Post on 06-Jul-2018
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
1/59
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin majunya ilmu pengetahuan dan teknologi yang tentunya seiring
dengan bertambahnya jumlah penduduk, khususnya di negara Indonesia, dapat
membangkitkan semangat orang untuk bekerja keras memenuhi kebutuhan hidup.
Papan adalah salah satu kebutuhan pokok yang layak dipenuhi oleh setiap orang.
Dalam hal ini, genteng adalah salah satu komponen penting yang harus dipenuhi
dan semakin banyak dibutuhkan seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk.
Alat pengepres genteng yang banyak dijumpai pada umumnya masih
menggunakan tenaga manusia. Hal ini menyebabkan produk genteng yang
dihasilkan masih terbatas, sehingga kebutuhan genteng masyarakat belum bisa
terpenuhi.
Dari hasil pencermatan di atas, maka akan dibuat suatu terobosan baru
yaitu sebuah alat pengepres genteng dengan menggunakan motor listrik. Alat
pengepres genteng yang akan dirancang ini berbeda dengan alat pengepres pada
umumnya. Alat pengepres yang dirancang dengan menggunakan motor listrik
sebagai penggerak utamanya, sehingga alat ini disebut sebagai mesin pengepres
genteng. Mesin pengepres genteng ini mempunyai ukuran yang lebih kecil dan
berat yang lebih ringan. Tenaga yang digunakan tidak terlalu besar tetapi
menghasilkan genteng yang lebih banyak.
ara kerja dari mesin pengepres genteng ini yaitu dengan menggunakan
motor listrik yang akan menggerakkan pulley kemudian dari pulley
ditransmisiskan ke roda gigi hipoid. !oda gigi tersebut disambungkan dengan
poros berulir "poros berulir dalam dan poros berulir luar#. Adanya poros berulir
ini, maka gerak putar dari motor listrik diubah menjadi gerak lurus yang nantinya
diman$aatkan untuk proses pengepresan. Proses pengepresan dibutuhkan % macam
gerak yaitu gerak naik dan gerak turun yang diatur dengan menggunakan sistem
kontrol. Sistem kontrol ini yang mengubah arah putaran motor listrik menjadi %
arah. Agar motor listrik dapat berputar % arah, maka perlu dibuatkan rangkaianlistriknya dengan meman$aatkan % buah relay (magnetic contactor) .
&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
2/59
Dari permasalahan di atas, maka pada kesempatan ini akan dibuat suatu
mesin pengepres genteng.
1.2 Rumusan MasalahDari latar belakang di atas diperoleh beberapa rumusan masalah antara
lain'a. (agaimanakah perhitungan ulir penekan pada mesin pengepres genteng)
b. (agaimanakah sistem transmisi yang meliputi roda gigi, diameter pulley,
dan sabuk*+ pada mesin pengepres genteng)c. (agaimana cara menentukan diameter poros pada mesin pengepres
genteng)d. (agaimana menentukan daya mesin dan daya motor listrik pada mesin
pengepres genteng)
1.3 Tujuan
Tujuan perancangan mesin pengepres genteng adalah sebagai berikut'
a. Mengetahui perhitungan ulir penekan pada mesin pengepres genteng. b. Mengetahui sistem transmisi yang meliputi roda gigi, diameter pulley, dan
sabuk*+ pada mesin pengepres genteng.c. Mengetahui diameter poros pada mesin pengepres genteng.d. Mengetahui daya mesin dan daya motor listrik pada mesin pengepres
genteng.
1. Batasan MasalahPada proses pembuatan mesin pengepres genteng ini dikhususkan hanya
pada proses perancangannya saja. Proses perancangan hanya meliputi pemilihan
bahan yang akan dipakai, perancangan sistem transmisi pada roda gigi, dan
perancangan pulley.
1.! Man"aat
&. (agi mahasis a
a. Sebagai suatu penerapan teori yang diperoleh saat di bangku perkuliahan.
b. Mengembangkan, merancang, memodi$ikasi atau menciptakan karya yang
berman$aat bagi masyarakat.
c. Membantu dalam penyelesaian proyek akhir.
%
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
3/59
%. (agi Dunia Industri
a. Dapat meningkatkan hasil produksi genteng.
b. Dapat menge$isienkan aktu dan proses pembuatan genteng.
-. (agi Dunia Pendidikan
a. Dapat lebih mengenalkan lembaga pendidikan kepada masyakat sebagai
salah satu mitra dalam pengembangan teknologi tepat guna.
b. Dapat memberikan kontribusi yang positi$ terhadap pengembangan
aplikasi keilmuan khususnya pada urusan Teknik Mesin /akultas Teknik
0ni1ersitas Muhammadiyah Malang.
BAB IIPENDE#ATAN PEME$AHAN MA%ALAH
A. #aj&an %&ngkat Pr'(uk
-
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
4/59
Dalam Proyek Akhir ini, penulis akan mencoba merancang mesin pengepres
genteng dengan menggunakan motor listrik sebagai penggeraknya. Sistem
mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem pres. Pengepresan
terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan menggerakan poros berulir
baik bergerak naik maupun turun. 2arena poros berulir terhubung dengan cetakan
bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak jika poros juga bergerak.Sistem transmisi mesin pengepres genteng ini menggunakan % buah roda
gigi yaitu roda gigi hypoid dan roda gigi pinion dan 2 buah pulley yang berukuran
masing*masing % inchi dan &3 inchi. Pulley tersebut digunakan untuk meneruskan
putaran motor listrik. 2emudian pulley tersebut terhubung dengan poros transmisi
yang akan menggerakan roda gigi.Mengacu dari keterangan pengepresan seperti di atas, selain pasangan poros
ulir, rangka mesin dan kelengkapannya maka pada mesin pengepres genteng ini
perlu dirancang suatu sistem kontrol tertentu. 0ntuk menggerakan poros penekan
cetakan agar bisa bergerak naik dan turun maka kita perlu mengubah arah putaran
dari motor listrik. Agar motor listrik dapat berputar dua arah, maka perlu
dibuatkan rangkaian listriknya. Dengan meman$aatkan dua buah relay " magnetic
contactor #, maka kita bisa mengubah putaran motor listrik ke kanan atau ke kiri.
