to disimpan user di dalam mobil yang rawan


digilib.uns.ac.id 10

terkena panas. Perilaku diatas sangat membahayakan bagi kesehatan pemakainya sendiri. Masalah lain yang timbulkan oleh botol plastik ini adalah, dewasa ini limbah botol plastik yang jumlahnya semakin meningkat dari tahun ketahun. Sementara pengolahan dan penanganan limbah botol plastik itu sendiri sampai saat ini masih terdapat banyak kendala, salah satunya adalah dalam hal pengangkutan. Karena jumlahnya yang sangat banyak, maka diperlukan penanganan pengangkutan limbah botol plastik yang lebih efisien. Dalam hal ini salah satu caranya adalah dengan penggepengan atau pemipihanbotol plastik. Dengan demikian, maka pengangkutan limbah botol plastik dapat lebih efisien karena dapat mengangkut limbah botol plastik dalam jumlah yang lebih banyak dengan kondisi botol plastik yang sudah remuk atau memipih. Manfaat lain yang diperoleh dari peremukkan atau pemipihan limbah botol plastik ini adalah tidak adanya perilaku kecurangan yang mempergunakan limbah botol plastik untuk keperluan lain yang membahayakan bagi kesehatan manusia.

Gambar 2.3 Limbah Botol Plastik II.2

Sistem Pengungkit Pengungkit merupakan salah satu alat sederhana yang dapat digunakan

untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda. Sistem pengungkit terdiri dari tiga bagian utama yaitu : •

Titik Tumpu disebut juga dengan titik fulkrum, yaitu titik tempat batang ditumpu atau diputar. (RF)

•

Titik Beban yaitu bekerjanya beban. (P)

•

Titik Kuasa atau titik usaha yaitu bekerjanya gaya. (W) commit to user



Berdasarkan posisi atau kedudukan beban, titik tumpu, dan titik kuasa, pengungkit digolongkan menjadi tiga, yaitu pengungkit golongan pertama, pengungkit golongan kedua, dan pengungkit golongan ketiga. a. Pengungkit golongan pertama Pada pengungkit golongan pertama, kedudukan titik tumpu terletak di antara beban dan kuasa. Dalam hal ini, lengan usaha lebih panjang dari pada lengan beban, oleh karena itu keuntungan mekanis yang diperoleh lebih banyak. Beban dan usaha pada pengungkit golongan pertama ini mempunyai arah yang sama yaitu mengarah kebawah. Berikut ini adalah gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan pertama bersama dengan diagram benda bebasnya :

W

P

Gambar 2.4 Pengungkit Golongan Pertama (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) b. Pengungkit golongan kedua Pada pengungkit golongan kedua, letak titik bebannya terletak di antara titik tumpu dan kuasa.Sama seperti pengungkit golongan pertama, pengungkit golongan kedua lengan usaha lebih panjang dari pada lengan beban, oleh karena itu keuntungan mekanis yang diperoleh lebih banyak. Beban dan usaha pada pengungkit golongan kedua ini mempunyai arah yang berlawanan yaitu beban mengarah kebawah dan usaha mengarah keatas. Berikut ini adalah gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan kedua bersama dengan diagram benda bebasnya :

W

P Gambar 2.5 Pengungkit Golongan Kedua (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005) commit to user



c. Pengungkit golongan ketiga Pengungkit golongan ketiga ini letak titik kuasa terletak di antara titik tumpu dan titik beban. Pada pengungkit golongan ketiga lengan usaha lebih pendek dari pada lengan beban. Sama seperti pengungkit golongan kedua, beban dan usaha pada pengungkit golongan ketiga ini mempunyai arah yang berlawanan yaitu beban mengarah kebawah dan usaha mengarah keatas. Berikut ini adalah gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan ketiga bersama dengan diagram benda bebasnya :

W

P

Gambar 2.6 Pengungkit Golongan Ketiga (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005) Sistem pengungkit pada mesin press batako styrofoam dan botol plastik ini termasuk pada pengngkit golongan pertama, karena titik tumpu berada diantara titik kuasa dan titik beban. II.2.1 Beban dan Usaha Pada Sistem Pengungkit Dalam sistem pengungkit untuk mengetahui besarnya usaha yang diperlukan

dari suatu beban dapat ditentukan dengan persamaan berikut (R.S

Khurmi dan J.K Gupta, 2005) : l1

W

l2

P

Gambar 2.7 FBD Pengungkit Golongan Pertama (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) 𝑊 x 𝑙1 = 𝑃 x 𝑙2

(2.1)

atau

W l2 = commit to user P l1

(2.2)



Ket : W : Usaha P : Beban II.2.2 Perencanaan Poros Transmisi Pengungkit Dalam sistem pengungkit ini untuk menghubungkan antara lengan pengungkit bagian kanan dan lengan pnegungkit bagian kiri diperlukan suatu poros transmisi. Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk merencanakan berapa diameter poros tersebut agar aman terhadap beban yang diberikan (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005):

Gambar 2.8 FBD Poros Pengungkit (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005) a.

Momen pada A RB x l = P2 x (l1 +l3) + P1 x l1 = (P1 +

RA

P2) - RB

(2.3) (2.4)

b. Bending Moment C dan D C

= R A x l1

(2.5)

D

= R B x l2

(2.6)

c. Section Modulus

Z =

M 3 d 32

(2.7)

d. Bending Stress

σb = II.3

M z

(2.8)

Elemen Mesin

II.3.1 Sambungan Las Mengelas

adalah

menyambung dua bagian logam dengan cara commitmemakai to user bahan pengisi atau tanpa bahan memanaskan sampai suhu lebur dengan



pengisi. Dalam sambungan las ini, yang akan dibahas hanya bagaimana cara menghitung kekuatan hasil pengelasan saja, sedangkan bagaimana teknik pengelasan serta teorinya, akan diterangkan secara lebih terinci pada bagian proses permesinan. Sistem sambungan las ini termasuk jenis sambungan tetap dimana pada konstruksi dan alat permesinan, sambungan las ini sangat banyak digunakan. Perhitungan kekuatan sambungan las ini, disesuaikan dengan cara pengelasannya serta jenis pembebanan yang bekerja pada penampang yang dilas tersebut. II.3.1 .1 Tipe Sambungan Las Ada dua tipe utama dalam sambungan las yaitu lap joint dan butt joint. a. Lap Joint Ada tiga tipe sambungan las lap jointseperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.9 Tipe Sambungan Lap Joint (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005) b. Butt Joint Sambungan las butt joint mempunyai lima tipe yang dapat dilihat seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.10 Tipe Sambungan Butt Joint (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) II.3.1.2 Perencanaan dan Perhitungan Sambungan Las Dalam perhitungan sambungan las terdapat dua beban utama yaitu beban aksial dan beban eksentrik. Beban aksial adalah dimana letak beban tersebut tidak menimbulkan momen pada sambungan tersebut, sedangkan beban eksentrik commit las to user



adalah beban yang mempunyai jarak dengan sambungan las, sehingga akan menimbulkan momen pada sambungan las tersebut. Dalam pembahasan ini, akan lebih difokuskan pada jenis pembebanan eksentrik, karena

lebih banyak

digunakan dalam aplikasi proyek akhir ini. Ada dua jenis kasus sambungan las dengan pembebanan eksentrik. Berikut ini adalah rumus – rumus yang digunakan untuk perhitungan sambungan las dengan beban eksentrik pada kedua kasus tersebut (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) : 1.

Kasus Pertama : Sambungan mendapat pembebanan tegangan geser langsung dan tegangan lengkung. Ket : t = tebal plat = ukuran las l = panjang las e = lengan eksentrisitas Gambar 2.11 Beban Eksentrik Sambungan Las Pada Kasus Pertama (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) a. Luas throat ( leher ) las : 𝐴 = 𝑡x𝑙x2=2txl

= 2 x 0.707 𝑠 x 𝑙 = 1.414 𝑠 x 𝑙

(2.9)

b. Tegangan geser langsung pada samungan las :

𝜏=

𝑃

(2.10)

𝐴

c. Section Modulus las melalui throat :

Z =

t xl 2 x2 6

(2.11)

Untuk section modulus rumus disesuaikan dengan bentuk dari sambungan las, dan bisa diambil dari tabel 2.1 (Polar Momen Inersia dan Section Modulus Sambungan Las) d. Tegangan lengkung ( bending momen ) : 𝑀 =𝑃x𝑒

e. Bending Stress :

commit to user

(2.12)


digilib.uns.ac.id 16 𝑀

𝜎𝑏 =

(2.13)

𝑍

f. Tegangan normal maksimum : 1

𝜎𝑡 𝑚𝑎𝑥 =

2

g. Tegangan geser maksimum :

2.

