perencanaan dan perancangan mesin penghancur …/peren...proyek akhir ini bertujuan untuk merancang...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PERENCANAAN DAN PERANCANGAN MESIN PENGHANCUR STYROFOAM UNTUK UKM CIPTA KARYA

MANUNGGAL (POWER TRANSMISION)

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Oleh:

MUHAMMAD MUZAKI NIM. I8109027

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2012


commit to user

v

Muhammad Muzaki “Perencanaan Dan Perancangan Mesin Penghancur Styrofoam”

(Power Transmision)

ABSTRAKSI

Proyek akhir ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat penghancur styrofoam untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal Jl. Kerinci dalam 6, No 16b, Sambirejo RT 03/09, Kadipiro, Solo. Dan alat ini terdiri dari motor listrik, puly, v-belt, sikat gerinda (pisau potong).

Dalam proses perancangan ini meliputi 3 tahap, pertama merancang dan mendesain alat, kedua perhitungan dan gambar, ketiga pembuatan dan pengujian alat.

Mesin ini menghasilkan styrofoam yang telah hancur untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal, dengan ini menggunakan daya motor 1 HP dengan kecepatan 1400 rpm, serta biaya keseluruhan untuk pembuatan alat tersebut adalah 2.566.000

Keyword: Power Transmision, Belt, Pulley


commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan Allah SWT atas segala rahmat dan

hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat meneyeleseikan Proyek Akhir dan Laporan

yang berjudul “Perencanaan Dan Perancangan Mesin Penghancur Styrofoam

(Power Transmision) ” ini dengan baik.

Proyek akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar

ahli madya dan untuk menyeleseikan program studi D-III teknik mesin fakultas

teknik universitas sebelas maret surakarta.

Banyak upaya dan usaha keras penulis kerjakan untuk mengatasi

hambatan dan kesulitan yang ada selama pengerjaan proyek akhir ini. Dan berkat

rahmat allah SWT dan bantuan segala pihak, akhirnya tugas ini dapat

terseleseikan. Untuk itu dalam kesempatan yang bahagia ini, penulis

menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya.

2. Bapak Heru Sukanto, M.T ketua program D-III teknik mesin fakultas

teknik universitas sebelas maret surakarta

3. Bapak Jaka Sulistyo Budi, ST selaku koordinator proyek akhir

4. Bapak Purwadi Joko W, S.T, M.T selaku dosen pembimbing I proyek

akhir

5. Bapak Teguh Triyono, S.T selaku dosen pembimbing II proyek akhir

6. Semua dosen teknik mesin fakultas teknik universitas sebelas maret

surakarta.

7. Ayah dan Ibunda tercinta beserta semua keluarga yang telah memberikan

dukungan, do’a dan bimbingan kepada penulis.

8. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Produksi angkatan 2009 yang

telah banyak membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini.

9. Semua orang yang telah memberi kasih sayang, cinta, do'a dan semangat

buat penulis.

10. Semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya Proyek Akhir

dan penyusunan laporan ini.


commit to user

vii

Penulis yakin tanpa bantuan dari semua pihak, karya ini akan sulit

terselesaikan dalam hal perancangan, pengujian, pembuatan laporan, dan dalam

ujian pendadaran. Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan

laporan ini, maka penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi

kemajuan bersama.

Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan

pembaca pada umumnya dan serta dapat menambah wawasan keilmuan bersama.

Surakarta, Juli 2012

Penulis


commit to user

viii

DAFTAR ISI

Halaman Judul .............................................................................................................i

Halaman Pengesahan .................................................................................................. ii

Halaman Motto .......................................................................................................... iii

Persembahan .............................................................................................................. iv

Abstraksi ..................................................................................................................... v

Kata Pengantar ........................................................................................................... vi

Daftar Isi ................................................................................................................... viii

Daftar Gambar ............................................................................................................ x

Daftar Tabel .............................................................................................................. xii

Daftar Notasi ............................................................................................................ xiii

Bab I Pendahuluan ...................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................... 1

1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 1

1.4 Metodologi ..................................................................................................... 1

1.5 Sistematika Penulisan .................................................................................... 2

1.6 Tujuan dan Manfaat ...................................................................................... 3

Bab II Dasar Teori ...................................................................................................... 4

2.1 Statika ............................................................................................................. 4

2.2 Gaya ................................................................................................................ 6

2.3 Daya ................................................................................................................ 7

2.4 Poros ............................................................................................................... 7

2.5 Puli dan Sabuk V-belt .................................................................................. 10

2.6 Pasak ............................................................................................................. 17

2.7 Pelapisan ...................................................................................................... 18

2.8 Waktu Permesinan ....................................................................................... 19


commit to user

ix

Bab III Perencanaan dan Gambar ............................................................................ 22

3.1 Diagram Alir Proses Perencanaan ............................................................... 22

3.2 Sistem Tranmisi ........................................................................................... 22

3.3 Perhitungan Daya Motor ............................................................................. 24

3.4 Perhitungan Puli dan Sabuk V ..................................................................... 25

3.5 Perhitungan Diameter Poros Pisau Penghancur .......................................... 28

3.6 Perhitungan Pasak ........................................................................................ 30

Bab IV Pembuatan dan pembahasan ........................................................................ 40

4.1 Pembuatan Dudukan motor ......................................................................... 40

4.2 Pembuatan Kepala pisau .............................................................................. 42

4.3 Pembuatan Poros pisau ................................................................................. 46

4.4 Mengeset motor ............................................................................................ 50

4.5 Merangkai mesin .......................................................................................... 50

4.6 Uji kelayakan ................................................................................................ 51

4.7 Mengecat alat ............................................................................................... 51

4.8 Estimasi dana ................................................................................................ 53

Bab V Penutup .......................................................................................................... 54

5.1 Kesimpulan ................................................................................................... 54

5.2 Saran ............................................................................................................. 55

Daftar Pustaka

Lampiran


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dunia industri yang semakin berkembang menuntut agar alat produksinya

menjadi lebih baik, seperti di UKM Cipta Karya Manunggal yang berlokasi di Jl.

Kerinci dalam 6, No 16b, Sambirejo RT 03/09, Kadipiro, Solo. Penghancuran

styrofoam di UKM tersebut masih menggunakan cara manual. Cara manualnya

adalah mengggunakan parut kelapa dengan kapasitas produksi yang rendah.

Kapasitas produksi tersebut tidak mampu memenuhi permintaasn pasar. Untuk

meningkatkan kapasitas produksi diperlukan alat penghancur styroroam dengan

tenaga listrik. Perancangan alat penghancur styrofoam ini, membutuhkan sistem

transmisi agar daya bisa dipindahkan dari motor listrik ke pisau penghancur.

Sistem transmisi adalah suatu sistem dimana daya ditransmisikan dari

sumber daya (motor listrik, motor bakar) ke pembutuh daya (pisau potong). Dan

dibuat untuk memperoleh momen yang sesuai. Alat di desain sedemikian rupa,

agar mudah dalam pengoperasianya. Sistem transmisi pada alat ini menggunakan

sabuk V, dimana dengan sabuk ini didapat ketenangan dari kinerja alat,

kemungkinan slip kecil, dan sabuk V ini lebih kompak dalam kinerjanya.

Adapaun kerugianya yaitu tidak dapat digunakan dalam jarak yang panjang.

Sistem transmisi ini menggunakan satu sabuk. Dengan sistem tranmisi ini

kita dapat menentukan seberapa besar putaran yang diinginkan. Dan disini

menurut hasil percobaan kami membutuhkan putaran 700 rpm.

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah merancang sistem

transmisi pada alat penghancur styrofoam yang berguna untuk campuran batako

dengan sabuk V sebagai sistem transmisi, dan daya listrik sebagai sumber energi.