Prinsip kerja alat tersebut dapat digambarkan '
3
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
5/59
4ambar %.&. Prinsip kerja dari mesin pengepres genteng
2eterangan gambar '
&. Arah putaran belt
%. Pulley
-. Arah naik turun poros berulir
3. Arah putaran roda gigi
5. etakan atas
6. Belt
7. Motor listrik
B. Tuntutan Alat)Mes&n Dar& %&s& $al'n Pengguna
Pada saat ini umumnya pembuat genteng masih menggunakan mesin yang
dioperasikan dengan cara manual. Pengepresan dilakukan dengan memutar handel
yang berada di atas cetakan yang dihubungkan dengan poros berulir sehingga
mengakibatkan naik dan turunnya cetakan.
Mesin tersebut masih memiliki ukuran yang cukup besar, dengan terbuat
dari logam maka berat mesin tersebut juga lumayan berat. Dengan terbuat dari
logam maka mesin tersebut cukup tahan lama. 2arena masih manual maka mesin
ini menggunakan tenaga manusia untuk menggerakan cetakan naik atau turun.
Mesin pres yang ada ukurannya cukup besar sehingga untuk mengepres atau
5
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
6/59
menurunkan cetakan putarannya membutuhkan tenaga cukup besar dan
melelahkan.
Mesin pengepres genteng harus dapat mempermudah proses pengepresan.
Maka proses manual tersebut di ubah menjadi semi otomatis, disebut semi
otomatis karena masih membutuhkan tenaga manusia.
Adapun tuntutan*tuntutan dari alat tersebut antara lain '
&. ukuran mesin yang tidak terlalu besar.
%. untuk pengepresan tidak memerlukan tenaga manusia yang terlalu besar.
-. proses produksi menjadi lebih cepat, sehingga produksi1itas meningkat.
3. mudah dalam penggunaan dan pera atannya.
$. Anal&s&s M'r"'l'g& Mes&n
Mesin pengepres genteng ini dirancang untuk mengepres dengan maksimal.
Proses pengepresan dilakukan dengan cara otomatis, yaitu dengan menggunakan
sistem kontrol. Mesin ini digerakkan oleh motor listrik & HP dengan transmisi
pulley dan roda gigi. 4erak putar dari motor listrik ditransmisikan ke pulley
penggerak, dan dengan v-belt putaran diteruskan ke pulley yang digerakkan dan
diteruskan oleh poros horisontal yang memutarkan roda gigi pinion. !oda gigi
pinion menggerakkan roda gigi hypoid . Dibagian tengah roda gigi hypoid tersebut
terdapat sebuah ulir dalam segi empat. 0lir dalam ini berpasangan dengan ulir luar
segi empat. Dengan adanya ulir luar dan ulir dalam segi empat tersebut, maka
gerak putar dari motor listrik diubah menjadi gerak lurus, yang nantinya akan
diman$aatkan untuk proses pengepresan.
6
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
7/59
0ntuk menggerakan cetakan agar bisa bergerak naik dan turun maka kita
perlu mengubah arah putaran dari motor listrik. Agar motor listrik dapat berputar
dua arah, maka perlu dibuatkan rangkaian listriknya. Dengan meman$aatkan dua
buah relay " magnetic contactor #, maka kita bisa mengubah putaran motor listrik
ke kanan atau ke kiri. Selain relay juga diperlukan komponen lain seperti' timer,
push button "P(#, limit switch "8S# dan ka at*ka at penghantar.Secara garis besar pertimbangan dalam merancang alat ini berdasarkan pada '
&. Secara teknis alat harus dapat dipertanggung ja abkan,
dalam hal ini alat harus 'a. Memiliki ukuran yang tidak terlalu besar sehingga tidak memakan
tempat. b. Mudah dioperasikan sehingga memungkinkan digunakan oleh semua
orang.
%. Secara ekonomi menguntungkan "ekonomis#, hal ini terkait dalam 'a. Daya motor yang tidak terlalu besar sehingga dapat menekan penggunaan
listrik.
-. Secara sosial dapat diterima
Mesin pres ini menggunakan motor listrik sehingga tidak membutuhkan
tenaga manusia yang terlalu besar, alaupun menggunakan motor tetapi tidak
menimbulkan suara yang bising. Alat ini nantinya harus dapat diterima oleh
masyarakat dan menggantikan mesin pres genteng yang sudah ada di pasaran.
(erdasarkan hal*hal tersebut maka spesi$ikasi yang dibuat harus memiliki
persyaratan yang terdiri dari dua kategori yakni keharusan dan keinginan. (erikut
ini adalah da$tar spesi$ikasi dari alat yang dimaksud '
Tabel %.&. Tuntutan Perancangan Mesin Pengepres 4enteng
7
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
8/59
9o.Tuntutan
Perancangan
PersyaratanTingkat
2ebutuhan
&. 2I9:MATI2A Mekanismenya mudah beroperasi D
%. 4:;M:T!I &. Panjang sekitar &@. P:!A>ATA9 &. (iaya pera atan murah
%. Suku cadang mudah didapat
-. Pera atan mudah dilakukan
D
D
D&
>
=
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
9/59
memindah
2eterangan '
&. 2eharusan " demands # disingkat D, yaitu syarat mutlak yang harusdimiliki mesin bila tidak terpenuhi maka mesin tidak diterima.