Kasus Kedua :

𝜏𝑚𝑎𝑥 =

1

2

𝜎𝑏 +

1 2

�(𝜎𝑏 )2 + 4 𝜏 2

�(𝜎𝑏 )2 + 4 𝜏 2

(2.14)

(2.15)

Pada kasus kedua Sambungan mendapat pembebanan tegangan geser langsung dan tegangan geser karena momen. Ket : P = beban eksentrik l = panjang las tunggal e = lengan eksentrisitas s = lebar las t = tebal plat = ukuran las Gambar 2.12 Beban Eksentrik Sambungan Las Pada Kasus Kedua (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) a. Tegangan geser langsung : 𝑃 𝑃 = 𝐴 2𝑡 x 𝑙

𝜏1 =

𝑃

=

(2.16)

2 x 0.707 𝑠 x 𝑙

b. Tegangan geser karena momen :

Besar tegangan berbanding lurus dengan jarak dari titi G 𝜏2 𝑟2

=

𝜏=

𝜏

𝑟

𝜏2 𝑟2

= konstan

x2

(2.17)

dimana τ2 adalah tegangan geser maksimm pada jarak terjauh dan τ adalah tegangan geser pada jarak r. Luas dA pada jarak r dari G, gaya geser pada bagian ini adalah : = 𝜏 x 𝑑𝐴

(2.18)

c. Momen gaya geser terhadap G : 𝜏

𝑑𝑇 = 𝜏 x 𝑑𝐴 x 𝑟 = 𝑟2 x 𝑑𝐴 x r 2 2 commit to user

(2.19)



d. Momen reaksi total seluruh luasan las : 𝑇= 𝑃x𝑒=�

=

𝜏2 𝜏2 x 𝑑𝐴 x r 2 = � x 𝑑𝐴 x r 2 𝑟2 𝑟2

τ2 r2

x J

(2.20)

J = momen inersia polar dari luasan throat terhadap G (didapat dari tabel 2.1) e. Tegangan geser karena momen :

𝜏2 =

𝑇 x r2 𝐽

=

𝑃 x 𝑒 x 𝑟2 𝐽

(2.21)

f. Untuk mencari resultan tegangan pada A :

𝜏𝐴 = �(𝜏1 )2 + (𝜏2 )2 + 2𝜏1 x τ2 x cosθ

(2.22)

𝜃 = sudut antara τ1 dan τ2 , dan

cos 𝜃 = r1 /r2

Tabel 2.1 Polar Momen Inersia dan Section Modulus Sambungan Las (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

commit to user



II.3.1.3 Ukuran Sambungan Las Dalam standar ukuran sambungan las ada beberapa jenis ukuran sambungan las menurut tebal platnya. Berikut ini adalah tabel rekomendasi ukuran sambungan las berdasarkan tebal plat yang dilas. Tabel 2.2Rekomendasi Ukuran Minimum Sambungan Las (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

II.3.2 Sambungan Baut Baut dan Mur merupakan komponen teknik yang paling banyak digunakan dalam bidang konstruksi logam, baik untuk sipil, otomotif maupun permesinan. Komponen ini memiliki fleksibilitas dan kekuatan yang dapat diandalkan dan mudah dalam pemasangan/penggunaan, selain itu harganya juga cukup murah dan commit to user



sangat mudah didapatkan. Baut dan Mur yang banyak digunakan adalah dalam satuan Metrik (60°) dalam pembuatan dratnya. II.3.2.1 Perencanaan dan Perhitungan Sambungan Baut Tipe beban pada perhitungan kekuatan sambungan baut terdiri dari beban langsung dan beban eksentrik. Namun

dalam pembahasan ini, akan lebih

difokuskan pada jenis pembebanan eksentrik yang lebih banyak digunakan dalam aplikasi proyek akhir ini. Beban eksentrik dalam sambungan baut terdiri dari dua tipe. Berikut ini adalah tipe pembebanan eksentrik pada sambungan baut : P

(a)

P

(b)

Gambar 2.13 Beban Eksentrik Sambungan Baut (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) Didalam pembahasan ini akan menggunakan pembebanan tipe “a”. Alur perhitungan kekuatan sambungan baut untuk pembebanan tipe “a” menggunakan alur perhitungan kekuatan sambungan keling. Berikut ini adalah persamaan – persamaan untuk menentukan kekuatan sambungan baut dengan pembebanan tipe “a” (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) .

Gambar 2.14 FBD Beban Eksentrik Sambungan Baut Tipe “a” commit to user (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)



a. Beban geser pada setiap baut :

Ps =

P n

(2.23)

n = jumlah baut b. Moment : M = Px𝑒

(2.24)

c. Mencari nilai F :

F1

[ (𝑙1 )2 + (𝑙2 )2 + ⋯ ]

(2.25)

𝑅1 = �(𝑃𝑠)2 + (𝐹1 )2 + 2𝑃𝑠 𝑥 𝐹1 𝑥 cos 𝜃)2

(2.26)

P x𝑒 =

𝑙1

d. Mencari resultan F dan PS:

e. Mencari diameter core baut : 𝑅1 =

π 4

x𝑑𝑐 2 x𝜏𝑠

Tabel 2.3Desain Ukuran Baut (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

commit to user

(2.27)


II.4


Proses Permesinan Komponenmesin

yang

terbuatdarilogammempunyaibentuk

beranekaragam.Umumnyadibuatdengan

proses

permesinandaribahan

yang yang

berasaldari proses sebelumnyayaitu proses penuangan (casting) atau proses commit to user pembentukan (metal forming). Bentukkomponen yang



beranekaragamtersebutmembuatproses permesinan yang dilakukanjugabermacammacamsesuaidenganbidang yang dihasilkan. Dalamlaporanini proses permesinan yang dilakukanadalahmengebor, mengelasdanmenggerinda. Padaumumnyamesinmesinperkakasinimempunyaibagianutamasebagaiberikut : a. Motor penggerak (sumbertenaga) b. Kotaktransmisi (roda-rodagigipengaturputaran) c. Pemegangbendakerja d. Pemegangpahat e. Rangka yang kokoh II.4.1 Proses Permesinan Mesin Bor Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan pelubangan). Sedangkan Pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk bulat dalam lembaran-kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut bor dan memiliki fungsi untuk membuat lubang, membuat lubang bertingkat, membesarkan lubang, danchamfer. II.4.1.1 Jenis – Jenis Mesin Bor 1. Mesin Bor Meja Mesin bor meja adalah mesin bor yang diletakkan diatas meja. Mesin ini digunakan untuk membuat lubang benda kerja dengan diameter kecil (terbatas sampai dengan diameter 16 mm). Prinsip kerja mesin bor meja adalah putaran motor listrik diteruskan ke poros mesin sehingga poros berputar. Selanjutnya poros berputar yang sekaligus sebagai pemegang mata bor dapat digerakkan naik turun dengan bantuan roda gigi lurus dan gigi rack yang dapat mengatur tekanan pemakanan saat pengeboran. 2. Mesin Bor Lantai Mesin bor lantai adalah mesin bor yang dipasang pada lantai. Mesin bor lantai disebut juga mesin bor kolom. Jenis lain mesin bor lantai ini adalah mesin bor yang mejanya disangga dengan batang pendukung. Mesin bor jenis ini biasanya dirancang untuk pengeboran benda-benda kerja yang besar dan berat. commit to user 3. Mesin Bor Radial



Mesin bor radial khusus dirancang untuk pengeboran benda-benda kerja yang besar dan berat. Mesin ini langsung dipasang pada lantai, sedangkan meja mesin telah terpasang secara permanen pada landasan atau alas mesin. 4. Mesin Bor Koordinat Mesin bor koordinat pada dasarnya sama prinsipnya dengan mesin bor sebelumnya. Perbedaannya terdapat pada sistem pengaturan posisi pengeboran. Mesin bor koordinat digunakan untuk membuat/membesarkan lubang dengan jarak titik pusat dan diameter lubang antara masing-masingnya memiliki ukuran dan ketelitian yang tinggi. Oleh karena itu, untuk mendapatkan ukuran ketelitian yang tinggi tersebut digunakan meja kombinasi yang dapat diatur dalam arah memanjang dan arah melintang dengan bantuan sistem optik. Ketelitian dan ketepatan ukuran dengan sisitem optik dapat diatur sampai mencapai toleransi 0,001 mm. II.4.1.2 Bagian – Bagian Mesin Bor a.

Motor penggerak

b.

Transmisipenggerak

c.

Pencekambendakerja

d.