1.3 Batasan Masalah

a. Merancang komponen sistem transmisi

b. Menganalisa komponen yang dirancang

c. Membuat komponen


commit to user

2

d. Menguji alat

e. Mendapatkan hasil

1.4 Metodologi Perancangan

Dalam perencanaan dan pembuatan dari alat penghancur styrofoam,

digunakan metode sebagai berikut:

a. Mengidentifikasi masalah/kebutuhan, dalam proses penghancuran

styrofoam di UKM Cipta Karya Manuggal sementara ini masih dengan

cara manual yaitu oleh tangan manusia. Oleh karena itu UKM

menginginkan pembuatan mesin yang bisa digunakan untuk

menghancurkan styrofoam dengan menggunakan mesin.

b. Mengumpulkan data terkait dengan kebutuhan, pengumpulan data

secara teori, observasi dan praktek serta survey lapangan.

c. Menganalisa, menganalisa data-data dari lapangan.

d. Merancang alat, ,menghitung dan merancang komponen yang akan

digunakan.

e. Membuat sketsa, menggambar berdasarkan perhitungan dan

rancangan.

f. Membuat gambar, menggambar alat di Autocad sesuai dengan gambar

yang sudah direncanakan.

g. Membuat alat, dalam pembuatan ini meliputi pembelian komponen

dan membuat komponen, dan dirakit menjadi sebuah alat yang utuh

dan berfungsi.

h. Menguji alat, pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja alat agar

berjalan dengan baik, serta mengetahui kapasitas alat.

1.5. Sistematika Penulisan

Dalam penulisan laporan proyek akhir ini menggunakan sistematika atau

format penulisan sebagai berikut:

a. Bab I Pendahuluan, berisi latar belakang, sistematika penulisan,

perumusan masalah, batasan masalah tujuan proyek akhir.


commit to user

3

b. Bab II Dasar teori, berisi pembahasan mengenai konsep teori gaya,

daya, poros, sabuk, puli, bantalan, dan komponen lain pendukung

mesin.

c. Bab III Perencanaan dan Perancangan, berisi pembahasan

mengenai perhitungan dan perencanaan alat.

d. Bab IV Pembuatan dan Pembahasan, berisi pembahasan mengenai

proses pembuatan komponen, pembuatan rangka, perencanaan

waktu permesinan, perakitan dan perhitungan biaya pembelian

bahan.

e. Bab V Penutup, berisi kesimpulan.

1.6.Tujuan dan Manfaat Proyek Akhir

a. Proyek akhir ini bertujuan untuk membuat alat penghancur styrofoam yang

hasilnya digunakan untuk campuran batako di UKM Cipta Karya

Manunggal.

b. Manfaat proyek akhir proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai

berikut:

ü Teoritis memperoleh pengetahuan dan pemahaman mengenai

perancangan alat serta menciptakan suatu unit rekayasa yang efektif

dan efisien yang berwujud alat penghancur styrofoam.

ü Praktis menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama kuliah dengan

mengaplikasikannya dalam suatu bentuk nyata dalam sebuah karya alat

penghancur styrofoam dan melatih ketrampilan dalam proses produksi

meliputi bidang perancangan, pengelasan dan permesinan.


commit to user

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Statika

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang statik dari suatu beban

terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan (konstruksi)

atau yang dapat dikatakan sebagai perubahan terhadap panjang benda awal karena

gaya tekan atau beban.

2.1.1. Gaya

Gaya mempunyai besaran arah titik tangkap, gaya sering digambarkan

dengan sebuah anak panah. Dan macam-macam gaya sebagai berikut :

a. Gaya luar, adalah beban reaksi yang menciptakan kestabilan

konstruksi.

b. Gaya dalam, adalah beban pada kontruksi yang dapat

menimbulkan reaksi pada pondasi.

2.1.2. Penandaan gaya dalam yang terjadi

a. Gaya normal, adalah gaya yang bekerja searah sumbu balok

Gaya normal positif = sifat tarik pada batang

Gambar 2.1.Arah gaya normal positif

Gaya normal negatif = sifat desak pada batang

Gambar 2.2.Arah gaya normal negatif

b. Gaya geser, adalah gaya yang bekerja tegak lurus sumbu balok

Gaya geser positif = patah dan putaran searah jarum jam

Gambar 2.3. Arah geser positif


commit to user

5

Gaya geser negatif = patah dan putaran berlawanan arah jarum jam

Gambar 2.4.Arah geser negatif

c. Momen lentur, adalah gaya yang mendukung lentur sumbu balok

Momen lentur positif gaya yang menyebabkan sumbu batang cekung

ke bawah

Gambar 2.5.Arah momen lentur positif

Momen lentur negatif gaya yang menyebabkan sumbu batang cekung

ke atas

Gambar 2.6.Arah momen lentur negatif

2.1.3. Macam –macam beban

a. Beban statis, adalah beban yang diam tidak bergerak dan tidak berubah

nilai beratnya.

b. Beban dinamis, adalah beban yang berubah baik ditempatnya atau

besarnya, misalnya beban orang atau kendaraan yang lewat di jalan.

2.1.4. Klasifikasi beban menurut letaknya

a. Beban terpusat atau beban titik, adalah beban yang bertitik tangkap

disebuah titik.

Gambar 2.7. Beban terpusat


commit to user

6

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

Gambar 2.8.Beban terbagi rata

2.1.5. Jenis- jenis tumpuan

a. Tumpusn rol, tumpuan yang hanya bisa menerima beban aksial saja.

Gambar 2.9.Tumpuan rol

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

aksial.

Gambar 2.10.Tumpuan sendi

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

aksial dan momen.

Gambar 2.11.Tumpuan jepit

2.2.Gaya

Pada perencanaan mesin ini terdapat gaya-gaya sebagai berikut:

2.2.1. Gaya gesek

Gaya dirumuskan sebagai berikut: 뀈l ꋘ 拨k.官 ............................................................................(2.1)

(Sears, Zamansky, 1962)


commit to user

7

Keterangan : 뀈k ꋘ gayagesek纵N邹拨k ꋘ koefisiengesekkinetik

官 ꋘ gaya纵N邹

2.2.2. Torsi

Torsi dirumuskan sebagai berikut: 馆ꋘ 뀈. ȴ 馆ꋘ 뀈k. ȴ ............................................................................(2.2)

(Bernard J. Hamrock, 1999) keterangan ∶ 馆ꋘ Torsi纵N.m邹 뀈 ꋘ gaya纵N邹 뀈k ꋘ gayagesekkinetik纵N邹 ȴ ꋘ Jari 石jari

2.3.Daya

Daya dapat dirumuskan sebagai berikut:

官ꋘ 馆.2.挥. 屁 a........................................................................(2.3)

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

(Khurmi dan Gupta, 1982)

Keterangan: P ꋘ daya纵watt邹馆ꋘ Torsi纵N.m邹棺ꋘ Putaran纵rpm邹

2.4.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. Bahan poros kebanyakan digunakan baja

kontruksi mesin St 42 M, St 50 M, atau St 60 dan St 70 (Permukaannya dapat

dikeraskan) karena keausan rendah. (Schonmetz, G. 2002, Design of Machine

Element)


commit to user

8

2.4.1. Klarifikasi poros menurut pembebanan

a. Poros transmisi, poros transmisi berfungsi sebagai pemindah tenaga

yang mendapat beban puntir murni atau puntir dan lenturan. Elemen

lain yang terpasang berupa roda gigi, puli, rantai dan lain-lain.

b. Spindel, poros yang relatif pendek seperti poros utama mesin perkakas,

dimana beban utamanya berupa puntiran atau spindel.

c. Gandar, poros yang dipasang diantara roda gigi kereta barang yang

tidak mendapat beban puntir dan kadang-kadang tidak berputar, ini

disebut gandar. Jenis beban yang diterima gandar adalah beban lentur,

kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula yang mendapat beban

puntir.