%. 2einginan " Wishes # disingkat >, yaitu syarat yang masih bisadipertimbangkan keberadaanya agar jika mungkin dapat dimiliki olehmesin yang dimaksud.
Secara $ungsional alat ini memiliki komponen sebagai berikut '
&. Pro$il rangka mesin
%. Penggerak
-. Sistem Transmisi
3. Sistem pengepresan
5. etakan "pres genteng#
Dari data di atas maka didapat gambaran komponen yang akan membentuk
mesin pengepres genteng yang sedang dirancang. Dengan demikian maka dapat
disusun suatu skema klasi$ikasi yang disebut matriks mor$ologi, dan lebih
jelasnya dapat dilihat pada gambar diba ah ini '
Tabel %.%. Matriks Mor$ologi Mesin Pengepres 4enteng
@
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
10/59
N'.
%u*
#'m+'nen
,ar&an -ang mungk&n
& % -
&. (ahan rangka
(Pipa) (Besi C) Besi Siku
%. penggerak
(Manual)(Motor listrik)
(Motor disel)
-. Sistemtransmisi
3. Sistem pengepresan
5. etakan
(aja cor Aluminium
6. Transmisi
(Rantai) (V – belt)
&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
11/59
Dari tabel matriks mor$ologi mesin pengepres genteng yang terpilih adalah
sebagai berikut'
&. Pro$il rangka ' pro$il 8 "besi siku#
%. Penggerak utama ' motor listrik
-. Sistem transmisi ' !oda gigi hypoid
3. Sistem pengepresan ' Poros berulir
5. etakan ' baja cor %7< -6
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
12/59
3. Poros berulir (ahan '
ST*3% denganσ
C 3% kg mm%
Diameter ' -@ mm5. Poros pulley ganda (ahan '
Mild Steel "ST*-7# denganσ
C -7 kg mm %
Diameter' -< mm6. Poros cetakan (ahan '
Mild Steel "ST*3%# denganσ
C 3% kg mm%
Diameter ' -7 mm7. Dudukan cetakan (ahan '
Mild Steel "ST*-7# denganσ
C -7 kg mm %
=. Pegangan cetakanMild Steel "ST*-7# dengan
σ
C -7 kg mm %
Diameter ' %< mm@. Dudukan poros berulir
Mild Steel "ST*-7# denganσ
C -7 kg mm %
Diameter ' 6@ mmTinggi ' -7 mm
D. am*ar Alat
&%
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
13/59
4ambar %.%. Mesin Pengepres 4enteng2eterangan gambar '
&. Motor listrik
%. Pulley ganda &3B
-. (earing
3. Poros berulir
5. !oda gigi hypoid
6. (earing poros
7. etakan atas
=. Poros cetakan
@. !angka
&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
14/59
b. !oda gigi hypoid tersebut terbagi menjadi roda gigi 1ertikal dan
horisontal. Dalam roda gigi 1ertikal terdapat ulir dalam segi empat
yang tentu saja berpasangan dengan ulir luar segi empat. Saat roda
gigi 1ertikal berputar maka ulir dalam segi empat juga akan berputar,
sehingga ulir luar juga akan ikut berputar dan bergerak turun.
c. ika ulir luar ini bergerak turun maka cetakan bagian atas yang
diikatkan pada ujung poros ini akan ikut bergerak turun sampai
menyentuh permukaan cetakan ba ah.
d. Pada cetakan bagian ba ah terdapat 8S sebagai pemutus arus listrik,
maka ketika cetakan atas dan ba ah tergabung putaran motor sudah
terhenti,
e. 2emudian tekan tombol ;9 "gerak naik# sehingga motor akan
berputar berla anan arah dan cetakan bergerak ke atas,
$. 9amun sebelum cetakan naik sampai posisi maksimum maka arus
listrik akan terputus oleh 8S kedua sehingga motor akan terhenti,
g. Atau bisa langsung dimatikan dengan tombol ;//. 2emudian cetakan
bagian ba ah ditarik ke depan dan hasil cetakan bisa diambil.
E. I(ent&"&kas& Anal&sa Tekn&k -ang D&gunakan (alam Peran/angan
&. Teori Desain Perancangan
&3
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
15/59
Perancangan adalah kegiatan a al dari suatu rangkaian dalam proses
pembuatan produk. Tahap perancangan tersebut dibuat keputusan*keputusan
penting yang mempengaruhi kegiatan*kegiatan lain yang menyusulnya
"Dharma an, &@@@' . Sebelum sebuah produk dibuat terlebih dahulu
dilakukan proses perancangan yang nantinya menghasilkan sebuah gambar
skets atau gambar sederhana dari produk yang akan dibuat. 4ambar skets
yang telah dibuat kemudian digambar kembali dengan aturan gambar
sehingga dapat dimengerti oleh semua orang yang ikut terlibat dalam proses
pembuatan produk tersebut. 4ambar hasil perancangan adalah hasil akhir dari
proses perancangan dan sebuah produk dibuat setelah dibuat gambar*gambar
rancangannya dalam hal ini gambar kerja.
Perancangan dan pembuatan produk adalah dua kegiatan yang penting,
artinya rancangan hasil kerja perancang tidak ada gunanya jika rancangan
tersebut tidak dibuatE sebaliknya pembuat tidak dapat merealisasikan benda
teknik tanpa terlebih dahulu dibuat gambar rancangannya "Dharma an,
&@@@'%#. Mengenai gambar rancangan yang akan dikerjakan oleh pihak
produksi berupa gambar dua dimensi yang dicetak pada kertas dengan aturan
dan standar gambar kerja yang ada.