Sarungpengurung/collet

II.4.1.3 Mata Pemotong Mata potong terdiri dari dua bagian, yaitu bibir pemotong dan sisipemotong. Bibir pemotong mata bor terdapat dua buah yang terletak antara duasisi pemotong yang saling berhadapan. Kedua sisi pemotongan ini diasah hinggamembentuk sudut yang bervariasi sesuai dengan bahan yang di bor. II.4.1.4

Kecepatan Potong Pengeboran

Kecepatan potong ditentukan dalam satuan panjang yang dihitungberdasarkan putaran mesin per menit,atau secara defenitif dapat dikatakan bahwakecepatan potong adalah panjangnya bram yang terpotong per satuan waktu.Berikut ini adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan pemakanan untuk bahan mata bor yang digunakan HSS dan material yang dikerjakan adalah baja lunak.

commit to user



Tabel2.4KecepatanPotong Mesin Bor (Asyari Daryus, ) Diameter Mata Bor (mm) Dibawah

Diatas

Hantaran (mm/put)

3,3

0,03 – 0,05

3,2 – 6,4

0,05 – 0,10

6,4 – 12,7

0,10 – 0,18

12,7 – 25,4

0,18 – 0,38

25,4

0,38 – 0,64

Dari tabel di atas maka dapat untuk menghitung waktu yang di perlukan dalam proses pengeboran dengan rumus berikut :

Tm =

l + 0.3d

(2.28)

Sr .n

Total waktu perngerjaan = ( Tm x 32 ) + TS + TU

(2.29)

Ket : Itotal = panjang pengeboran atau tebal bahan (mm)

II.4.2

Sr

= kecepatan pemakanan (mm/rev)

d

= diameter mata bor (mm)

n

= kecepatan putaran (rpm)

Tm

= waktu permesinan

TS

= waktu setting

TU

= waktu pengukuran

Proses Permesinan Mesin Las

II.4.2.1 Pengertian Pengelasan Pengelasan merupakan penyambungan dua bahan atau lebih yang didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian bahan yang disambung. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis. Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas. commit to user



Perkembangan teknologi pengelasan logam memberikan kemudahan umat manusia dalam menjalankan kehidupannya. Saat ini kemajuan ilmu pengetahuan di bidang elektronik melalui penelitian yang melihat karakteristik atom, mempunyai kontribusi yang sangat besar terhadap penemuan material baru dan sekaligus bagaimanakah menyambungnya. Jauh sebelumnya, penyambungan logam dilakukan dengan memanasi dua buah logam dan menyatukannya secara bersama. Logam yang menyatu tersebut dikenal dengan istilah fusion. Las listrik merupakan salah satu yang menggunakan prinsip tersebut. Pada zaman sekarang pemanasan logam yang akan disambung berasal dari pembakaran gas atau arus listrik. Beberapa gas dapat digunakan, tetapi yang sangat popular adalah gas Acetylene yang lebih dikenal dengan gas Karbit. Selama pengelasan, gas Acetylene dicampur dengan gas Oksigen murni. Kombinasi campuran gas tersebut memproduksi panas yang paling tinggi diantara campuran gas lain. Cara lain yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas adalah arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik dialirkan, elektroda disentuhkan ke benda kerja dan kemudian ditarik ke belakang sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara ujung elektroda dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat mencairkan logam. Terkadang dua logam yang disambung dapat menyatu secara langsung, namun terkadang masih diperlukan bahan tambahan lain agar deposit logam lasan terbentuk dengan baik, bahan tersebut disebut bahan tambah (filler metal). Filler metal biasanya berbentuk batangan, sehingga biasa dinamakan welding rod (elektroda las). Pada proses las, welding rod dibenamkan ke dalam cairan logam yang tertampung dalam suatu cekungan yang disebut welding pool dan secara bersama-sama membentuk deposit logam lasan, cara seperti ini dinamakan Las Listrik atau SMAW (Shielded metal Arch welding). commit to user



Gambar 2.15 Prinsip Kerja Las Listrik (F.J.M. Smith, 1992) II.4.2.1 Klasifikasi Proses Pengelasan Sambungan las adalah ikatan dua buah logam atau lebih yang terjadi karena adanya proses difusi dari logam tersebut. Proses difusi dalam sambungan las dapat dilakukan dengan kondisi padat maupun cair. Dalam terminologi las, kondisi padat disebut Solid state welding (SSW) atau Presure welding dan kondisi cair disebut Liquid state welding (LSW) atau Fusion welding. Proses SSW biasanya dilakukan dengan tekanan sehingga proses ini disebut juga Presure welding. Proses SSW memiliki beberapa kelebihan, diantaranya adalah dapat menyambung dua buah material atau lebih yang tidak sama, proses cepat, presisi, dan hampir tidak memiliki daerah terpengaruh panas (heat affected zone / HAZ). Namun demikian SSW juga mempunyai kelemahan yaitu persiapan sambungan dan prosesnya rumit, sehingga dibutuhkan ketelitihan sangat tinggi. LSW merupakan proses las yang sangat populer di kalangan masyarakat, sambungan las terjadi karena adanya pencairan ujung kedua material yang disambung. Energi panas yang digunakan untuk mencairkan material berasal dari busur listrik, tahanan listrik, pembakaran gas, dan juga beberapa cara lain diantaranya adalah sinar laser, sinar elektron, dan busur plasma. Penyambungan material dengan cara ini mempunyai persyaratan material harus sama, karena untuk mendapatkan sambungan yang sempurna suhu material harus sama, jika tidak proses penyambungan tidak akan terjadi. Kelebihan metode pengelasan ini adalah proses dan persiapan sambungan tidak rumit, biaya murah, pelaksanaannya commit to user mudah. Kelemahannya adalah memerlukan juru las yang terampil, terjadinya



HAZ yang menyebabkan perubahan sifat bahan, dan ada potensi kecelakaan dan terganggunya kesehatan juru las. II.4.3

Proses Permesinan Mesin Gerinda Tangan Mesin gerinda merupakan proses menghaluskan permukaan yang

digunakan pada tahap finishing dengan daerah toleransi yang sangat kecil sehingga mesin ini harus memiliki konstruksi yang sangat kokoh. Mesin

gerinda

tangan

merupakan

mesin

yang

berfungsi

untuk

menggerinda benda kerja. Awalnya mesin gerinda hanya ditujukan untuk benda kerja berupa logam yang keras seperti besi dan stainless steel. Menggerinda dapat bertujuan untuk mengasah benda kerja seperti pisau dan pahat, atau dapat juga bertujuan untuk membentuk benda kerja seperti merapikan hasil pemotongan, merapikan hasil las, membentuk lengkungan pada benda kerja yang bersudut, menyiapkan permukaan benda kerja untuk dilas, dan lain-lain.

Gambar 2.16 Mesin Gerinda Tangan Mesin Gerinda didesain untuk dapat menghasilkan kecepatan sekitar 11000 - 15000 rpm. Dengan kecepatan tersebut, batu grinda yang merupakan komposisi aluminium oksida dengan kekasaran serta kekerasan yang sesuai, dapat menggerus permukaan logam sehingga menghasilkan bentuk yang diinginkan. Dengan kecepatan tersebut, mesin gerinda juga dapat digunakan untuk memotong benda logam dengan menggunakan batu grinda yang dikhususkan untuk memotong. Komposisi kandungan batu gerinda yang sesuai untuk benda kerjanya dapat dilihat pada artikel spesifikasi batu gerinda. Pada umumnya mesin gerinda tangan digunakan untuk menggerinda atau commit to userbatu atau mata yang sesuai, mesin memotong logam, tetapi dengan menggunakan



gerinda juga dapat digunakan pada benda kerja lain seperti kayu, beton, keramik, genteng, bata, batu alam, kaca, dan lain-lain. Tetapi sebelum menggunakan mesin gerinda tangan untuk benda kerja yang bukan logam, perlu juga dipastikan agar penggunaanya benar, karena penggunaan mesin gerinda tangan untuk benda kerja bukan logam umumnya memiliki resiko yang lebih besar. Oleh karena itu diperlukan peralatan keselamatan kerja seperti pelindung mata, pelindung hidung (masker), sarung tangan, dan juga perlu menggunakan handle tangan yang biasanya disediakan oleh mesin gerinda. Tidak semua mesin gerinda tangan menyediakan handle tangan, karena mesin yang tidak menyediakan handle tangan biasanya tidak disarankan untuk digunakan pada benda kerja non-logam. Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan batu gerinda yang akan digunakan, antara lain sebagai berikut: a) Sifat fisik benda kerja, menentukan pemilihan jenis butiran abrasive. Untuk tegangan tarik tinggi menggunakan Al2O3, sedangkan untuk tegangan tarik rendah menggunakan SiC, Boron nitrid dan intan. b) Banyaknya material yang harus dipotong dan hasil akhir yang diinginkan, menentukan pemilihan ukuran butiran abrasive. c) Busur singgung penggerindaan. Batu gerinda lunak : Busur singgung besar Batu gerinda keras : Busur singgung kecil Faktor yang mempengaruhi tingkat kekerasan batu gerinda : a) Kecepatan putar batu gerinda. b) Kecepatan potong benda kerja. c) Konstruksi mesin. Kecepatan potong adalah faktor yang berubah-ubah dan mempengaruhi dalam pemilihan tingkat kekerasan batu gerinda.

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

III.1

Proses Perencanaan Proses perencanaan ini dilakukan untuk menentukan cara kerja dari sistem

pengungkit agar sistem tersebut dapat berjalan sesuai dengan kebutuhan dan keinginan yaitu dapat mengangkat moulding. sampai batas maksimum sehingga dapat memudahkan dalam pengambilan hasil pengepresan serta untuk membantu mendorong punch agar dapat kembali ke posisi semula. Dalam proses perencanaan ini juga menentukan komponen elemen mesin seperti sambungan las, sambungan baut dan poros, sehingga rancangan dari sistem pengungkit ini dipastikan aman untuk dioperasikan. e

f

Ket : a. Rangka samping

b

b. Rangka atas k

c. Kaki rangka

h

d. Hand pump hidrolik

l

g

m

e. Silinder hidrolik f. Pressure gauge g. Selang hidrolik h. Punch

i

i. Moulding j. Dies a

d j

c

k. Lengan pengungkit atas l. Lengan pengungkit bawah m. Tuas pengungkit

Gambar 3.1 Mesin Press Batako dan Botol Plastik commit to Styrofoam user


III.2


Prinsip Kerja Sistem Pengungkit Moulding Sistem pengungkit mouldingpada mesin press batako styrofoam dan botol

plastik ini dirancang untuk memudahkan dalam pengambilan hasil proses pengepresan serta untuk membantu mendorong punch kembali ke posisi semula. Sistem pengungkit ini mempunyai 2 pasang lengan (arm) yang terletak di sisi kanan dan kiri. Setiap satu pasang lengan mempuyai 2 buah lengan yang kokoh yaitu lengan bagian atas dan lengan bagian bawah. Kedua lengan sisi kiri dan kanan tersebut dihubungkan oleh sebuah poros pejal sebagai transmisi yang ditopang oleh dua buah bantalan yang disambung permanen pada rangka. Setiap lengan kanan dan kiri juga terdapat Bush sliding dengan plat pengait guna untuk mengaitkan mouldingdengan sistem pengungkit tersebut. Pengoperasian sistem pengungkit

ini

dilakukan

dengan

menekan

tuas

pengungkit,

sehingga

mouldingakan naik keatas secara perlahan dan melepaskan kembali tuas pengungkit secara perlahan untuk mengembalikan mouldingkeposisi semula.