2.4.2. Hal-hal penting dalam perencanaan poros

a. Kekuatan poros, suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir

atau lentur gabungan antara puntir dan lentur. Dalam perancangan

poros perlu memperhatikan beberapa faktor misalnya : kelemahan,

tumbukan dan pengaruh kosentrasi bila menggunakan poros bertangga

ataupun penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang

dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan beban tersebut.

b. Kekakuan poros, meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang

cukup aman dalam menahan pembebanan, tetapi adanya lenturan atau

defleksi yang terlalu besar akan mengakibatkan ketidak telitian (pada

mesin perkakas), getaran mesin & suara. Oleh karena itu disanping

memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus

diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan

ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut.

c. Putaran kritis, bila putaran mesin dinaikkan maka akan menimbulkan

getaran pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang

mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang

menimbulkan gesekan yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat

terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Salain itu, timbul

getaran yang tinggi dan dapat mengakibatkan kerusakan pada poros

dan bagian – bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu


commit to user

9

diperhatikan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah dari

putaran kritisnya.

d. Material poros, Poros yang biasa digunakan dalam putaran tinggi dan

bebas yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan denga proses

pengerasan kulit sehingga tahan terhadap kausan. Beberapa

diantaranya adalah baja khrom nikel, baja khrom, baja khrom

molibden, dll. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu

dianjurkan jika alasannya hanya putaran tinggi dan pembebanan yang

berat saja. Dengan demikian perlu dipertimbangkan pemilihan jenis

heat treatment yang tepat untuk kekuatan maksimal.

2.4.3. Persamaan yang dipakai dalam perhitungan poros

a. Momen puntir ekuivalen

Momen puntir ekuivalen dirumuskan sebagai berikut:

T = (T1 - T2 ). R .........................................................................(2.4)


Dimana:

T = Torsi pada poros (Nm)

T1 = Gaya tegang pada sisi kencang sabuk (kg)

T2 = Gaya tegang pada sisi kendor sabuk (kg)

R = Radius pulley (mm)

n

PT

×××

=p260

........................................................................(2.5)


Dimana :

P = Daya (watt)

N = Putaran poros (rpm)

b. Momen bending yang terjadi pada poros :

M = F . L ......................................................................(2.6)



commit to user

10

Dimana :

M = Momen bending (kg mm)

F = Gaya yang terjadi (kg)

L = Panjang atau jarak terhadap gaya (mm)

c. Momen Equivalen 馆p ꋘ √怪g 十馆² ............................................................(2.7)


Dimana :

Te = Momen Equivalen (kg mm)

M = Momen bending Atau lentur (kg mm)

T = Torsi atua momen puntir (kg mm)

d. Diameter Poros

Te = 气유 . 뀈s. 圭³ ............................................................................(2.8)


FsTe

d..163

p=

3

.16

FsTe

dp×=

Dimana :

D = diameter poros (mm)

Fs = tegangan geser (kg/mm2)

2.5.Puli dan sabuk

Sabuk dan puli digunakan untuk mentransmisikan daya dari satu poros ke

poros yang lain yang berputar pada kecepatan yang sama atau berbeda. Hal yang

menentukan besar daya yang ditransmisikan adalah kecepatan sabuk,

kekencangan sabuk, sudut kontak antara sabuk dan puli, kondisi dimana sabuk

digunakan. Sedangkan koefisien gesek antara sabuk dan puli tergantung pada

bahan sabuk, bahan puli dan kecepatan sabuk.


commit to user

11

2.5.1. Hal – hal yang harus diperhatikan dalam instalasi sabuk puli:

a. Kedua poros harus benar-benar sejajar, agar kekencangan sabuk

bisa seragam.

b. Jarak kedua puli tidak boleh terlalu dekat, agar sudut kontak pada

puli kecil sebesar mungkin.

c. Jarak kedua puli tidak boleh terlalu jauh, karena akan menyebabkan

sabuk membebani poros.

d. Sabuk yang panjang cenderung berayun dari sisi ke sisi yang

menyebabkan sabuk aus.

e. Sisi kencang sabuk harus dibawah, sehingga jika sabuk turun pada

sisi kendor akan menambah besar sudut kontak pada puli.

f. Untuk memperoleh hasil yang baik pada sabuk datar, jarak

maksimal antar poros tidak boleh lebih dari 10 meter dan jarak

minimal tidak boleh kurang dari 3.5 kali diameter puli besar.

2.5.2. Pulley

Pulley adalah bagian atau elemen mesin yang berfungsi

mentransmisikan atau meneruskan tenaga dari poros satu ke poros lain

memakai sabuk atau tali.Pulley bisa dibuat dari besi tuang, baja tuang atau

baja yang dicetak, pulley pada umumnya terbuat dari besi tuang karena

harganya rendah.

Diameter puli yang digerakkan :

2

112

.nDn

D = ....................................................................... (2.9)


Dimana :

D2 = Diameter Pulley yang digerakkan (mm)

D1 = Diameter Pulleypenggerak (mm)

n1 = Putaran Pulley penggerak (rpm)

n2 = Putaran Pulley yang digerakkan (rpm)


commit to user

12

2.5.3. V-belt

Sebagian besar sabuk transmisi menggunakan sabuk “V”, karena

mudah penangannya dan harganya murah. Selain itu sistem transmisi ini

juga dapat menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang

relatif rendah. Kontruksi sabuk dan puli bisa dilihat pada gambar 2.12.

Dalam perhitungan besarnya daya yang di transmisikan tergantung dari

beberapa faktor antara lain :

a. Kecepatan linier sabuk

b. Tegangan sabuk yang terjadi

c. Bentuk sisi kontak sabuk dan pulley

d. Kondisi sabuk yang dipakai

Gambar 2.12 Sabuk dan puli

Bahan V – Belt

a. Kulit

b.Anyaman benang

c. Karet

Bagian – bagian V – belt adalah menjelaskan bahan dari sabuk dan bisa

dilihat pada gambar 2.13

Gambar2.13 Bagian – bagian V – belt


commit to user

13

Jenis – jenis V – Belt

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

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

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

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

gambar 2.14

Gambar2.14 Ukuran penampang sabuk – V

Kelebihan V – Belt :

ü V – Belt lebih kompak

ü Slip lebihkecil dibandingkanflat belt

ü Operasi lebih tenang

ü Mampu meredam kejutan saat start

Kelemahan V – Belt :

ü Tidak dapat digunakan padajarak poros yang panjang

ü Umur lebih pendek di bandingkanflat belt

ü Konstruksi pulley lebih rumit dibandingkanpulley untuk flat belt


commit to user

14

Diagram pemilihan sabuk bisa dilihat pada gambar 2.15

Gambar 2.15 Diagram Pemilihan Sabuk

Tipe sempit pada sabuk bisa dilihat pada tabel 2.1

Tabel2.1 Ukuran V – belt tipe sempit


commit to user

15

Langkah pemilihan V- belt :

a. Menghitung efisiensi transmisi V – Belt 90-98%

Daya desain = daya nominal x faktor pemakaian

Faktor koreksi panjang x faktor koreksi sudut kontak

b. Menghitung daya nominal dan daya putaran

c. Memilih puli penggerak dan yang digerakkan bedasarkan

perbandingan kecepatan & diameter minimum

d. Menghitung jarak antara sumbu poros ( C )

e. Menghitung torsi pada puli kecil bedasarkan daya desain &

putaran kemudian dihitung tarikan pada belt yang tegang

f. Tarikan belt maksimal ≤ Tarikan maksimal yang diijinkan belt

g. Pilih pemanpang belt yang lebih besar

V – BeltVariable speed drives :

a. Posisi V – Belt dapat berubah di dalam groove jika jarak shaft

driven dan driving bergeser

b. Pulley dapat meregang dan merapat

c. Kecepatan belt direncanakan antara 10 – 20 m/s, maks 25 m/s

d. Daya maks yang dapat di transmisikan ± 500 KW

e. Driven pulley dapat berupa flat atau faced pulley

f. V – Belt tidak dapat digunakan pada jarakporos yang terlalu panjang

g. V – Belt biasa digunakan untuk menurunkan putaran, perbandingan

reduksi i ( i> 1 )

h. Menentukan panjang keliling sabuk

2)(41

)(2

2 dpDpC

dpDpCL -+++=p

....................... (2.10)