%. Sistem Mekanik
Sistem mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem pres.
Pengepresan terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan
menggerakan poros berulir baik bergerak naik maupun turun. 2arena poros
&5
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
16/59
Bahan Teknik
Non LogamLogam
Non FerroFerro
Besi TuangBajaBesi Tempa
Gambar 2.3. Klasifkasi Bahan Teknik
berulir terhubung dengan cetakan bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak
jika poros juga bergerak.
-. Sistem Transmisi
Sistem transmisi mesin pengepres genteng ini menggunakan % buah
roda gigi yaitu roda gigi hypoid dan roda gigi pinion dan 2 buah pulley yang
berukuran masing*masing % inchi dan &3 inchi. Pulley tersebut digunakan
untuk meneruskan putaran motor listrik. 2emudian pulley tersebut terhubung
dengan poros transmisi yang akan menggerakan roda gigi.
3. Pemilihan bahan teknik
Dalam perancangan elemen mesin ada beberapa aspek yang perlu
diperhatikan, salah satunya adalah pemilihan jenis bahan yang akan
digunakan, sebab pemilihan bahan tersebut akan berpengaruh pada kekuatan
elemen dan umur mesin tersebut.
2lasi$ikasi bahan teknik menurut (eumer "&@=5'@# dapat dilihat pada 4ambar
%.-. 2lasi$ikasi (ahan Teknik.
&6
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
17/59
Ada beberapa aspek yang menjadi bahan pertimbangan seperti yang
diungkapkan oleh Amstead "&@@5'&5#. Dalam pemilihan bahan antara lain'
a. Pertimbangan Si$at, meliputi'
2ekuatan
%# 2ekerasan
-# :lastisitas
3# 2euletan
5# Daya tahan terhadap panas
6# Muai panas
7# Si$at kelistrikan
=# (erat jenis
@# Si$at kemagnetan
&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
18/59
c. Pertimbangan /abrikasi, meliputi'
Mampu cetak
%# Mampu mesin
-# Mampu tempa
3# Mampu tuang
5# 2emudahan sambungan las
6# Perlakuan panas
5. Perancangan poros
Poros merupakan elemen mesin yang berbentuk batang dan pada
umumnya berpenampang lingkaran, ber$ungsi memindahkan putaran atau
mendukung suatu beban dengan suatu atau tanpa meneruskan daya.
Dilihat dari $ungsinya poros dibedakan atas'
&. Poros dukung%. Poros transmisi-. 4abungan poros dukung dan transmisi
Pada mesin pres genteng ini menggunakan poros transmisi.
Hal*hal penting dalam merencanakan poros antara lain'
a. 2ekuatan poros
Suatu poros mengalami beban puntir, beban lentur, beban tarik, dan beban
tekan. 2elelahan tumbukan atau konsentrasi tegangan pada poros dan alur
pasak, harus diperhatikan.
b. 2ekakuan poros
&=
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
19/59
Sebuah poros dengan kekuatan yang cukup jika lenturan atau de$leksi
puntirnya terlalu besar dapat berakibat ketidak telitian pada mesin
pengepres genteng atau getaran dan suara pada reduser.
c. Putaran kritis
(ila putaran suau mesin dinaikkan maka pada suau harga putaran tertentu
dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran
kritis. Hal ini erjadi pada poros dan dapat mengakibakan kerusakan pada
poros dan bagian*bagian yang lainnya. Poros harus direncanakan
sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari pada putaran
kritisnya.
d. 2orosi
Poros pada mesin pengepres genteng ini harus sering dilumasi
menggunakan minyak pelumas sehingga tidak akan mudah korosi.
e. (ahan poros
Mesin pengepres genteng ini menggunakan poros dengan bahan
aluminium. Adapun penggolongannya dapat dilihat pada tabel %.3.
Tabel %.3. Penggolongan (ahan Poros
4olongan 2adar "F#(aja lunak
(aja liat
(aja agak keras
(aja keras
(aja sangat keras
*
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
20/59
Poros yang umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi, dan
rantai akan mendapatkan beban puntir dan lentur sehingga pada permukaan
poros akan mengalami tegangan geser "Sularso &@@7' &7#. Perhitungan yang
digunakan dalam merancang poros utama yang mengalami beban puntir dan
beban lentur
Perhitungan yang digunakan dalam merancang poros antara lain'
a.#"kW P Pd c=
......................................................................................"
Dimana'
P d ' Daya rencana c ' /aktor koreksi P ' Daya nominal
b.&
5&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
21/59
MOTOR L !TR K
Tiga Fase
!inkron
Mo"or #rus !earah $%&'Mo"or #rus Bolak(Balik $#&'
n)uksi
!a"u Fase
!epara"el* +,-i"e) !el +,-i"e)
!hun"!eri &uran
aτ
' Tegangan geser yang diiGinkan "kg mm %# B
σ
' 2ekuatan tarik " & ' /aktor keamanan" % 'Pengaruh*pengaruh
e.
-&
&,5= ! # $ d bt a
s τ
.................................................................................."5#
Dimana'
$ t ' /aktor koreksi# b ' /aktor karena beban lentur
6. Motor 8istrik
Motor listrik merupakan suatu peralatan listrik yang ber$ungsi
mengubah energi listrik menjadi energi mekanis "(erahim, &@@3' -#.