Gambar 3.2 Sistem Pengungkit III.3

Perencanaan Poros Pengungkit Poros pengungkit merupakan komponen yang menghubungkan antara

lengan pengungkit kanan dan lengan pengungkit kiri. Poros mendapatkan beban total sebesar 350N dari jumlah berat molding, punch dan piston silinder hidrolik yang terbagi menjadi dua pada setiap sisi kanan dan kirinya. Jarak antara beban dengan tumpuan pada sisi kanan dan sisi kiri sama yaitu sebesar 55 mm. Poros terbuat dari bahan St 42 dengan tegangan ijin sebesar 420 MPa. Pada rancangan ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari tabel nilaisafety factorpada commit to user lampiran 1.



Gambar 3.3 FBD Poros Pengungkit Perhitunngan ini dilakukan untuk menentukan diameter poros pengungkit agar aman terhadap beban yang diberikan. Berikut ini adalah alur perhitungan diameter poros pengungkit. a. Momen A : RB x 548

= 175 x 493 + 175 x 55

RB x548

= 86275 + 9625

RB

= 175 N

RA= RB

= 175 N

b. Bending Momen pada C : C =RA x 55 = 175 N x 55 mm = 9625N.mm D = C = 9625 N.mm c. Section Modulus: 𝑍= =

π 3 𝑑 32

3,14 3 𝑑 32

= 0,0982 𝑑 3

d. Menentukan Diameter Poros : commit to user Tegangan ijin = 420 MPa = 420 N/mm2



420 𝑀 = 𝐹. 𝑆 𝑍

420 9625 = 4 0,0982. 𝑑3 105 = 𝑑3 =

98014,26 𝑑3

98014,26 105

𝑑3 = 993,47

𝑑 = 9, 77mm ≈ 10 mm

Pada rancangan sistem pengungkit ini diameter poros transmisi pengungkit minimal sebesar 10 mm agar dapat menahan beban yang diberikan. III.4

Perencanan Sambungan Las Pada Bantalan Poros Pengungkit Bantalan poros pengungkit dipasang permanen pada rangka dengan

sambungan las. Beban yang dikenakan pada sambungan ini adalah beban eksentrik daridari

jumlah

berat

moulding, punch

dan

piston

silinder

hidroliksebesar 350 N yang terletak ditengah – tengah poros. Pada rancangan sambungan las ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari tabel nilai safety factor pada lampiran 1.

τ2 τ1

Gambar 3.4 FBD Sambungan Las Perhitungan ini untuk menentukan ukuran sambungan las ( s ) supaya aman dengan besar beban P = 350N. Bahan plat dari baja St 37 dengan τs : 185 MPa. commit to user Berikut ini adalah alur perhitungan kekuatan sambungan las pada bantalan.



a. Menentukan Throat Area sambungan las : A

= 2xtxl = 2 x 0,707 s x l = 1,414 s x 37,5 = 53,025 s mm2

b. Menentukan Tegangan Geser Utama : 𝜏1 = = =

P 𝐴

350 N 53,025 𝑠 mm

6,60066 N �mm2 𝑠

c. Menentukan Moment Inersia Throat Area : t. 𝑙 (3𝑏 2 + 𝑙 2 ) 𝐽= 6 =

=

=

0,707s x 37,5 [ 3(45)2 + (37,5)2 ] 6

26,5 s (6075 + 1406,25 ) 6 198253125 s mm4 6

= 33042,2 𝑠 mm4

d. Menentukan Radius Maksimum Las : 𝑟2 = �(𝐴𝐵)2 + (𝐵𝐶)2

= �(22,5)2 + (18,75)2

= �506,25 + 351,6 = 29,3 mm

e. Menentukan Tegangan Geser Sekunder : 𝜏2 =

P x 𝑒x𝑟2 𝐽

commit to user


=

=


350 x 55 x 29,3 33042, 25

17,069 N �mm2 𝑠 cos 𝜃 =

r1 18,75 = = 0, 639 29,3 𝑟2

f. Menentukan Resultan Tegangan Geser :

τs = 185 MPa = 185 N/mm2 Pada sambungan ini diberikan safety factor ( F.S ) sebesar 4 untuk beban statis saat pengoperasian sistem pengungkit. 𝜏 = �(𝜏1 )2 + (𝜏2 )2 + 2𝜏1 x τ2 cos 𝜃 𝐹. 𝑆

6,6006 2 17,069 2 6,6006 17,069 185 � = � � +� � +2 x 𝑥 0,639 𝑠 𝑠 𝑠 𝑠 4

43,569 291,379 143,995 185 = �� +� � + 4 𝑠 𝑠 𝑠 478,943 46,25 = � 𝑠 𝑠=

21,885 46,25

= 0,47 mm

Jadi, agar rancangan sambungan las pada bantalan poros pengungkit aman dari beban yang diberikan, untuk ukuran lebar las ( s ) minimum adalah sebesar 0,47 mm.Namunmenurut tabel 2.2 (Rekomendasi Ukuran Minimum Sambungan Las), plat dengan tebal 6 mmmaka ukuran lebar las (s) yang direkomendasikan adalah sebesar 5 mm. III.5

Perencanaan Sambungan Baut Sambungan baut dibutuhkan pada rancangan sistem pengungkit ini guna

untuk menyambung komponen pengungkit (bush sliding) dengan moulding. Total commit baut to user beban yang diberikan pada sambungan ini sama dengan beban total yang



diberikan pada sambungan las pengungkit yaitu sebesar 350 N. Total jumlah baut yang digunakan dalam sistem pengungkit ini berjumlah 4 buah yang terbagi dalam dua sisi, dimana dalam satu sisi sambungan terdapat 2 buah baut.Pada rancangan sambungan las ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari tabel nilai safety factor pada lampiran 1.

Gambar 3.5 FBD Sambungan Baut Pembebanan yang diterima sambungan baut sisi kiri dan sisi kanan sama besarnya, sehingga yang dilakukan perhitungan hanya pada bagian kiri saja. Baut yang direncanakan terbuat dari maerial baja St 42 dengan tegangan geser 205 MPa. Berikut ini adalah alur perhitungan kekuatan sambungan baut. a. Menentukan Tegangan Geser Setiap Baut : 𝑃𝑠 = =

P 𝑛

350 N 2

= 175 N

b. Menentukan Moment : P x 𝑒 = 350 x 195 = 68250 N. mm

c. Mencari Nilai F: Px𝑒 =

F1 [ (𝑙1 )2 + (𝑙2 )2 ] 𝑙1 commit to user



68250 N. mm =

68250 N. mm =

F1 [ (22,5)2 + (22,5)2 ] 22,5 F1 [ 1012,5] 22,5

68250 N. mm = 𝐹1 . 55

F1 = 1516,667 N

F2 = F1 = 1516,667 N

d. Mencari Resultan Fdan PS: 𝑅1 = �(𝑃𝑠)2 + (𝐹1 )2 + 2𝑃𝑠 𝑥 𝐹1 𝑥 cos 90°)2 𝑅1 = �175)2 + (1516,667)2 + 0

𝑅1 = �30625 + 2300277,778

𝑅1 = 1526,73 N

e. Mencari Diameter Core Baut : 𝑅1 =

π 𝜏𝑠 x dc 2 x 4 𝐹. 𝑆

1526,73 N =

π 205 x dc 2 x 4 4

1526,73 N = 40,231 dc 2

dc 2 = 37,948 dc = 6,160

Dilihat dalam Tabel 2.3 (Desain Ukuran Baut) dari dc 6,160 didapat

ukuran baut M8. Jadi agar sambungan baut ini aman dari beban yang diberikan, ukuran baut yang dipakai minimal adalah M8. III.6

Menentukan Gaya Yang Diperlukan Untuk Pengungkit Pengungkit dioperasikan dengan tangan operator untuk mengangkat beban

total sebesar 350 N hasil dari jumlah berat moulding, punch, dan silinder piston hidrolik. Untuk mengangkat beban tersebut gaya minimal yang diperlukan pada tangan operator dapat ditentukan dengan sebagai berikut. commit cara to user



Diketahui : P1 = 350 N ( Beban Keseluruhan )