Dimana :

L =panjangsabuk (mm)

C = jarak sumbu poros (mm) (C =1,5 Dp)

Dp = diameter poros besar (mm)

Dp = diameter poros kecil (mm)


commit to user

16

i. Kecepatan linier V – Belt :

1000.60

1.. nDpV

p= ....................................................................... (2.11)


Dimana :

V = kecepatan sabuk (m/s)

Dp = diameter Pulley penggerak (mm)

N1 = putaran Pulley penggerak (rpm)

j. Sudut kontak

Untuk sabuk terbuka :

C

rr 21sin×

=a ......................................................... (2.12)

(J.E. Shigley, 1995)

Sudut kontak :

180

)2180(pq a-=

....................................................(2.13)

(J.E. shigley, 1995)

k.Tarikan sisi kendor (T2) dan tarikan sisi kencang (T1) pada sabuk :

2,31 . logɀ유ɀg = 拨.凰. 慌 .............................................(2.14)ǴƼp


Dimana :

T1 = Tarikan sisi kencang (kg)

T2 = Tarikan sisi kendor (kg)

拨 = 0,54 – 뮰g, 유og, 嫩瓢

凰 = Sudut kontak (rad)

l. Tegangan maksimum sabuk

Tegangan maksimum sabuk dirumuskan sebagai berikut:

T1 = 徽z.故 ...........................................................................................(2.15)



commit to user

17

Keterangan: T1 = tegangan sisi kencang sabuk (N)

徽z = tegangan ijin maksimum sabuk (N/mm²)

故 = luas penampang (mm²)

Aplikasi V- Belt :

ü Penerus daya mesin kecepatan tinggi seperti

kompresor, dll

ü Kipas radiator

ü Mesin – mesin pertanian

2.6. Pasak

Pasak merupakan suatu komponen pendukungyang berfungsi untuk

menyatukan atau mengabungkan dua komponen (lubang dan poros) sehingga

dengan digabungkannya kedua komponen tersebut maka komponen-komponen

akan dapat berputar secara bersama-sama.

Jenis-jenis pasak:

a. Sunk keys.

ü Rectangular sunk key.

ü Square sunk key.

ü Parralel sunk key.

ü Gib-head key.

ü Feather key.

b. Saddle keys.

c. Tangen keys.

d. Round keys.

e. Splines.

Pasak yang dipakai dalam rancang bangun mesin pencacah styrofoam

ini adalah tipe square sunk key sedangkan untuk tahap perancangan adalah

sebagai berikut:

a. Mencari lebar pasak

Lebar pasak dirumuskan sebagai berikut:

W=d/4 ................................................................................................(2.16)



commit to user

18

b. Mencari tebal pasak

Tebal pasak dirumuskan sebagai berikut:

T=2/3 W .............................................................................................(2.17)


c. Mencari panjang pasak

Dikarenakan bahan pasak = bahan poros, maka panjang pasak

dirumuskan sebagai berikut:

ℓ=挥.圭²/8.灌 .......................................................................................(2.18)


d. Menguji kekuatan pasak terhadap kekuatan poros

Menguji kekuatan poros terhadap poros dirumuskan sebagai berikut: lplinen0贵ǴȴǴƼlplinen00Ǵȴ1n)贵ǴȴǴƼꋘ ℓ. 灌.归c. 若潜气f6.归c.圭² ꋘ 8. ℓ.票气.圭g .........(2.19)


Keterangan:

D = Diameter poros (mm)

ℓ = Panjang pasak (mm) e = Tebal pasak (mm) 灌 =Lebar pasak (mm)

뀈c =Tegangan geser bahan pasak (N/mm²)

2.7. Pelapisan

Setelah selesei melakukan pengelasan kemudian dilakukan pelapisan

terhadap kerangka tersebut. Hal ini bertujuan agar kerangka tersebut dapat

terlindungi dari proses korosi yang dapat menyebabkan kerangka menjadi

rapuh dan kompos. Disamping itu juga dapat untuk memperindah bentuk dari

kerangka yaitu pengecatan.


commit to user

19

Adapun langkah-langkah dari pengecatan, antara lain :

a. Pembersihan, Sebelum pengecatan dilakukan sebaiknya kerangka tersebut

dibersihkan telebih dahulu dari karat atau kotoran-kotoran yang melekat

pada kerangka dengan menggunakan ampelas, kemudian dicuci dengan air

(kalau diperlukan).

b. Pengecatan, Setelah seluruh permukaan dari kerangka bebas dari kotoran-

kotoran atau karat,kemudian dilakukan pengecatan. Bahan yang digunakan

untuk pengecatan yaitu: cat besi dan tiner, sedangkan alat yang digunakan

yaitu kompresor.

Langkah-langkah pengecatan antara lain:

- Cat dan tiner dicampur dengan perbandingan 1:1 hingga

tercampur seluruhnya, kemudian tuangkan kedalam kaleng yang

dihubungkan langsung dengan kompresor.

- Setelah kompresor dihidupkan, semprotkan cat tersebut pada

kerangka dengan tipis-tipis dan secara merata.

- Setelah selesei semua atau sudah merata, tunggu hingaa 15

menit untuk dilakukan pengecatan ulang, kemudian keringkan.

2.8. Waktu permesinan

Waktu permesinan sangat penting diketahui untuk efisiensi biaya,

waktu permesinan adalah waktu yang diperlukan untuk mengerjakan elemen

mesin, yang meliputi:

a. Waktu kerja mesin, Yaitu waktu pada saat mesin tersebut bekerja.

b. Waktu pemasangan alat atau set-up benda kerja, Yaitu waktu pada saat

pemasangan benda kerja dan seting alat.

2.6.1. Mesin bubut

Cara kerja mesin bubut adalah benda kerja yang berputar sedangkan

pahat sebagai penyayat melakukan gerak pemakanan,baik memanjang

maupun melintang.

Waktu permesinan pada mesin bubut : 0 ꋘ 郭. 유aaa气 .圭 ..............................................................................(2.23)

(jutz and eduard, 1966)


commit to user

20

馆0ꋘ 痞骗平.0 .................................................................................(2.24)


Keterangan : Tn = waktu permesinan (menit)

L = panjang pemakan (mm)

Si = pemakanan (mm/rpm)

N = putaran mesin (rpm)

V = kecepatan putar (mm/menit)

2.6.2. Mesin bor

Fungsi dari mesin bor adalah untuk melubangi benda kerja, adapun

macam-macam mesin bor adalah:

a. Mesin bor tembak

b. Mesin bor vertikal

c. Mesin bor horisontal

Pahat bor mempunyai dua sisi potong dan melakukan gerak potong

karena berputarnya poros mesin bor.

Waktu permesinan pada mesin bor : 0 ꋘ 郭. 유aaa气 .圭 ....................................................................................(2.25)


L = I + 0,3 d.......................................................................................(2.26)

(jutz and eduard, 1966) 馆1ꋘ 痞骗迫.坡 .........................................................................................(2.27)


Keterangan : L = panjang langkah (mm)

d = diameter bor (mm)

n = putaran mesin bor (rpm)

St = pemakanan (mm/put)

2.6.3. Mesin frais

Mesin frais digunakan untuk meratakan permukaan benda kerja dengan

cara pisau frais berputar sedangkan benda kerja diam. Kegunaan mesin


commit to user

21

frais yang lain yaitu membuat roda gigi, membuat segi, membuat alur

dan lain-lain.