(erdasarkan input arus, motor listrik dibagi menjadi dua jenis yaitu motor
arus searah "A # dan motor arus bolak*balik "D #. Motor listrik dapat lagi
dikategorikan menjadi berbagai jenis berdasarkan konstruksi dan mekanisme
operasi, dan pembagiannya dapat dilihat pada 4ambar %.5. "09:P, %
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
22/59
4ambar %.3. 2lasi$ikasi enis Motor 8istrik.
"09:P,%
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
23/59
Penampang puli yang digunakan berpasangan dengan sabuk juga harus
berpenampang trapesium juga. Puli merupakan elemen penerus putaran yang
diputar oleh sabuk penggerak.
(agian sabuk yang sedang membelit pada puli mengalami lengkungan
sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar "Sularso, &@@7'&6-#.
4aya gesekan yang terjadi juga bertambah karena bentuk bajinya yang akan
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relati$ rendah.
Adapun bentuk konstruksi macam*macam penampang sabuk*+ yang
umum dipakai terlihat pada 4ambar %.7.
4ambar %.5. Penampang Sabuk*+"Sularso &@@7' &63#
Pemilihan penampang sabuk*+ yang cocok ditentukan atas dasar daya
rencana dan putaran poros penggerak. Daya rencananya sendiri dapat
diketahui dengan mengalihkan daya yang akan diteruskan dengan $aktor
koreksi yang ada. 8aGimnya sabuk tipe*+ dinyatakan panjang kelilingnya
dalam ukuran inchi. arak antar sumbu poros harus sebesar &,5 sampai dua
kali diameter puli besar "Sularso, &@@7'&66#.
Sudut lilit atau sudut kontak θ dari sabuk pada alur puli penggerak
harus diusahakan sebesar mungkin untuk mengurangi selip antara sabuk dan
puli dan memperbesar panjang kontaknya.
%-
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
24/59
Transmisi sabuk dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu sabuk rata,
sabuk dengan penampang trapesium, dan sabuk dengan gigi. Sebagian besar
ransmisi sabuk menggunakan sabuk*+ karena mudah pemakaiannya dan
harganya yang murah. 2elemahan dari sabuk*+ yaitu transmisi sabuk dapat
memungkinkan untuk terjadinya slip. ;leh karena itu, maka perencanaan
sabuk*+ perlu dilakukan untuk memperhitungkan jenis sabuk yang
digunakan dan panjang sabuk yang akan digunakan.
Perhitungan yang digunakan dalam perancangan sabuk*+ antara lain'
a. Daya rencana " P d #
P c P d ×=.........................................................................................."6#
Dimana'
P ' DayaPd ' Daya rencana
b. Momen rencana " ! & ,! 2#
#"&<&
5& n
Pd g ! ××=
............................................................................."7#
digerakkan yang poros Puarann
penggerak poros Putarann
rencana 'aya Pd
gra itasi gaya g
'imana
n Pd
g !
===
=
××=
%
&
%
5%
'
#=........"............................................................#........."&<
%3
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
25/59
c. Tenaga geser yang diGinkan "a
τ
#
#@..."................................................................................#" %& " "
Ba ×=
σ τ
Dimana '
Bσ
C Tegangan tarik " & C /aktor keamanan
" 2 C /aktor pengaruh alur pasak
d. Perhitungan diameter poros "%&, s s d d
#
#&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
26/59
#&%........."......................................................................5,3%
#&&"................................................................................5,3%
×+=×+=
pk
pk
' '
d d
#&3..."................................................................................&<-5
#&-..."................................................................................&<-5
%
&
+=
+=
s B
s B
d '
d d
i. 2ecepatan sabuk " v#
#&5...."................................................................................&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
27/59
( )#&=...."............................................................
=
=
&3,-%
%% p p
p p
d 'bb#
d ' )b
−−+=
+−=
o. umlah sabuk "9#
θ $ Po Pd
* .
=......................................................................................."&@#
BAB III#0N%EP PERAN$AN AN
A. D&agram Al&r Pr'ses Peran/angan
%7
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
28/59
Diagram alir adalah suatu gambaran utama yang dipergunakan untuk
dasar dalam bertindak. Seperti halnya pada perancangan ini diperlukan suatu
diagram alir yang bertujuan untuk mempermudah dalam pelaksanaan proses
perancangan.
Diagram alir proses perancangan secara umum digambarkan sebagai
berikut'
4ambar -.&. Diagram Alir Proses Perancangan Mesin Pengepres 4enteng
B. Pern-ataan #e*utuhan
Dari hasil sur1ey maka dibutuhkan mesin pengepres genteng yang tidak
membutuhkan tenaga manusia yang besar, memiliki dimensi yang lebih kecil
%=
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
29/59
dibandingkan dengan mesin yang sudah ada. Tetap menggunakan material logam
agar lebih kokoh dan lebih a et. Mesin pres genteng ini harus mudah dalam
pengoperasiannya dan pera atan yang tidak terlalu rumit.
$. Anal&s&s #e*utuhan
&. Standar Penampilan
Mesin pengepres genteng ini mempunyai konstruksi yang mudah dalam
pengoperasiannya bagi pengguna. Dasar yang dipakai adalah produk serupa
yang telah dimodi$ikasi dari alat mesin yang sudah ada di pasaran. Sistem
kerja mesin menggunakan penggerak motor listrik. Proses pengepresan
menggunakan tenaga motor listrik dan tidak menggunakan tenaga yang besar.
2arena menggunakan oli sebagai pelumas maka diberi arna hitam
agar tidak terlihat terlalu kotor saat berproduksi, selain itu arna hitam
memberi kesan yang kokoh pada produk.
%. Target 2eunggulan Produk.