P2 = 150 N ( Beban Berat Moulding ) 𝑙1 = 357 mm

𝑙2 = 850 mm l2 W

l1

P Gambar 3.6 FBD Gaya dan Beban Sistem PengungkitMoulding a. Menentukan gaya atau usaha yang diperlukan untuk pengungkit pada beban keseluruhan sebesar 350 N dari jumlah berat moulding, punch dan silinder hidrolik. P x 𝑙1 = 𝑊 x 𝑙2

350 N x 357 mm = 𝑊 x 850 mm 124950 N. mm = 𝑊 x 850 mm 𝑊=

124950 N. 𝑚𝑚 850 mm

𝑊 = 147 N

b. Menentukan gaya atau usahayang diperlukan untuk pengungkit pada beban berat mouldingsebesar 150 N. P x 𝑙1 = 𝑊 x 𝑙2

150 N x 357 mm = 𝑊 x 850commit mm to user



53550 N. mm = 𝑊 x 850 mm 𝑊 =

53550 N. mm 850 mm

𝑊 = 63 N

commit to user


digilib.uns.ac.id

BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

IV.1

Persiapan Proses Produksi Sebelum melakukan proses produksi, hal-hal yang harus dilakukan adalah

persiapan. Persiapan merupakan bagian penting untuk mewujudkan sebuah rancangan menjadi sebuah produk yang bisa digunakan. Dengan melakukan sebuah persiapan diharapakan operator benar-benar memahami apa yang akan dikerjakanya sehingga dapat dihasilkan komponen-komponen yang baik sesuai dengan ukuran dan fungsi masing-masing. Kesesuaian ukuran sangat berpengaruh pada alat yang akan dibuat sehingga alat tersebut nantinya dapat digunakan secara tepat. Hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah pembacaan gambar kerja, urutan pengerjaan, ukuran dan toleransi. Perencanaan pembuatan ini dibuat dengan memperhatikan efisiensi waktu, kemudahan proses pengerjaan dan faktor perakitan. Dalam persiapan proses produksi, perlu dilakukan untuk memperlancar proses tersebut. Adapun langkah-langkah yang harus dipersiapkan sebelum melaksanakan proses produksi antara lain : a. Memahami sketsa gambar yang akan dibuat. b. Menentukan alternatif pengerjaan dengan memperhitungkan cara yang paling efektif dan efisien. c. Membersihkan mesin atau alat yang akan digunakan dari debu dan kotoran untuk memastikan mesin dan operator aman dari lingkungan sekitar. d. Mengecek kesiapan mesin antara lain mengecek baut-bautnya dan pelumasan pada bagian yang perlu dilumasi agar kerja mesin dapat maksimum. e. Menyiapkan alat bantu, bahan dan alat pelindung diri yang akan digunakan. f. Menjalankan mesin dengan hati-hati dan sesuai prosedur. g. Mematikan mesin setelah selesai digunakan dan membersihkannya dari sisa hasil pengerjaan. h. Memastikan mesin benar-benar aman sebelum ditinggalkan.

commit to user


IV.2


Proses Pengerjaan Sistem Pengungkit Moulding

IV.2.1.Pembuatan Plat Pengait Moulding Dengan Pengungkit Bahan Pengait

: Plat Baja St 37 dengan tebal 8mm dan lebar 40 mm.

Mesin yang digunakan

: Gerinda tangan,dan mesin bor.

Alat yang digunakan

: Gergaji tangan, penggaris siku, penggaris besar, penggores, kikir bulat, penitik, ragum, jangka sorong, dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan dan penutup telinga).

Gambar 4.1 Sketsa Konstruksi Plat Pengait Langkah dalam pembuatan profilplat pengait : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. b. Mengukur plat baja St 37 dengan kebutuhan panjang 75 mm, dan ditandai dengan penggores. c. Memotong plat baja St 37 tersebut sebanyak8 buah dengan menggunakan gergaji tangan. d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan agar halus dan tidak membahayakan operator. e. Mengukur plat baja yang sudah di potong – potong untuk mendapatkan titik center yang akan dilakukan proses pengeboran untuk rumah baut, kemudian ditandai dengan penitik. f. Setiap satu buah potongan plat baja di bor sebanyak dua kali dengan ukuran sebagai berikut :

commit to user



Gambar 4.2 Dimensi Titik Pengeboran Plat Pengait g. Menyiapkan mesin bor untuk proses pengeboran potongan plat baja yang sudah ditandai. h. Melakukan proses pengeboran potongan plat baja sesuai dengan ukuran yang ditentukan, kemudian menghaluskan sisa hasil pengeboran dengan mesin gerinda tangan dan kikir bulat. IV.2.2. Pembuatan Bagian Bush Sliding Untuk Pengungkit. Bahan yang digunakan

: - Pipa baja tebal dengan ukuran Ø dalam 22 mm dan Ø luar 35 mm serta dengan panjang 75mm. - Plat baja St 37 dengan ukuran tebal 6 mm, lebar 45 mm serta dengan panjang 75 mm


: Gerinda tangan, dan mesin las.

Alat yang digunakan

: Gergaji tangan, penggaris siku, penggaris besar, penggores, ragum, alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, topeng las dan penutup telinga).

to user Gambar 4.3 Sketsacommit Konstruksi Bagian Bush Sliding



Langkah dalam pembuatan Bagian Bush Sliding : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. b. Mengukur pipa baja tebal yang akan dibutuhkan kemudian menandainya dengan penggores. c. Memotong pipa baja tebal tersebut menggunakan gergaji tangan,

dengan

ukuran panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah pipa tebal 2 buah . d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan agar halus dan tidak membahayakan operator. e. Mengukur plat baja St 37 yang akan dibutuhkan kemudian menandainya dengan penggores f. Memotong plat baja tersebut menggunakan gergaji tangan, dengan ukuran panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah plat yang dibutuhkan 2 buah. g. Menghaluskan dan merapikan sisi – sisi sisa hasil potongan dengan menggunakan gerinda tangan. h. Menyambung plat dengan pipa tebal yang masing – masing sudah dipotong, kemudian mengelasnya agar menjadi sebuah bagian dari komponen/profil yang dinamai dengan bush sliding. i. Finishing dengan menghaluskan dan merapikan kembali sisi – sisi sisa hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan. IV.2.3. Penyambungan Plat Pengait dengan Bush Sliding dan Molding Bahan yang digunakan

: - 8 buah plat pengait yang sudah di bor dan 2 buah profil bush sliding. - 2 buah pin dengan Ø 9,5 mm dan panjang 35 mm. - 2 buah pin berulir dengan Ø 9 mm dan panjang 25 mm.


: Mesin lasdan gerinda tangan.

Alat yang digunakan

: Penggaris, meteran, penggores, palu, ragum, jangka sorong, dan alat pelindung diri (kaca mata, topeng las, sarung tangan, dll).

commit to user



Gambar 4.4 SketsaKonstruksi Bagian Bush Sliding dan Plat Pengait Langkah pembuatan : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. b. Mengukur komponen bush sliding untuk posisi plat pengait yang akan dipasangkan atau disambung dengan komponen bush sliding tersebut. Setiap bush sliding terdapat dua plat pengait yang dipasang sejajar dengan jarak lebih dari tebal satu buah plat pengait, guna untuk memudahkan pesangan saat pengoperasian mesin. c. Setelah di tandai dengan penggores, kemudian mengelas kedua plat pengait pada komponen bush sliding tersebut dan merapikannya dengan gerinda tangan. d. Setiap bush sliding terdapat dua buah plat pengait, sehingga masih ada sisa 4 buah plat pengait yang akan dipasangkan pada setiap sisi kiri dan kanan masing – masing moulding. e. Memasang pin Ø 9,5 mm dan pin berulirØ 9 mm pada kedua sisi bush sliding dengan menggunakan las argon, sehingga akan mendapatkan pin berbentuk L seperti pada gambar 4.4. f. Merakit komponen bush sliding pada tiang sliding dan molding di atas dies utama sebelum melakukan pengelasan plat pengait pada moulding, sehingga dengan hal ini makan akan mendapatkan posisi yang presisi dan setimbang. g. Memasangkan baut pada plat pengait dan bush sliding supaya posisinya tidak berubah, kemudian memberikan las titik pada plat pengait dengan moulding. h. Setelah kedua sisi selesai kemudian melepaskan baut dan bush sliding sehingga plat pengait dengan moulding bisa dilakukan pengelasan.

commit to user



i. Mengelas kedua sisi plat pengait pada moulding dan merapikannya dengan gerinda tangan. IV.2.4 Pembuatan Bantalan Untuk Poros Pengungkit Bahan yang digunakan

: - Pipa baja tebal dengan ukuran Ø dalam 22 mm dan Ø luar 35 mm serta dengan panjang 37,5 mm. - Plat baja St 37 dengan ukuran tebal 6 mm, lebar 45 mm serta dengan panjang 37,5 mm


: Gerinda tangan, dan mesin las.

Alat yang digunakan

: Gergaji tangan, penggaris siku, penggaris besar, penggores, ragum, jangka sorong dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, topeng las dan penutup telinga).