Waktu permesinan pada mesin frais:

a. Putaran spindel 棺ꋘ 郭. 유aaa气 .圭 ............................................................................(2.28)

(Eko Marsyahyo, 2003)

Keterangan:

N = kecepatan spindel (rpm)

V = kecepatan potongan (mm/menit)

D = diameter pisau frais (mm)

b. Waktu permesinan 馆ꋘ拐十2.霹坪 ...............................................................................(2.29)


Keterangan:

T = waktu permesinan (menit)

L = panjang benda kerja (mm)

A = pendekatan jarak pisau (mm)

c. Pemakanan tiap gigi

F = f1 . N . z ..............................................................................(2.30)


keterangan:

F= pemakanan (mm)

f1= pemakanan per gigi (mm)

z = jumlah gigi potong pada pisau frais (buah)

d. Jarak bebas pisau frais

A = D/2 atau W = D/2使雇........................................................(2.31)


Keterangan :

W = lebar pemakanan (mm)

D = diameter pisau frais (mm)


commit to user

22

BAB III

PERANCANGAN DAN GAMBAR

3.1 Diagram Alir Proses Perancangan

Proses perancangan alat penghancur limbah styrofoam seperti terlihat

pada diagram alir berikut ini:

Gambar 3.1 Diagram Perencanaan dan Perhitungan

3.2. Sistem Transmisi

Sistem transmisi adalah bagian dari mesin yang berfungsi

mentransmisikan daya dari sumber daya (motor listrik) ke pembuth daya

(sistem penghancur). Sistem transmisi alat penghancur styrofoam ini

menggunakan sabuk V dan puli untuk mentransmisikan daya dari motor ke

pisau, kemudian pisau berputar dengan kecepatan tertentu untuk mencacah

styrofoam yang telah dimasukkan melalui corong inputan.

Perhitungan Daya Motor

Perencanaan sabuk dan pulley

Perhitungan poros

Perhitungan Pasak

Gambar rancangan kerja

kesimpulan

Mulai


commit to user

23

Berikut adalah gambar perancangan alat penghancur limbah styrofoam.

Gambar 3.2 Desain rancangan tampak samping

Gambar 3.3 Desain rancangan tampak depan


commit to user

24

3.3. Perhitungan Daya Motor

Ø Diketahui:

Diameter pisau (D2) = 6 inchi = 152,4 mm

Jari-jari pisau (r) = 76,2 mm

Putaran yang dikehendaki (n2) = 700 rpm

Gaya potong styrofoam (Ft) = 12,5 kg (percobaan lampiran 1)

Panjang pisau = 135 mm

a. Gaya pada pisau

Gambar 3.4 Pisau dari pandangan samping

Ft = 12,5 kg . 9,81 m/s

= 122,62 N

b. Torsi pisau

T1 = Ft . r

= 122,62 N . 0,076 m

= 9,3 Nm

c. Daya motor T =

P = T. 2 .

= 9,3 . 2. 3,14 .

= 58,4 . 11,66 = 680,9 watt 1 watt = 0,00138 Hp

= 0,9 Hp

Dari perhitungan diatas kami menyimpulkan untuk mengambil daya 1 Hp untuk faktor keamanan.


commit to user

25

3.4. Perhitungan Puli Dan Sabuk

Ø diketahui :

P = 0,68 Kw

Over load factor 1,5 . 0,684 = 1,025

Dan V-belt di design untuk daya 1,025 Kw, maka bisa lihat di tabel

yang seharusnya digunakan adalah type A.(lampiran 3)

ijin belt = 2,8 MPa = 2,8 N/mm² (lampiran 2)

2 = 35°

D2 = 152,4 mm

D1 = 76,2 mm

N2 (Putaran pisau) = 700 rpm

K (jarak puli) = 480 mm

Torsi pisau = Torsi puli

di dapat persamaan :

Torsi puli = (T1-T2).r

9,3 = (T1-T2). 76,2

Gambar 3.5 Puli dan Sabuk


commit to user

26

Ø Perhitungan

a. Putaran motor

N2 = 700.152,4/76,2

= 1400 rpm

b. Panjang sabuk

= 3,14 . (38,1 + 76,2 mm) + 2 . 480 mm + (38,1-76,2)²/480

= 3,14 (114,3 mm) + 960 mm + 3,0 mm

= 358,9 + 960 + 3,0 mm

= 1321,9 mm

c. Kecepatan sabuk

V = . D .

= 3,14 . 0,0762 m . 1400/60

= 5,58 m/s

d. Suduk kontak sabuk

(0,079)


commit to user

27

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

= 0,27

2,3 log = . . Cosec

2,3 log = 0,27 . 2,98 . cosec 17,5

2,3 log = 0,80 . 3,325

2,3 Log = 2,6

Log = 1,15

T1 = 14,12 T₂ f. Luas penampang Dari type A diketahui:

Gambar 3.6 Penampang sabuk

M (massa) = 1,06 N/m = 0,106

(densitas) = 1140 kg/m³ (lampiran 2)

L = 1321 mm


commit to user

28

Maka, mencari luas penampang belt :

M = A . L .

0,106 kg/m = A . 1,321 m . 1140 kg/m³

0,106 kg/m = A . 1505,9 kg/m²

A = 70 . 10 m²

A = 70 mm²

g. Gaya sentrifugal belt

Tc = m . v²

= 1,06 N/m . 5,58² m/s

= 33 N

h. Gaya sabuk maximum

T = . A

= 2,8 N/mm² . 70 mm²

= 196 N

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

T1 = T – Tc

= 196 N – 33 N

= 163 N

Dan,

T2 = T1/ 14,12

= 163 / 14,12

= 11,5 N


commit to user

29

j. Gaya yang bekerja pada puli akibat T1 dan T₂

Gambar 3.7 Gaya yang bekerja pada puli

F = T1+T₂

= 163 N + 11,5 N

= 174,5 N

k. power transmitted per belt

P = (T1-T₂) . V = (163 N – 11,5 N ) . 5,58 m/s

= 845,3 Watt = 0,845 Kw

Jadi,total daya yang ditransmisikan oleh sabuk adalah

= 1,21 Kw

Dari data perhitungan di dapatkan bahwa total daya yang

ditranmsisikan oleh sabuk adalah 1,21 Kw.

3.5. Perhitungan Diameter Poros Pisau Pemotong

Spesifikasi perencanaan poros :

Bahan yang sering digunakan dalam pembuatan poros adalah baja karbon ST

42.