Sasaran keunggulan yang ingin dicapai dari mesin pengepres genteng
ini adalah '
a. (ahan baku mudah dicari.
b. Tidak memerlukan tenaga yang besar karena
menggunakan motor listrik untuk mengepres.
c. Pengoperasian mesin mudah, pertama tekan saklar ;9
> untuk menghidupkan mesin kemudian tekan saklar ;9 > dan
saklar otomatis untuk menurunkan atau menaikan cetakan. Dengan
%@
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
30/59
menggunakan limit switch maka tinggi dan rendah pengepresan dapat
diatur.
d. Selain itu masih ada tombol otomatis untuk
menggerakkan cetakan naik dan turun dengan hanya menekan tombol
satu kali.
e. Pemeliharaan dan pera atannya cukup mudah. Hanya
dengan membersihkan bagian yang kotor dan memberikan pelumas
pada bagian yang bergerak atau berputar.
D. Pert&m*angan Peran/angan
&. Pertimbangan Teknis
Pertimbangan teknis dalam hal ini lebih di titik beratkan pada '
a. 2emudahan dalam pengoperasian alat.
b. Pemasangan dan pembongkaran yang relati$ lebih mudah.
c. (ahan yang digunakan mudah diperoleh di pasaran.
d. 2onstruksi yang kuat untuk menambah umur alat.
%. Pertimbangan :konomi
Pertimbangan ekonomi pada pembuatan mesin pengepres genteng ini
dititikberatkan pada pemilihan bahan yang digunakan dan kecanggihan
produk. (ahan*bahan yang digunakan relati$ murah harganya dan mudah
untuk mendapatkannya. (ahan*bahan yang digunakan antara lain, Mild
Steel "ST*-7#, pro$il siku 5< 5< 5 mm. kecanggihan produk karena
telah didesain secara semi otomatis.
-
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
31/59
-. Pertimbangan :rgonomis
Pertimbangan ergonomis dalam pembuatan mesin pengepres genteng ini
adalah sebagai berikut '
a. Proses pengepresan yang mudah dan tidak
membahayakan pengguna.
b. Dengan dimensi yang sedang "&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
32/59
Mesin pengepres genteng dengan penggerak motor listrik yang dibantu
transmisi puli ganda dan sabuk*+ tersebut diharapkan mampu
mempercepat proses produksi dengan tenaga kerja yang seminimal
mungkin. Selain itu biaya yang dikeluarkan dalam pembuatan maupun
perakitannya dapat terpenuhi dari hasil produksi alat tersebut.
-. Tuntutan Pemeliharaan dan Pera atan
Pemeliharaan dan pera atannya cukup mudah. Hanya dengan
membersihkan bagian yang kotor dan memberikan pelumas pada bagian
yang bergerak atau berputar
3. Tuntutan Pengoperasian
h. ika saklar ;9 "gerak turun# ditekan maka motor akan berputar dan
motor akan memutar puli, puli yang terhubung dengan roda gigi
payung akan ikut berputar dengan adaya belt,
i. Puli ini terhubung dengan roda gigi payung pada posisi horisontal,
j. 2emudian roda gigi payung ini akan memutar roda gigi payung
1ertikal
k. !oda gigi payung ini terdapat ulir dalam yang ber$ungsi mengikat
poros berulir, maka jika roda gigi ini berputar poros akan bergerak
keba ah
l. ika poros berulir ini bergerak maka cetakan bagian atas yang
diikatkan pada ujung poros ini akan ikut bergerak dan bergabung
dengan cetakan bagian ba ah maka terjadi proses pengepresan
m. Pada cetakan bagian ba ah terdapat 8S sebagai pemutus arus listrik,
maka ketika cetakan atas dan ba ah tergabung putaran motor sudah
terhenti,
-%
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
33/59
n. 2emudian tekan tombol ;9 "gerak naik# sehingga motor akan
berputar berla anan arah dan cetakan bergerak ke atas,
o. 9amun sebelum cetakan naik sampai posisi maksimum maka arus
listrik akan terputus oleh 8S kedua sehingga motor akan terhenti,
p. Atau bisa langsung dimatikan dengan tombol ;//. 2emudian cetakan
bagian ba ah ditarik ke depan dan hasil cetakan bisa diambil
5. Tuntutan /ungsi
2arena menggunakan motor listrik maka diharapkan alat ini dapat
mempercepat proses pembuatan genteng tanpa memerlukan tenaga yang
besar.
BAB I,PR0%E% HA%IL DAN PEMBAHA%AN
--
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
34/59
A. Pr'ses Peran/angan Mes&n Penge+res enteng
Proses perancangan pada mesin pengepres genteng ini mempunyai
langkah*langkah perencanaan yang dapat digambarkan seperti diagram alir pada
4ambar 3.&.
4ambar 3.&. Diagram alir proses perancangan mesin pengepres genteng
2ebutuhan disini mencakup gaya dan kapasitas mesin. 2apasitas mesin
direncanakan yaitu dapat menghasilkan 6< genteng dalam satu jam, sedangkan
-3
2ebutuhan
2onstruksi dan perhitungan daya
mesin
Perhitungan ulir penekan
Perhitungan transmisi "roda
gigi, pulley, dan sabuk*+#
Perhitungan porosroda gigi
Perhitungan rangka
Perhitungan motor
-3
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
35/59
gaya yang dibutuhkan mesin ini untuk dapat mengepres genteng yaitu sebesar 35
kg. 2onstruksi mesin dapat digambarkan pada gambar 3.%.
4ambar 3.%. konstruksi mesin pres genteng
Sistem mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem pres.