Gambar 4.5 SketsaKonstruksi Bantalan Poros Pengungkit

Langkah pembuatan : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. b. Mengukur pipa baja tebal dan plat St 37 yang akan dibutuhkan kemudian menandainya dengan penggores. c. Memotong pipa baja tebal

dan plat St 37 tersebut menggunakan gergaji

tangan, dengan ukuran panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah pipa tebal dan plat masing – masing 2 buah. commit to user



d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan supaya halus dan tidak membahayakan operator. e. Menyambung plat dengan pipa baja tebal yang masing – masing sudah dipotong, kemudian mengelasnya agar menjadi sebuah bantalan. f. Finishing dengan cara menghaluskan dan merapikan kembali sisi – sisi sisa hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan. IV.2.5 Pemotongan Bahan Poros Pengungkit Bahan yang digunakan

: - Batang silinder pejal dengan Ø 20 mm dan panjang 635 mm. - Pipa baja tebal dengan ukuran Ødalam 22 mm dan Ø luar 35 mm, berjumlah 4 buah dengan ukuran panjang masing – masing 43 mm, 43 mm, 40 mm, dan 15 mm (untuk dudukan lengan pengungkit atas).


: Gerinda tangan

Alat yang digunakan

: Gergaji

tangan,

meteran,

penggaris

besar,

penggores, ragum, jangka sorong dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan penutup telinga).

Gambar 4.6 Sketsa Konstruksi Poros Pengungkit Langkah pengerjaan : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

commit to user



b. Mengukur batang silinder pejal dan pipa baja tebal dengan menggunakan meteran dan jangka sorong dimana ukuran disesuaikan dengan dibutuhkan kemudian menandainya dengan penggores. c. Memotong batang silinder pejal dan pipa baja tebal tersebut dengan menggunakan gergaji tangan. d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan supaya halus dan tidak membahayakan operator. IV.2.6 Pemotongan Bahan Tuas Pengungkit Bahan tuas pengungkit

: Pipa bajadengan Ø 32 mm dan panjang 850 mm.


: Gerinda tangan

Alat yang digunakan

: Gergaji

tangan,

meteran,

penggaris

besar,

penggores, ragum, jangka sorong, dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan penutup telinga).

Gambar 4.7 SketsaKonstruksi Tuas Pengungkit Langkah pengerjaan : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. b. Mengukur pipa baja dengan menggunakan meteran dengan ukuran disesuaikan dengan dibutuhkan kemudian menandainya dengan penggores. c. Memotong pipa baja tebal tersebut dengan menggunakan gergaji tangan. d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan

commit to operator. user supaya halus dan tidak membahayakan



IV.2.7 Pembuatan Lengan Pengungkit Bagian Atas Bahan lengan pengungkit

: Plat baja St 37 dengan tebal 6 mm


: Gerinda tangan,brander potong dan mesin bor

Alat yang digunakan

: Penggaris besar, kikir bulat, kapur, jangka sorong dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan penutup telinga).

Gambar 4.8 Sketsa Konstruksi Lengan Pengungkit Bagian Atas Langkah pembuatan : a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. b. Membuat mal dari kontur lengan pengungkit yang akan dibuat. Pembuatan mal ditujukan agar memudahkan didalam pengukuran plat yang akan dipotong. Mal dibuat dengan ukuran sebagai berikut :

commit to Pengungkit user Gambar 4.9 Dimensi Lengan Bagian Atas



c. Mengukur plat baja dengan menggunakan mal yang sudah dibuat, kemudian menandainya dengan kapur. d. Memotong plat baja tersebut menggunakan brander potong dengan mengikuti alur kontur yang sudah dibuat. Setelah 2 buah plat bentuk lengan didapat, maka plat tersebut ditunggu sampai dingin terlebih dahulu. e. Kemudian merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan supaya halus dan tidak membahayakan operator. f. Mengebor kedua lengan pengungkit tersebut pada bagian sisi bawahnya, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.9, dengan ukuran diameter 9 mm untuk tempat pin. g. Merapikan dan menghaluskan kembali hasil pengeboran dengan menggunakan kikir bulat. IV.2.8 Pembuatan Lengan Pengungkit Bagian Bawah Bahan lengan pengungkit

: Plat baja St 37 dengan tebal 6 mm, lebar 24 mm dan panjangnya 280 mm, 40 mm dan 10 mm


: Gerinda tangan, mesin bor dan mesin las

Alat yang digunakan

: Penggaris besar, kikir bulat, penggores, jangka sorong dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan penutup telinga).

Gambar 4.10 Sketsa Konstruksi Lengan Pengungkit Bagian Bawah Langkah pembuatan :

commit user a. Menyiapkan alat dan bahan yang akantodigunakan.



b. Mengukur plat yang akan digunakan dengan ukuran panjang sesuai yang dibutuhkan, kemudian menandainya dengan penggores. c. Memotong

plat

tersebut

dengan

menggunakan

gergaji

tangan

dan

merapikanya dengan menggunakan gerinda tangan. d. Menyambung (mengelas) potongan – potongan plat tersebut sesuai dengan bentuk kontur lengan yang dibutuhkan kemudian mengebor lengan tersebut dengan ukuran sebagai berikut :

Gambar 4.11 Dimensi Lengan Pengungkit Bagian Bawah e. Menghaluskan sisa hasil pengeboran dengan menggunakan kikir bulat. IV.3. Proses Perakitan Pengungkit Perakitan merupakan suatu cara atau tindakan untuk menempatkan dan memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari satu kesatuan menurut pasanganya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang siap digunakan sesuai dengan fungsi yang direncanakan. Perakitan pengungkit merupakan tahap akhir dari perakitan keseluruhan rancangan mesin ini. Sebelum melakukan perakitan pengungkit, hendaknya memperhatikan terlebih dahulu beberapa hal sebagai berikut : 1. Semua komponen profil pengungkit yang akan dirakit telah selesai dikerjakan dan sesuai dengan ukuran yang direncanakan. 2. Mengetahui jumlah

komponen profilpengungkit yang akan dirakit dan commit to user merencanakan posisi pemasanganya.



3. Mengetahui urutan pemasangan komponen profil pengungkit 4. Menyiapkan semua alat-alat dan mesin yang akan digunakan untuk proses perakitan. 5. Melakukan proses perakitan semua komponen profil pengungkit Komponen profil pengungkit yang akan dirakit adalah : a. Bush sliding b. Bantalan poros pengungkit c. Poros pengungkit d. Dudukan lengan pengungkit bagian atas e. Tuas pengungkit f. Lengan pengungkit bagian atas g. Lengan pengungkit bagian bawah Langkah-langkah perakitan : 1. Menyiapkan semua komponenpengungkit yang akandilakukan perakitan. 2. Proses perakitan pengungkit dimulai dengan memasang bantalan poros pengugkit pada kedua sisi rangka dengan menggunakan las listrik. Sehingga bantalan tersebut bersifat permananen. Ukuran posisi bantalan yang akan dipasang pada rangka adalah sebagai berikut :

Gambar 4.12 Dimensi Posisi Pemasangan Bantalan Pengungkit Pada Rangka 3. Pengelasan dilakukan pada seluruh sisi bantalan (keliling) untuk mendapatkan kekuatan sesuai dengan perhitungan. commit to user



4. Menghaluskan dan merapikan hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan. 5. Setelah bantalan terpasang pada posisinya, langkah selanjutnya adalah memasang poros pengungkit dan dudukan tuas pengungkit pada bantalan. Dudukan tuas pengungkit dilas bersama dengan poros pengungkit, apabila posisi semua komponen sudah dtempatkan pada tempatnya.

Gambar 4.13 Pemasangan Poros Pengungkit dan Dudukan Tuas Pengungkit 6. Memasang bush sliding dan moulding diatas dies utama dan menyambungnya dengan baut pada lubang baut yang sudah disediakan.

Gambar 4.14 Pemasangan Bush Sliding dan Moulding 7. Merakit lengan pengungkit atas dengan lengan pengungkit bawah agar menjadi satu kesatuan sistem lengan pengungkit. Dalam hal ini lengan pengungkit atas dengan lengan pengungkit bawah di sambung dengan sebuah commit to user pin yang dilas.



Gambar 4.15 Perakitan Lengan Pengungkit 8. Memasang (mengelas) lengan pengungkit dengan dudukan pengungkit pada poros dan merapikan sisa hasil pengelasan denga gerinda tangan.

Gambar 4.16 Pemasangan Lengan Pengungkit Pada Dudukan 9. Setelah lengan pengungkit terpasang dan sudah dilas, lubang pada lengan pengungkit bagian bawah di masukkan kedalam pin berulir pada bush sliding. 10. Memasang (mengelas) tuas pengungkit pada dudukan dengan sudut 15º. Kemudian merapikan sisa hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan. IV.4. Proses Pengecatan Pengecatan merupakan salah satu bagian penting dalam sebuah perancangan mesin.Pengecatan berfungsi sebagai estetika dan pelindung dari korosi. Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan :

commit to user



1. Membersihkan seluruh permukaan profil pengungkit dengan amplas dan air untuk menghilangkan korosi. 2. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan profil pengungkit luar dan dalam benar-benar bersih dari korosi. 3. Karena pengungkit sudah terasang permanen pada rangka maka komponen selain pengungkit ditutup memakai kertas terlebih dahulu agar agar tidak terkena cat. 4. Memberikan cat dasar atau poxi keseluruhan bagian profil pengungkit yang akan dicat. 5. Mengamplas kembali permukaan profil pengungkit yang telah diberi cat dasar (poxi) sampai benar-benar halus dan rata sebelum dilakukan pengecatan. 6. Melakukan pengecatan warna.