Diketahui:

Bahan poros = ST 42


commit to user

30

Tegangan tarik ijin (σb ) = 42 N/mm2 (Lampiran 4)

Tegangan geser ijin (τ ) = 23 N/mm2

T1 = 163 N

T2 = 11,5 N

Berat total pisau = 7 kg = 70 N

Berat puli = 0,3 kg = 3 N

Susunan pisau dan gaya-gaya yang dihasilkan oleh belt dapat

terlihat pada gambar 3.5:

Gambar 3.8 Susunan pisau dan gambar gaya pada belt

Gambar 3.9 Gaya pada poros


commit to user

31

Tan =

= 0,64

= 32,6°

Sin α = = = 0,079

α = 4,55°

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

Gambar 3.10 Uraian Gaya T1 dan T2 pada Belt

3.4.1. Perhitungan gaya yang bekerja

Beban pada poros pemotong dipengaruhi oleh :

Berat total pemotong = 7kg = 70 N

Berat puli = 0,3kg = 3 N

T1 = 163 N

T2 = 11,5 N

Gaya vertikal dan horizontal pada T1 dan T2 :

Dv = (T1 cos + T2 cos ) cos + W puli

= (163 cos 4,55° + 11,5 cos 4,55°) cos 32,6° + 3 N

= (163 . 0,99 + 11,5 . 0,99) 0,99 + 3

= (164 + 11,3) 0,99 + 3

= 178,28 N


commit to user

32

DH = (T1 cos + T2 cos ) sin

= (163 cos 4,55° + 11,5 cos 4,55°) sin 32,6°

= (163 . 0,99 + 11,5 . 0,99) 0,01

= (164 + 11,3) . 0,01

= 1,95 N

3.4.2. Uraian gaya vertikal

Uraian gaya vertikal seperti terlihat pada gambar 3.7:

Gambar 3.11 Uraian gaya vertikal

Ø Kesetimbangan gaya luar

∑ Fx = 0 RAX = 0

∑ FY = 0 AV + CV = WB + DV

∑ MA = 0

WB . 95 – CV. 190 + DV . 260 = 0

70 . 95 – CV. 190 + 178,28 . 260 = 0

6650 – CV. 190 + 178,28 . 260 = 0

6650 – CV. 190 + 46352,8 = 0

– CV. 190 + 53002,8 = 0

– CV. 190 = - 53002,8

CV =

CV = 278,96 N ( )


commit to user

33

∑ FY = 0 AV + CV = WB + DV

AV + 278,96 N = 70N + 178,28 N

AV = 70 + 178,28 – 278,96 N

AV = - 30,68 N ( )

Keseimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal seperti terlihat

pada gambar 3.8:

Gambar 3.12 Kesetimbangan gaya dan titik potong pada gaya vertikal

Ø Kesetimbangan gaya dalam:

a. Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.9:

Gambar 3.13 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal

Nx = 0

Vx = -30,68 N

Mx = 30,68 . x

Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser (N) Momen (Nmm)

x = 0 A NA = 0 VA = -30,68 N MA = 0

x = 95 B NB = 0 VB = -30,68 N MB = 2914,6


commit to user

34

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

Gambar 3.14 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal

Nx = 0

Vx = -Wb – Av = -100,68 N

Mx = Av . x + WB.(x-95)


x = 95 B NB = 0 VB = -100,68 MB = 2914,6

x = 190 C NC = 0 VC = -100,68 MC = 12479,2

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

Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal

Nx = 0

Vx = 178,28 N

Mx = 178,28. x


x = 0 D ND = 0 VD = 178,28N MD = 0

x = 70 C NC = 0 VC = 178,28 N MC = 12479,2


commit to user

35

d. Diagram:

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

Gambar 3.16 NFD, SFD dan BMD gaya vertikal

3.4.3. Uraian gaya horizontal

Uraian gaya horizontal dapat dilihat pada gambar 3.13:

Gambar 3.17 Uraian gaya horizontal


commit to user

36

Ø Kesetimbangan gaya luar

∑ Fx = 0 RAX = 0

∑ FY = 0 AH + CH = DH

∑ MA = 0

DH . 260 – CH. 190 = 0

1,95 . 260 – CH. 190 = 0

509 – CH. 190 = 0

– CH. =

CH = 2,67 N ( )

∑ FY = 0 AH + CH = DH

AH + 2,67 N = 1,95 N

AH = 1,95 – 2,67 N

AH = - 0,73 N ( )

Kesetimbangan gaya dan titik potong gaya horizontal dapat dilihat pada

gambar 3.14:

Gambar 3.18 Kesetimbangan gaya dan titik potong uraian gaya horizontal

1. Kesetimbangan gaya dalam :

a. Potongan x-x kiri seperti terlihat pada gambar 3.15:

Gambar 3.19 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horizontal


commit to user

37

Nx = 0

Vx = -0,73 N

Mx = 0,73 . x

Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser (N) Momen(Nmm)

x = 0 A NA = 0 VA = - 0,73 MA = 0

x = 190 C Nc = 0 Vc = - 0,73 Mc = 138,7

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

Gambar 3.20 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan horizontal

Nx = 0

Vx = 1,95 N

Mx = 1,95 . x


x = 0 D ND = 0 VD = 1,95 MD = 0

x = 70 C NC = 0 VC = 1,95 MC = 138,7


commit to user

38

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

gambar 3.17:

Gambar 3.21 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal

d. Momen resultan terbesar antara momen vertikal dan horizontal :

MR = 22V HMM +

=

=

=

= 12,479 Nm

Momen ekuivalen :

Me = ½ (M + 2 2M T+ )

= ½ .(12,479 + 22 5,910,74 + )

= ½ . (12,479 + )

= ½ . (12,479 + )

= ½ . 28,04 N.m

= 14,021 N.m

d. Perhitungan diameter poros yang diijinkan :

d = 3..32

b

Mesp


commit to user

39

=

=

= mm³ = 15,04 mm

Maka diameter poros pisau yang diijinkan minimal adalah 15,04 mm.

Dalam kenyataanya poros yang digunakan adalah berdiameter 20 mm,

jadi kontruksi dinyatakan AMAN.

3.6. Perhitungan Pasak

Diketahui :

Bahan pasak st 37 dengan,

b = 37 N/mm² (tegangan tarik) (lampiran 4)

= 21 N/mm² (tegangan geser)

d (poros) = 24 mm

= 1,5 d (lampiran 12)

= 1,5 . 24 = 36 mm

w = 8 mm

t = 6 mm

Torsi poros motor =

= = 4,913 Nm

Ø Menguji kekuatan pasak

T = . w . r .

4,913 Nm = 36 mm . 8 mm . 12 mm.

4913 Nmm = 3456 mm³

= 1,42 N/mm²

Karena ijin yaitu 1,42 N/mm² 21 N/mm² maka pasak dinyatakan

aman.


commit to user

40

BAB IV

PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Pembuatan Dudukan Motor

4.1.1. Materi komponen

Besi siku ukuran 50 mm x 50 mm x 4 mm

4.1.2. Langkah-langkah pembuatan

a. Memotong besi siku ukuran 300 mm sebanyak 2 buah, sebagai

dudukan motor arah panjangnya.

b. Memotong besi siku ukuran 100 mm sebanyak 2 buah, sebagai

dudukan motor arah lebarnya.

4.1.3. Proses pembuatan

a. Mengebor besi siku yang ukuran panjang 140 mm, dengan ukuran

bor 11mm sebanyk 8 lubang.

Gambar 4.1 Dudukan motor tampak atas dengan 8 lubang

Menghitung kecepatan spindel mesin bor

Diketahui :

Bahan besi siku st 37 dengan v = 20 m/min (lampiran 5)

Diameter bor = 11 mm

Bor sebanyak 8 lubang

St = 0,18

Jadi,

n = 교气.똘 = 20 . 1000/3,14 . 11 = 579 rpm

maka putaran pada mesin bor yang dipakai adalah 450 rpm.

Waktu permesinan

tm = 밐ꕘ .坡


commit to user

41

L = l + 0,3 . d

= 5 + 0,3 . 11

= 8,3 mm

Jadi, tm = 밐ꕘ .坡

= 馁,p0,囊馁.Ⳑú0

= 0,10 menit

Total waktu tm x 8 = 0,10 x 8 = 0,8 menit

b. Mengebor besi siku yang ukuran panjang 300 mm, dengan ukuran

bor 8 mm sebayak 4 lubang.

· Menghitung kecepatan spindel mesin bor :

n = 교气.똘 = 20 . 1000/3,14 . 11 = 579 rpm

Maka putaran yang dipakai pada mesin bor adalah 450 rpm.