Pengepresan terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan menggerakan
poros berulir baik bergerak naik maupun turun. 2arena poros berulir terhubung
dengan cetakan bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak jika poros juga bergerak. Sedangkan untuk cetakan genteng memiliki ukuran -6< %55 73 mm.
4aya yang dibutuhkan untuk melakukan pengepresan yaitu sebesar 35 kg.
B. Peran/angan Ul&r Penekan0lir penekan digunakan untuk menekan cetakan keba ah ataupun menarik
cetakan ke atas.2isar ' &%
(ahan ' St. 3%> ' %%,5 kg
-5
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
36/59
4ambar 3.-. Penampang ulir Dari data diatas maka dapat dihitung diameter poros yaitu dengan cara'
Tegangantarik = W A
A= W ×Tegangantarik
A= 22,5 × 42
A= 945
ika AC @35 maka,
A= π 4
× D 2
945 = 3,144
D2
D= 2√ 9450,785 D= 34,69 mm $ )iame"er )alam poros berulir'
0ntuk tinggi dan lebar ulir dapat dihitung dengan'
tinggiulir = kisar2
= 122
= 6 mm
lebar ulir = kisar2
= 122
= 6 mm
ika DC-3,6@ maka torsinya "T# adalah'
-6
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
37/59
T = F × R
T =
45 × 17,3=
780,5
ika tegangan geser sama dengan
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
38/59
AC luas cetakan "mm %#
8uas cetakan berbentuk persegi panjang sehingga dapat dihitung dengan
rumus'
A= p ×l
2eterangan'
ACluas cetakan "mm %#
pCpanjang cetakan "mm#
lC lebar cetakan "mm#
A= p ×l
¿ 360 × 255
¿ 91.800 mm 2
Sehingga tekanan yang terjadi pada cetakan sebesar'
p= 4591800
= 0,0006 kg/mm 2
0ntuk menghitung daya mesin"P# terlebih dahulu dihitung torsinya "T#
TC / !
2eterangan'
!C jari*jari poros berulir maka,
TC 35 &@,5 C =77,5
Maka daya mesin "P# yaitu'
P= T ×n71620
¿877,5 × 49
71620
-=
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
39/59
¿0,6 01
$. Peran/angan Transm&s&Perancangan transmisi disini meliputi'
&. Perancangan !oda gigiDirencanakan pada mesin pres genteng ini menggunakan dua buah roda
gigi payung dengan &C-7, d &C&35 mm maka'
modul = d z
¿14537
= 3,9
Ha = 1 modul = 3,9
Hk = 1,2 modul = 4,7
b= 5 modul = 19,5
sedangkan %C@,d%C-& maka'
modul = d z
¿319
= 3,4
Ha = 1 modul = 3,4
Hk = 1,2 modul = 4,1
b = 5 modul = 17
D. Peran/angan M't'r l&str&k
-@
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
40/59
Daya yang terjadi pada cetakan untuk menekan genteng dengan gaya
sebesar 35 kg adalah
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
41/59
4ambar 3.%. penampang ulir
4. Perh&tungan Transm&s&
Dalam perancangan ini direncanakan menggunakan tenaga motor listrik &
HP dengan putaran &3#
/c C /aktor koreksi " lampiran+ )
P C Daya "k>#
3&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
42/59
ika momen puntir adalah ! "kg.mm#, maka '
T C @,73 &
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
43/59
Pada perhitungan ini, dimisalkan diambil D & C 5,
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
44/59
Sehingga, perbandingan reduksi " i# dari motor listrik ke pulley pengepres
genteng adalah sebagai berikut '
id
'i
nn
p
p===
%
&
" Sularso, %
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
45/59
%a*a *ang akan )i"ransmisikan 1 $K ' 1u"aran poros n $rpm' 1erban)ingan pu"aran i 4arak sumbu poros
Fak"or koreksi -
%a*a ren-ana 1) $k5'
Bahan poros )an perlakuan panas
1erhi"ung )iame"er poros )s 6 )s2 $mm'
1emilihan penampang sabuk
%iame"er lingkaran jarak bagi puli )p6 %p $mm' %iame"er luar puli )k6 %k $mm' %iame"er na )B6 %B $m
Ke-epa"an sabuk 7 $m/s'
7 8 39
%' k k
'd #
+
:;
<
:<
!T#RT
Momen ren-ana T 6 T2 $kg mm'
%iame"er minimum puli )min $mm'
1erhi"ungan panjang
Nomor nominal )an panja
4arak su
4u
Gambar
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
46/59
Perhitungannya,
a. P C & HP C , n % C %
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
47/59
dan diperkirakan mesin akan bekarja setiap =*&< jam tiap hari.
Sehingga dari tabel, $akttor koreksi dipakai adalah " cC &,3#.
c. Daya rencana " Pd #
kW P c Pd
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
48/59
# b untuk beban lenturan adalah %
$. Perhitungan diameter poros " d s#
mm
! # $ d bt a
s
-
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
49/59
m. Panjang keliling "8#
8 C( ) ( )%
3&
%% p p p p d '#
'd # −+++= π
C
( ) ( ) %6,5
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
50/59
a. %a*a *ang )i"ransmisikan8 1 $k5' 1u"aran poros n $rpm'
b. Fak"or koreksi -
-. %a*a ren-ana 1) $k5'
Bσ aτ
g. Fak"or koreksi un"uk momen pun"ir K"Fak"or len"uran &b
τ τ τ 'a
!T#RT
).Momen ren-ana T $kg mm'
h. %iame"er poros )s $mm'
!TO1
+N%
>
! = 1800 57 ( D p− d p)
"
¿1800 57 (355.6 − 50.8 )
470
¿143 0 jadi sudut kontak "
θ
# C
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
51/59
4ambar 3.5. Diagram aliran untuk merencanakan poros
Dalam mesin pengepres genteng ini terdapat poros cetakan dan poros
pulley Di ba ah ini akan di bahas perhitungan untuk menentukan diameter poros
pulley.