Gambar 4.17 Proses Pengecatan Pengungkit IV.5. Waktu Permesinan IV.5.1 Waktu Proses Pengeboran

Gambar 4.18Sudut Pemotongan Mata Bor (Asyari commitDaryus,) to user



Bahan mata bor yang digunakan adalah HSS untuk pembubutan material baja lunak. Tabel 2.4 Kecepatan Potong Mesin Bor (Asyari Daryus, ) Diameter Mata Bor (mm) Dibawah

Diatas

Hantaran (mm/put)

3,3

0,03 – 0,05

3,2 – 6,4

0,05 – 0,10

6,4 – 12,7

0,10 – 0,18

12,7 – 25,4

0,18 – 0,38

25,4

0,38 – 0,64

IV.5.1.1 Pengeboran Lubang Baut Pada Plat Pengait Pengeboran lubang baut pada plat pengait ini dilakukan pada 8 buah plat pengait dengan tebal 8 mm, dengan jumlah lubang pada setiap plat pengait adalah 2 buah. Sehingga jumlah total pengeboran lubang baut pada plat pengait adalah 16 lubang dengan diameter Ø 12 mm. Pengeboran ini dilakukan dengan 2 tahap yaitu pengeboran dengan mata bor Ø 5 mm dan pengeboran dengan mata bor Ø 12 mm. Berikut dapat dilihat waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran lubang baut pada plat pengait a. Pengeboran lubangbaut dengan mata bor Ø 5 mm. Diketahui : lt

= 8 mm

d

= Ø5 mm

Sr

= 0,1 mm/put

n

= 330 rpm

Waktu pengeboran : Tm

=

=

lt + 0,3d S r .n

=

8 + 0,3 × 5 0,1 × 330

0.29 menit

Waktu setting total (Ts)

= 20 menit commit to user Waktu pengukuran total (Tu) = 10 menit



Total waktu pengerjaan

= (Tmx 16+ Ts +Tu ) = (0,29 x 16 + 20 + 10) = 34,64 menit

b. Pengeboran lubang baut dengan mata bor Ø 12 mm. Diketahui : lt

= 8 mm

d

= Ø 12 mm

Sr

= 0,1 mm/put

n

= 330 rpm


=

=

lt + 0,3d S r .n

=

8 + 0,3 × 12 0,1 × 330

0.35 menit


= 20 menit

Waktu pengukuran total (Tu)

= -menit


= (Tmx 16+ Ts +Tu ) = (0,35 x 16 + 20 +0) = 25,6 menit

IV.5.1.2 Pengeboran Lubang Pin Pada Komponen Pengungkit Pengeboran lubang pin pada komponen pengungkit ini dilakukan pada plat dengan tebal 6 mm, dengan jumlah total lubang 8 buah serta dengan diameter Ø 9 mm. Pengeboran ini juga dilakukan dengan 2 tahap yaitu pengeboran dengan mata bor Ø 5 mm dan pengeboran dengan mata bor Ø 9 mm. Berikut dapat dilihat waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran lubang pin. a. Pengeboran lubang baut dengan mata bor Ø 5 mm. Diketahui : lt

= 6 mm

d

= Ø5 mm

Sr

= 0,1 mm/put

commit to user


n


= 330 rpm


=

=

lt + 0,3d S r .n

=

6 + 0,3 × 5 0,1 × 330

0.23 menit


= 20 menit


= 10 menit


= (Tmx 8+ Ts +Tu ) = (0,23 x 8 + 20 + 10) = 31,84 menit

b. Pengeboran lubang baut dengan mata bor Ø 12 mm. Diketahui : lt

= 6 mm

d

= Ø 12 mm

Sr

= 0,1 mm/put

n

= 330 rpm


=

=

lt + 0,3d S r .n

=

6 + 0,3 × 12 0,1 × 330

0.3 menit


= 20 menit


= -menit


= (Tmx 8+ Ts +Tu ) = (0,3 x 8 + 20 +0) = 22,8 menit

Jadi total waktu permesinan untuk pengeboran adalah 34,64 menit + 25,6 commit to user menit31,84+ menit +22,8 menit = 114,88 menit = 3,829 jam ≈ 3,8 jam.



IV.5.2 Waktu Proses Pengelasan Dalam proses pembuatan pengungkit diperlukan biaya permesinan untuk proses pengelasannya. Oleh karena itu, harus dihitung berapa panjang pengelasan terlebih dahulu untuk mengetahui berapa banyak elektroda yang digunakan dan waktu untuk proses tersebut. Pengelasan dalam pembuatan sistem pengungkit ini dilakukan pada penyambungan komponen – komponen pengungkit yang diantaranya adalah bush sliding, plat pengait pada moulding, bantalan, lengan pengungkit bawah dan prakitan lengan. Berikut ini adalah rincian panjang pengelasan pada komponen - komponen pengungkit : 1. Bagian bush sliding Panjang las = (75 mm x 2) x 2 = 300 mm 2. Penyambungan plat pengait dengan bush sliding Panjang las = (75 mm x 2) x 2 = 300 mm 3. Penyambungan plat pengait pada moulding Panjang las = (75 mm x 2) x 4 = 450 mm 4. Pembuatan bantalan Panjang las = (37,5 mm x 2) x 2 = 150 mm 5. Pembuatan lengan pengungkit bawah Panjang las = (24 mm x 4) x 2 = 192 mm 6. Pemasangan bantalan pada rangka Panjang las = (37,5 mm x 2) x 2 = 150 mm 7. Pemasangan lengan pengungkit Panjang las =(50 mm x 2) x 2 = 200 mm Total panjang permesinan pengelasan adalah 1742 mm commit (ltot) user



Elektroda yang digunakan pada proses pengelasan adalah jenis elektroda dengan Ø 2,6 mm dan panjang 350 mm. Satu batang elektroda dapat mengelas sepanjang 300 mm dan waktu yang dibutuhkan adalah 7 menit. Maka waktu permesinan untuk proses pengelasan dapat dihitung sebagai berikut : a. Menentukan jumlah elektroda yang dibutuhkan jumlah elektroda =

1742 mm = 5.8 ≈ 𝟔 𝐛𝐚𝐭𝐚𝐧𝐠 300

b. Menentukan waktu pengelasan

Waktu pengelasan = 6 batang elektroda x 7 menit = 42 menit c. Waktu penggatian elektroda = 1 menit d. Waktu setting total = 20 menit e. Menentukan waktu total pengelasan Tm = 42 menit + 1 menit + 20 menit = 63 menit = 1,05 jam Jadi total waktu permesinan untuk proses pengelasan adalah 1,05 jam. IV.5.3 Waktu Proses Penggerindaan Permukaan Penggerindaan permukaan digunakan untuk merapikan dan mengaluskan benda kerja setelah dilakukan pemotongan dan pengelasan. Penentuan waktu permesinan pada proses penggerindaan permukaan dihitung dengan rumus di bawah ini : • Menentukan jumlah pemakanan : g=

𝑏xt 𝑑 x 𝑠𝑟

tc =

𝑙𝑡 x 𝑏 x t 𝑣 x 1000 x 𝑠𝑟

• Menentukan waktu penggerindaan :

ket :

g = jumlah pemakanan b = lebar profil t = pengurangan tebal benda kerja Sr = kecepatan pemakanan commit to user v = kecepatan potong



lt = panjang permesinan d = diameter batu gerinda Pada perhitungan waktu penggerindaan ini ditetapkan, t = 0,05 mm (hasil pemotongan) = 0,5 mm ( hasil pengelasan) = 1 mm (hasil pemotongan dengan brander las acetylen) d = 100 mm v = 800mm/menit Sr = 0,005mm/menit Berikut ini adalah perhitungan waktu untuk proses permesinan penggerindaan permukaan pada komponen – komponen sistem pengungkit. a. Penggerindaan hasil pemotongan plat pengait (jumlah 8 plat) Diket : lt = 45 x 2 = 90 mm b = 8 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

8 x 0,05 100 x 0,005

g = 0,8 ≈ 1 kali

• Menentukan waktu penggerindaan : tc =

90 x 8 x 1 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,18 menit

Tm = 0,18 menit + 0,25 menit = 0,43 menit

Total waktu penggerindaan untuk 8 buah plat 0,43 menit x 8 = 3.44 menit ≈ 4 menit b. Penggerindaan hasil pengelasan bagian bush sliding (jumlah 2 batang) Diket : lt = 75 x 2 = 150 mm b = 5 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

5 x 0,5 100 x 0,005

commit to user



g = 5 kali


150 x 5 x 5 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,94 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2batang bagian bush sliding 1,19 menit x 2 =2,38 menit ≈ 3 menit

c. Penggerindaan hasil sambungan lasbush sliding dan plat pengait (jumlah 2 batang) Diket : lt = 75 x 2 = 150 mm b = 5 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

5 x 0,5 100 x 0,005

g = 5 kali


150 x 5 x 5 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,94 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2batang bush sliding1,19 menit x 2 = 2,38 menit ≈ 3 menit

d. Penggerindaan hasil sambungan las plat pengait dan moulding (jumlah 4 sambungan) Diket : lt = 75 x 2 = 150 mm b = 5 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