· Waktu pengeboran

tm = 밐ꕘ .坡

L = l + 0,3 . d

= 5 + 0,3 . 8

= 7,4 mm

Jadi, tm = 밐ꕘ .坡

= 呢,Ⳑ0,囊馁.Ⳑú0 = 0,09 menit


c. Membuat alur dengan frais, ukuran endmill 8 mm sepanjang 80 mm

untuk dudukan baut motor listrik.

Gambar 4.2 Dudukan motor yang arah panjang sudah di alur


commit to user

42

Langkah pengerjaan pada mesin frais:

· Menghitung putaran mata potong mesin frais

Diketahui :

Bahan besi siku st 37 dengan V = 15 m/min (lampiran 6)

Diameter endmill = 8 mm

Panjang pemakanan = 70 mm

Depht of cut = 5 mm

l (jarak bebas endmill dengan titik target pemakanan) = 30 mm

jumlah yang di frais alur = 4

Jadi,

n = 교气.똘 = 15 .1000/3,14 . 8 = 597 rpm

Maka putaran yang digunakan pada mesin frais adalah 365 rpm.

Rate of feed (s) Þ kecepatan pemakanan

s = 교频.贫 = 15 . 1000/ 5 . 70 = 42,8 mm/m

· Waktu permesinan

tm = 밐ꕘ

L = l + d/2 +2

= 100 +8/2 + 2

= 106 mm

Jadi, tm = 밐ꕘ

= 106 mm / 42,8 mm/m

= 2,4 menit


Jadi total waktu proses pembuatan alur adalah 9,6 menit.

4.2. Pembuatan Kepala Pisau


Besi blok baja st 37 dengan dimensi 250 mm x 200 mm


a. Menggerinda tangan untuk merapikan benda kerja


commit to user

43

b. Mengelas silinder dengan diameter 50 mm dan lebar 15 mm untuk di

bor sebagai tempat bearing.

c. Mengelas besi dengan ukuran P x l x t adalah 250 x 30 x 10 mm

untuk dudukan baut.

d. Mengebor dengan bor ukuran 7 mm sebanyak 6 lubang.

e. Mengebor dengan mesin bubut. Bor dengan ukuran 20mm.

f. Finishing.

4.2.3. proses pembuatan

a. Mengelas silinder untuk di bor sebagai tempat bearing.

Gambar 4.3 Blok besi dengan silinder dudukan bearing

b. Mengelas blok besi dengan besi untuk dudukan baut

Gambar 4.4 Blok besi dengan besi dudukan baut


commit to user

44

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

Gambar 4.5 Blok besi tampak samping dengan lubang 6 buah.

Langkah mengebor di mesin bor:

· Menghitung kecepatan spindel mesin bor

Diket :

Bahan besi st 37 dengan v = 20 m/min (lampiran 5)

Diameter bor = 7 mm

Bor sebanyak = 6 lubang

Jadi,

n = 교气.똘 = 20 . 1000/3,14 . 7 = 909 rpm

Maka putaran pada mesin bor yang dipakai adalah 450 rpm.

d. Mengebor blok besi di mesin bubut dengan dimeter bor 20 mm

sebagai hasil akhir.

Langkah mengebor di mesin bubut:

· Menghitung kecepatan spindel mesin bubut

Diket :

Mata bor yang digunakan ada 4 jenis bor :

- Bor center

- Bor diameter 10

- Bor diameter 15


commit to user

45

- Bor diameter 20

v = 20 m/min (lampiran 5)

jadi,

n = 교气.똘 = 20 . 1000/ 3.14 . 20 = 318 rpm

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

· Waktu pemakan = sn i L

= 25 . 4/266 . 0,1 = 100/26,6

= 3,75 menit

ü Mengebor menggunakan center bor.

ü Mengebor dengan diameter 10 mm.

ü Mengebor dengan diameter 15 mm.

ü Dan yang terakhir dengan diameter 20 mm.

e. Membubut dalam dari 20 mm menjadi diameter 50 mm sebagai

tempat bearing.

· Depht of cut

t = 똘能똘済 =

済0能ú0済 = -15 mm

Rounghing = 0,8 x 18 = 14,4

Finishing = 0,2 x 3 = 0,6

· Kecepatan potong ( V )

a). Proses roughing

Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting

speeds(lampiran 10 )

s = 0,8 mm Þ V = 34

n = d

V.1000p

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

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah

196 rpm.


commit to user

46

b). Proses finishing

Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds

(lampiran 10)

s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min

n = d

V.1000p

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

Maka putaran yang dipakai di mesin bubut adalah 266 rpm.

· Waktu pembubutan

Troughing = sn i L

= 囊ú.囊馁囊6淖.0,Ⳑ =

済呢0呢馁,Ⳑ = 3,45 menit

Tfinishing = sn i L

= 囊ú.p済淖淖,0,済 =

Ⳑúúp,済 = 0,8 menit T⧈e⧈it= Troughing + Tfinishing = 3,45 + 0,8

= 4,25 menit

4.3. Pembuatan Poros Pisau


Besi baja st 37 dengan dimensi diameter 28 mm dan panjang 330 mm.


a. Membubut poros dari diameter 28 mm menjadi diameter 25mm

untuk bagian utama.

b. Membubut poros dari diameter 25 mm menjadi diameter 22mm

untuk di ulir sepanjang 15 mm.

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

untuk tempat bearing yg di blok, Sepanjang 70 mm.

d. Membuat ulir dengan ukuran M22 x 3 satuan withword

e. Membalik benda kerja

f. Membubut poros dari diameter 25 mm menjadi diameter 22mm

untuk di ulir sepanjang 20 mm.

g. Membubut poros dari diameter 22 mm menjadi diameter 20mm

untuk tempat bearing yg di blok,sepanjang 50 mm.

h. Membuat ulir dengan ukuran M22 x 3 satuan withword.


commit to user

47

4.3.3. Proses pembuatan

a. Membubut dengan diameter 28 mm menjadi 25 mm sepanjang

permukaan benda kerja.

Gambar 4.6 Poros

· Depht of cut ( kedalaman pemotongan )

t = 똘能똘済 =

済馁能済ú済 = 1,5 mm

Rounghing = 0,4 x 3 = 1,2



a). Proses roughing

Feed motion ( s ) = tabel turning cutting speeds (lampiran 8)

S = 0,4 mm Þ V = 45

n = d

V.1000p

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

Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 460 rpm.


Feed motion ( s ) = tabel turning cutting speeds (lampiran 8)

s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min

n = d

V.1000p

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



commit to user

48

· Waktu pembubutan

Troughing = sn i L

= 済p0.pⳐ淖0.0,Ⳑ =

淖60囊馁Ⳑ = 3,75 menit

Tfinishing = sn i L

= 済p0.済呢淖0.0,済 =

Ⳑ淖0囊ú済 = 3 menit

T⧈e⧈it = Troughing + Tfinishing = 3,75 + 3 = 6,75 menit

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


t = 똘能똘済 =

済ú能済済済 = 1,5 mm




a). Proses roughing

Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds (lampiran 8)

s = 0,4 mm Þ V = 45

n = d

V.1000p

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



Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds(lampiran 8)

s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min

n = d

V.1000p

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


· Waktu pembubutan

Troughing = sn i L

= 済p0.pⳐ淖0.0,Ⳑ =

淖60囊馁Ⳑ = 3,75 menit

Tfinishing = sn i L

= 済p0.済呢淖0.0,済 =

Ⳑ淖0囊ú済 = 3 menit

T⧈e⧈it = Troughing + Tfinishing = 3,75 + 3 = 6,75 menit


commit to user

49

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


t = 똘能똘済 =

済馁能済ú済 = 1,5 mm




a). Proses roughing

Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds(lampiran 8)

s = 0,4 mm Þ V = 45

n = d

V.1000p

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



Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds (lampiran 8)

s = 0,2 mm Þ V = 60 m/min

n = d

V.1000p

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


· Waktu pembubutan

Troughing = sn i L

= 囊00.pⳐ淖0.0,Ⳑ =

p00囊馁Ⳑ300/184= 1,6 menit

Tfinishing = sn i L

= 囊00.囊呢淖0.0,済 =

囊00囊ú済= 0,6 menit T⧈e⧈it = Troughing + Tfinishing = 1,6 + 0,6 = 2,2 menit

d. Mengulir poros diameter 22 mm dengan ukuran M22 x 3 mm Satuan

witdword. (Tabel ada dilampiran 9)

e. Membalik benda kerja.