Alur merencanakan poros tampak pada 4ambar 3.&. Diagram aliran untuk
merencanakan poros. Data yang diketahui untuk merencanakan tersebut antara
lain'
&. Daya yang akan ditransmisikan "P# ' & HP C
5&
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
52/59
%. Putaran poros penggerak "n ' %-. (ahan poros 'MildSteel"ST*3%#
Perhitungannya'
a. P C &HP C
n& C % b. /akor koreksi
/aktor koreksi " c# didapatkan dari tabel $aktor koreksi daya yang
akan ditransmisikan. Daya ini termasuk daya normal.Sehingga dari tabel,
$aktor koreksi dipakai adalah cC &,3.
c. Daya rencana " Pd #
kW
P c Pd
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
53/59
%
%&
75,-
#%6,5"3%
#"
mmkg
" " B
a
=×=
×= σ
τ
g. $ t untuk beban tumbukan adalah %
# b untuk beban lenturan adalah %
h. Perhitungan diameter poros " d s#
mm
! # $ d bt a
s
-
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
54/59
sudut takik. Dalam perencanaan konstruksi rangka mesin pengepres genteng ini
menggunakan sambungan las, karena lebih mudah dan hasilnya lebih kuat.(erat motor kurang lebih &< kg. (atang yang digunakan pada rangka ini
adalah besi siku ST -7 ukuran 5< 5< 5 mm dengan kekuatan tarik maksimal
-7 kg mm %.
6. Anal&s&s Ek'n'm&
Penentuan harga mesin pengepres genteng dapat dilihat pada Tabel
3.&.Penentuan Harga Mesin.
Tabel 3.&.Penentuan Harga MesinMacam Biaya MacamPekerjaan Bahan (Rp)
Alat(Rp) ena!a (Rp) "umlah
A# Biaya $esain Sur%ey & '&&&& '&&&& &&&& Analisis & &&&& '&&&& *&&&+ambar *&&& ,&&&& &&&& - &&&
Jumlah 290.000
Macam (iaya Macam 2omponen(iaya
Pembelian"!p#
(iaya Perakitanumlah
"!p#
(. (iaya Pembelian2omponen
Motor listrik 3
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
55/59
$udukan bearin! poros berulir 1&&&& -&&& &&& -'#&&&$udukan cetakan ba!ian ba2ah 1 &&& -&&& &&& *-#&&&$udukan cetakan ba!ian atas 3 &&& -&&& -&&& 31#&&&
Jumlah 823.000
D. (iaya 9on Produksi (iaya 4udang "5F # 3&.&5<Pajak Perusahaan "5F # 3&.&5<6umlah 92.388
.# 0aba yan! $ikehendaki -&4 5 (A6B6C6$) 232.400
7# aksiran 8ar!a Produk (A6B6C6$6.) 2.556.700
adi harga yang dikehendaki untuk dijual adalah sebesar R+ 2.!!:.;88 88
#. Has&l (an Pem*ahasan
&. Sistem mekanik, daya mesin dan ulir penekan
Sistem mekanik mesin ini menggunakan sistem pres. Sedangkan gaya
pengepresan sebesar 35 kg dan daya mesin yaitu
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
56/59
/aktor pengaruh " " 2# adalah %, Tenaga geser yang diGinkan "a
τ
# C -,75
kg mm%, $ t untuk beban tumbukan adalah %, # b untuk beban lenturan adalah
%, diameter poros " d s# C -< mm, Tegangan geser yang terjadi yaitu'&,--
kg mm%, Tegangan geser yang terjadi yaitu &,-- kg mm % lebih kecil dari pada
tegangan geser yang direncanakan yaitu &.=3 kg mm %. Sehingga poros dengan
diameter -< mm aman untuk digunakan.
-. Sabuk dan Puli
Motor yang digunakan pada mesin pengepres genteng ini memiliki
daya &HP dengan putaran &3
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
57/59
Dari hasil analisis yang telah dilakukan, penyebab kurang maksimalnya mesin
pengepres genteng ini adalah $ungsi pengepresan yang kurang maksimal.
M. #elemahan5kelemahan
Setelah dilakukan pengujian terhadap $ungsi dari mesin pengepres genteng
ini ternyata masih memiliki beberapa kelemahan*kelemahan diantaranya'
&. Pengepresan harus dilakukan beberapa kali agar mendapatkan
hasil yang maksimal.
%. !angka terlalu pendek sehingga masih harus dibutuhkan
sebuah meja untuk menambah tinggi mesin.
-. 2arena tidak menggunakan rol sehingga pada saat menarik
cetakan bagian ba ah masih terlalu berat karena gesekan yang terlalu
besar.
3. (elum adanya tutup pulley sehingga membahayakan operator
mesin, saat mesin beroperasi.
5. !angka yang terlalu berat sehingga mesin sulit untuk dipindah*
pindah.
57
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
58/59
BAB ,#E%IMPULAN DAN %ARAN
A. #es&m+ulan
Proses perancangan dan pembuatan hingga pengujian dapat disimpulkan
sebagai berikut'
*. 0lir penekan pada mesin pengepres genteng meliputi diameter minimal ulir
yaitu -3,6@ mm, Torsi ulir yaitu 7=
8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng
59/59
tipe A, 8 C &6%6 mm, 9o 63, d p C 5