5 x 0,5 100 x 0,005

g = 5 kali

commit to user




150 x 5 x 5 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,94 menit


Total waktu penggerindaan untuk 4 sambungan 1,19 menit x 4 = 4,76 menit ≈ 5 menit e. Penggerindaan hasil pengelasan bantalan poros pengungkit (jumlah 2 plat) Diket : lt = 37,5 x 2 = 75 mm b =5 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

5 x 0,5 100 x 0,005

g = 5 kali


75 x 5 x 5 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,47 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 bantalan 0,72 menit x 2 = 1,44 menit ≈ 2 menit f. Penggerindaan poros pengungkit (jumlah 1 batang) Diket : lt = 5 x 2 = 10 mm b = 20 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

20 x 0,05 100 x 0,005

g = 2 kali

• Menentukan waktu penggerindaan : Tc =

10 x 5 x 2 commit to user 800 x 1000 x 0,005



t c = 0,025 menit

Tm = 0,025 menit + 0,25 menit = 0,275 menit ≈ 𝟏 𝐦𝐞𝐧𝐢𝐭

g. Penggerindaan hasil pemotongan lengan pengungkit atas dengan brander las acetylen (jumlah 2 batang) Diket : lt = 50 x mm b = 6 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

6x1 100 x 0,005

g = 12 kali


50 x 6 x 12 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,9 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 lengan 1,15 menit x 2 = 2,3 menit ≈ 3 menit h. Penggerindaan hasil pemotongan lengan pengungkit bawah (jumlah 2 batang) Diket : lt = 24 x 8 = 192 mm b = 6 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

6 x 0,05 100 x 0,005

g = 0,6 ≈ 1 kali


192 x 6 x 1 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,29 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 lengan 0,59 menit x 2 = 1,18 menit ≈ 2 commit to user menit



i. Penggerindaan hasil pengelasan lengan pengungkit bawah (jumlah 2 batang) Diket : lt = 24 x 4 = 96 mm b = 6 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

6 x 0,5 100 x 0,005

g = 6 kali


96 x 6 x 6 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,86 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 lengan 1,1 menit x 2 = 2,2 menit ≈ 3 menit j. Penggerindaan hasil pengelasan pada pemasangan bantalan (jumlah 2 plat) Diket : lt = 37,5 x 2 = 75 mm b = 5 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

5 x 0,5 100 x 0,005

g = 5 kali


75 x 5 x 5 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,47 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 bantalan 0,72 menit x 2 = 1,44 menit ≈ 2 menit k. Penggerindaan hasil pengelasan pada pemasangan lengan pengungkit (jumlah 2 lengan)

commit to user



Diket : lt = 50 x 2 = 100 mm b = 5 mm • Menentukan jumlah pemakanan : g=

5 x 0,5 100 x 0,005

g = 5 kali


100 x 5 x 5 800 x 1000 x 0,005

t c = 0,625 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 bantalan 0,875menit x 2 = 1,75 menit ≈ 2 menit. Total waktu permesinan (Tm)

= 30 menit

Waktu setting dan penyiapan peralatan = 15 menit Total waktu permesinan penggerindaan = 45 menit ≈ 0,75 jam IV.6

Rincian Biaya Pembuatan Sistem Pengungkit

IV.6.1 Rincian Biaya Material No KOMPONEN

SPESIFIKASI

JUMLAH

BAHAN 1

HARGA

BIAYA

PER @

Besi pejal (tiang panjang = 195cm

1 (10 kg)

Rp 10.000

Rp100.000

punch) diameter = 12 cm 2

Baut

M16

4

Rp 2.000

Rp

8.000

3

Plat besi

tebal = 6 mm

2 (13,5kg)

Rp 10.000

Rp135.000

Rp 10.000

Rp120.000

( lengan bawah ) lebar = 2 cm panjang = 50 cm 4

Besi pejal

diameter =commit 2cm to 1user (12 kg)



(sliding) panjang = 120 cm 5

Pipa roll ( tuas

panjang = 80 cm

1 ( 6 kg )

Rp 12.500

Rp 75.000

1 ( 4 kg )

Rp 12.500

Rp 50.000

1 ( 8kg )

Rp 12.500

Rp100.000

2

Rp 20.000

Rp 40.000

1

Rp 50.000

Rp 50.000

10 Tiner

1

Rp 50.000

Rp 50.000

11 Dempul

1

Rp 15.000

Rp 15.000

12 Amplas

3

Rp 6.000

Rp 18.000

13 Gerinda poles

2

Rp 6.000

Rp 12.000

1 kg

Rp21.000

Rp 21.000

pengungkit ) diameter = 3,5cm 6

Besi pejal

panjang = 40 cm

( poros pengungkit ) diameter = 2 cm 7

Plat siku

panjang = 50 cm

( dudukan sliding ) tebal = 3 mm 8

Plat Kontur

tebal = 6 mm

( lengan atas ) 9

cat

(permukaan) 14 Elektroda 15 Lain-lain

Rp 20.000

Total

Rp814.000

commit to user



IV.7.2 Rincian Biaya Permesinan NO 1 2 3 4

WAKTU OPERASI / JAM 0,75 1,05 3,8

MESIN Mesin Gerinda Mesin Bor Mesin Las Perlengkapan Pengecatan Total

3

Rp 30.000 Rp 40.000 Rp 40.000

TOTAL BIAYA Rp 22.500 Rp 42.000 Rp 152.000

Rp 20.000

Rp

HARGA/JAM

5,6

60.000

Rp 276.500

IV.7.3 Rincian Biaya Operator NO 1 2 3 4

MESIN

WAKTU OPERASI / JAM

HARGA/JAM

0,75

Rp 10.000

Rp

1,05 3,8 3 5,6

Rp 10.000 Rp 15.000 Rp 15.000

Rp 10.500 Rp 57.000 Rp 45.000 Rp 120.000

Mesin Gerinda Mesin Bor Mesin Las Pengecatan Total

TOTAL BIAYA 7.500

Jadi total biaya untuk pembuatan sistem pengungkit adalah sebesar Rp 814.000 + Rp 276.500 + Rp 120.000 = Rp 1.210.500 IV.7

Perawatan Sistem Pengungkit Moulding Perawatan

adalah

suatu

bentuk

kegiatan

yang

bertujuan

untuk

memperpanjang umur pemakaian mesin dan mengupayakan agar mesin selalu siap untuk dipergunakan serta untuk menghindari kecelakaan kerja pada waktu pengoperasian mesin atau alat tersebut. Perawatan mesin press hidrolik sebaiknya dilakukan dengan baik dan teratur, termasuk pada salah satu komponennya yaitu sistem pengungkit moulding. Karena

mengingat semua komponen sistem pengungkit ini tidak tertutup

sehingga debu atau kotoran mudah menempel pada komponen. Perawatan sistem pengungkit ini cukup mudah, hanya dengan memberikan pelumasan pada bagian – bagian komponen yang mengalami gesekan, seperti pada pin lengan penungkit dan pada bush pengungkit. Dengan memberikan pelumasan secara rutin, maka gesekan pada sistem pengungkit ini akan kecil, sehingga sistem dapat berjalan commit to user dengan baik saat pengoperasian.


digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP

V.1

Kesimpulan Dari

hasil Proyek Akhir yang telah dilaksanakan maka dapat ditarik

kesimpulan bahwa Sistem Pengungkit Moulding ini dapat mempermudah dalam pengambilan hasil pengepresan serta dapat membantu mendorong punch kembali ke posisi semula. Pengoperasian sistem pengungkit ini dilakukan dengan menekan tuas pengungkit yang mempunyai panjang 850 mm, dimana dalam pengoperasian tersebut membutuhkan gaya pada tangan manusia sebesar 14,7 kg. V.2

Saran Seperti Proyek Akhir pada umumnya, maka dalam Proyek Akhir Rancang

Bangun Sistem Pengungkit Moulding Pada Mesin Press Batako Styrofoam dan Botol Plastik yang dihasilkan belum memberikan hasil dan karakteristik yang sempurna. Oleh karena itu, untuk penyempurnaan dan pengembangan proyek akhir ini diberikan beberapa saran untuk penyempurnaan dan pengembangan tersebut : 1. Dalam perhitungan kekuatan sistem pengungkit baik dalam kekuatan komponen maupun gaya yang dibutuhkan dalam pengoperasiannya perlu mempertimbangkan hal – hal kecil yang dapat mempengaruhi perhitungan tersebut, seperti misalkan gaya gesek bush dan tiang sliding, gaya gesek piston silinder hidrolik, tebal plat lengan pengungkit, dan pin pengungkit. Hal tersebut dimaksudkan agar mendapatkan hasil perhitungan yang lebih akurat. 2. Dalam perhitungan kekuatan komponen sistem pengungkit sebaiknya beban yang diasumsikan sesuai dengan kapasitas maksimal mesin yang ada, sehingga sistem pengungkit tersebut dapat menahan beban secara maksimal dan tidak hanya sebatas pada saat pengoperasian pembuatan batako styrofoam dan botol plastik saja.

commit to user

RANCANG BANGUN SISTEM PENGUNGKIT MOULDING PADA MESIN PRESS BATAKO STYROFOAM DAN BOTOL PLASTIK

Recommend Documents