f. Membubut poros diameter 25 mm menjadi diameter 22 mm.

g. Membubut poros diameter 22 mm menjadi diameter 20 mm.


commit to user

50

h. Mengulir poros diameter 22 mm dengan ukuran M22 x 3 mm satuan

witdword. (tabel ada di lampiran 9)

4.4. Mengeset Motor

Mengeset motor adalah langkah awal dalam pemasangan motor, adapun

langakah-langkahnya sebagai berikut :

a. Memasang kabel pada motor yang kemudian dihubungkan ke saklar

ON/OFF.

b. Memasang tombol ON/OFF yang kemudian dihubungkan ke steker.

4.5. Merangkai mesin

Merangkai mesin merupakan langkah untuk menyusun agar menjadi alat

yang bisa di gunakan, langkah-langkahnya sebagai berikut :

a. Merangkai kepala pisau, komponen yang dirangkai antara lain,

ü Memasukkan sikat gerinda (pisau) ke dalam poros.

ü Mengencangkan pisau dengan memberi mur M22.

ü Memasang bantalan ke blok besi yang sudah dibuatkan.

ü Memasang poros ke dalam bantalan tersebut dan dipastikan

kencang.

ü Memasang as ukuran 8 mm penghubung blok, sebagai pengunci

kepala pisau, bersamaa dengan itu memasang cover kepala pisau.

ü Memasang landasan pisau.

b. Memasang kepala pisau pada rangka dengan baut M8.

c. Memasang dudukan motor dengan baut M10.

d. Memasang motor dengan baut M8.

e. Memasang puli pada motor dengan pasak dan baut M8 sebagai

penguncinya.

f. Memasang puli pada poros pisau dengan baut M8 sebagai penguncinya.

g. Memasang corong pada kepala pisau.

h. Memasang V-belt pada mesin.

i. Memasang tutup puli.


commit to user

51

4.6. Uji Kelayakan

Uji kelayakan adalah pengujian pada alat di awal ketika alat selesei

dibangun agar di peroleh kinerja yang maksimal, misalkan terjadi eror bisa di

perbaiki sejak dini. Yang di uji adalah alat penghancur styrofoam.

4.6.1. Langkah-langkah uji kelayakan

a. Menekan tombol ON.

b. Memberikan beban pada pisau berupa styrofoam yang dimasukkan

melewati corong inputan.

c. Mengambil hasilnya.

4.6.2. Proses pengujian

a. Menekan tombol ON

b. Memasukkan styrofoam ke dalam corong inputan

c. Mengambil hasilnya

Adapun cara-cara memasukkan styrofoam:

- Dengan cara di pegang ujung styrofoam (bagi yang

styrofoamnya kecil panjang).

- Dengan cara styrofoam di patah-patahkan sehinggan menjadi

bagian styrofoam yang kecil-kecil, agar bisa masuk melalui

corong inputan.

Kapasitas alat penghancur styrofoam ini dalam satu jam bisa

memproduksi kurang lebih 0.5 kg styrofoam.

4.7. Mengecat Alat

Mengecat mesin merupakan bagian dari performance mesin agar lebih

menarik dan lebih menjual tentunya.

4.7.1. Membongkar mesin (untuk di Epoxy dan dicat)

a. Melepas semua komponen

b. Mengecat dasar mesin (Epoxy)

c. Mengecat mesin

4.7.2. Merangkai mesin

a. Merangkai kepala pisau, komponen yang dirangkai antara lain,

ü Memasukkan sikat gerinda (pisau) ke dalam poros.

ü Mengencangkan pisau dengan memberi mur M22.


commit to user

52

ü Memasang bantalan ke blok besi yang sudah disediakan.

ü Memasang poros ke dalam bantalan tersebut dan dipastikan

kencang.

ü Memasang as ukuran 8 mm penghubung blok, sebagai pengunci

kepala pisau, bersamaa dengan itu memasang cover kepala pisau.

ü Memasang landasan pisau.

b. Memasang kepala pisau pada rangka dengan baut M8

c. Memasang dudukan motor dengan baut M10

d. Memasang motor dengan baut M8

e. Memasang puli pada motor dengan pasak dan baut M8 sebagai

penguncinya.

f. Memasang puli pada poros pisau dengan baut M8 sebagai

penguncinya.

g. Memasang corong pada kepala pisau.

h. Memasang V-belt pada mesin.

i. Memasang tutup puli.

Gambar 4.7 Alat penghancur styrofoam


commit to user

53

4.8. Estimasi biaya

Estimasi biaya sebagai berikut :

Tabel 4.1 Estimasi dana

No Nama Komponen Jumlah

Satuan 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. 5.000,00

17 Besi Cor 2 Rp. 150.000,00 Rp. 300.000,00

18 Elektroda 50 Rp. 1.000,00 Rp. 50.000,00

Jumlah Rp. 2.566.000,00

Jadi untuk total biaya produksi dalam pembuatan alat penghancur styrofoam

adalah Rp. 2.566.000


commit to user

54

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Alat dirancang sedemikian rupa dengan mempertimbangkan kemudahan

dalam perakitan, pengoperasian dan perawatannya. selain itu dilakukan juga

perhitungan pada komponen yang dipakai, sehingga dengan perhitungan itu akan

di dapat ukuran dan bentuk yang sesuai, aman digunakan dan efisien dalam

penggunaan.

Adapun dari perencanaan dan pembuatan alat penghancur styrofoam ini

dapat disimpulkan:

a. Motor yang di pilih dengan spesifikasi daya 0,2 Kw (1 Hp), kecepatan

1420 rpm.

b. Poros penggerak terbuat dari bahan st 37 dengan diameter 20 mm.

c. Puli penggerak di ambil dengan ukuran diameter 76,2 mm.

d. Puli yang digerakkan di ambil berdasarkan dimeter pisau penghancur

yaitu dengan ukuran 152,2 mm.

e. Sabuk yang digunakan adalah sabuk V dengan kode A-51 artinya

penampang sabuk type A dengan panjang sabuk 51 inchi = 1295 mm.

f. Pengikat puli penggerak menggunakan pasak dengan panjang 37,64

mm ,lebar 8 mm, dan tinggi 8 mm. Dan baut M8 sebanyak 1 buah.

g. Pengikat puli yang digerakkan menggunakan pasak dengan panjang

31,4 mm, lebar 6 mm, tebal 6 mm. Dan baut M8 sebanyak 1 buah.

h. Pengoperasian alat, pengoperasian alat ini dengan satu orang sudah

cukup, karena alatnya sangat sederhana. Dan mudah dalam

perawatannya.

i. Harga mesin, alat dibuat dengan tujuan sebagai alat penghancur

styrofoam untuk campuran batako di UKM Cipta Karya Manunggal,

dari hasil hasil analisa total biaya sebesar Rp. 2.566.000

j. Penggunaan mesin, dengan menggunakan alat penghancur styrofoam

ini maka proses pengahncuran styrofoam dapat lebih cepat dibanding

secara manual.


commit to user

55

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.

perencanaan dan perancangan mesin penghancur …/peren...proyek akhir ini bertujuan untuk merancang...

Documents