PERENCANAAN MEKANISME

PADA MESIN POWER HAMMER

Oleh:

Ichros Sofil Mubarot (2111 030 066)

PROGRAM STUDI D III TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2014 1

Dosen Pembimbing :

1. Ir. Eddy Widiyono, MSc.

NIP. 19601025 198701 1 001

2. Hendro Nurhadi, Dipl.-lng.,Ph.D

NIP. 19751120 200212 1 002.

LATAR BELAKANG

Proses Pemanasan

Bahan Baku:

Proses Penempaan

2

Unsur Logam yang disatukan :

- Baja

- Nikel

- Titanium

Metode Komposit Lamina (1000 kali lipatan)

3

Pamor merupakan hiasan, motif atau ornamen yang terdapat pada bilah tosan aji (Keris, Tombak,

Pedang atau Wedung dan lainnya).

MESIN POWER HAMMER & CARA KERJA CARA KERJA ALAT

• Benda kerja berupa plat baja yang

telah dipotong dengan dimensi

persegi panjang dengan panjang

150mm dan lebar 20mm dan tebal

10mm.

• Benda kerja yang sudah dipanaskan

diletakkan diatas dies, motor listrik

berputar ditransmisikan oleh belt dan

pulley menggerakkan roda gila agar

bisa menarik tuas pengangkat dan

menurunkan punch yang disebabkan

oleh gaya pegas dari tuas pengangkat.

4

• mengatur kecepatan putar dapat di atur

melalui tensioner yang telah ada.

• Setelah dianggap sudah cukup, ambil plat

yang sudah ditempa dan matikan mesin.

• Apabila pada waktu penempaan,plat

menjadi keras maka perlu dipanaskan dan

di tempa lagi.

• Selesai.

5

Diagram Alir

6

Rumusan Masalah

7

1. Bagaimana merencanakan dan menghitung

gaya tumbukan pada mesin power hammer ?

2. Bagaimana menghitung dan menganalisa

tegangan yang terjadi pada struktur mesin

power hammer ?

3. Bagaimana menghitung tegangan dan

defleksi pegas pada mesin power hammer ?

4. Bagaimana menentukan diameter poros

yang sesuai dengan mesin power hammer?

TUJUAN

1. Untuk mengetahui bagaimana merencanakan besar

gaya tumbukan yang terjadi pada mesin power

hammer .

2. Untuk mengetahui tegangan maksimal pada

struktur mesin power hammer sehingga dapat

diketahui apakah mesin aman untuk digunakan.

3. Untuk mengetahui besar tegangan maksimal dan

defleksi pada pegas mesin power hammer.

4. Mengetahui besar diameter poros yang sesuai

untuk mesin power hammer.

8

MANFAAT

Dengan adanya perencanaan

mekanisme, perhitungan, dan analisa

struktur pada mesin power hammer untuk

pandai besi ini diharapkan dapat membantu

untuk merancang mesin power hamer

sehingga dapat bekerja dan menghasilkan

produk dengan berkualitas.

9

DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN GAYA TUMBUKAN

10

Direncanakan besar gaya tumbukan

sebesar 370 N

↓ +𝑭𝒚 = F11y + F2

1y

= 61,11 N + 129,82 N

= 201,82 N

Fs = 𝜇k . N

= (0,03) (201,82)

= 6,05 N

Ftotal = Ftumbukan - Fs

= 195,77 N

DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN PEGAS

𝝉 = K 𝟖.𝑫.𝑾

𝝅𝒅𝟑

= (0,92) (𝟖

𝟑,𝟏𝟒) (6,6) (

𝟏𝟏𝟑,𝟗𝟓

𝟓𝟐)

= 70,17 N/mm2

𝜹 = 𝟖𝒏𝑫𝟑𝑾

𝒅𝟒

= ( 𝟖)(𝟏𝟏)(𝟑𝟑)𝟑(𝟏𝟏𝟑,𝟗𝟓𝑵)

𝟓𝟒.

= 7,3 mm

11

DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN STRUKTUR

12

PERHITUNGAN STRUKTUR KERANGKA BAGIAN 1

𝑫𝒂𝒓𝒊 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒑𝒆𝒓𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒃𝒆𝒏𝒅𝒊𝒏𝒈 𝒔𝒆𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝟑𝟖, 𝟐𝟐 𝑵𝒎

𝝈𝐦𝐚𝐱 = 𝑴𝒃 . 𝒄

𝑰

= 𝟑𝟖𝟐𝟐𝟎 𝑵𝒎𝒎𝒙 𝟑𝟔, 𝟑𝟖𝟕 𝒎𝒎

𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓, 𝟔𝟔𝟖

= 𝟗, 𝟕𝟐 𝐍/𝐦𝐦𝟐 13

Itotal = 142985,668 mm4 c = 36,387 mm

PERHITUNGAN STRUKTUR KERANGKA BAGIAN 2

𝑫𝒂𝒓𝒊 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒑𝒆𝒓𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒃𝒆𝒏𝒅𝒊𝒏𝒈 𝒔𝒆𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝟏𝟏𝟔, 𝟔𝟐 𝑵𝒎

Itotal = 142985,668 mm4 c = 36,387 mm

𝛔𝐦𝐚𝐱 = 𝐌𝐛 𝐱 𝐜

𝐈

= 𝟏𝟏𝟔𝟔𝟐𝟎 𝐍𝐦𝐦 𝐱 𝟑𝟔,𝟑𝟖𝟕 𝐦𝐦

𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓,𝟔𝟔𝟖 𝐍𝐦𝐦𝟒

= 29,80 Nmm2

14

HASIL SIMULASI STRUKTUR BAGIAN 1

15

MESHING STRUKTUR BAGIAN 1

16

FREE SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 1

17

FIX SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 1

18

TEGANGAN MAKSIMUM STRUKTUR BAGIAN 1

19

𝝈𝒎𝒂𝒙 = 𝐌𝐛 𝐱 𝒄

𝑰

= 𝟑𝟖𝟐𝟐𝟎 𝐍𝐦𝐦 𝐱 𝟑𝟔,𝟑𝟖𝟕 𝒎𝒎

𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓,𝟔𝟔𝟖 𝐍𝐦𝒎𝟒

= 9,72 Nmm2

Itotal= 142985,668 mm4 c = 36,387 mm

HASIL SIMULASI STRUKTUR BAGIAN 2

20

MESHING STRUKTUR BAGIAN 2

21

FREE SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 2

22

FIX SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 2

23

TEGANGAN MAKSIMUM STRUKTUR BAGIAN 2

24

Itotal= 142985,668 mm4 c = 36,387 mm

𝝈𝒎𝒂𝒙 = 𝐌𝐛 𝐱 𝒄

𝑰

= 𝟏𝟏𝟔,𝟔𝟐 𝐍𝐦𝐦 𝐱 𝟑𝟔,𝟑𝟖𝟕 𝒎𝒎

𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓,𝟔𝟔𝟖 𝐍𝐦𝒎𝟒

= 29,80 Nmm2

PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN POROS

Direncanakan bahan poros baja 1040 dengan diameter 35 mm

M = (𝐌𝐇)𝟐+ (𝐌𝐕)𝟐

M = (𝟐𝟗, 𝟑𝟎𝟒)𝟐+ (−𝟓𝟒, 𝟐𝟕)𝟐

M = 𝟑𝟖𝟎𝟑, 𝟗𝟓

M = 61,67 Nm = 545,83 lbf.in

25

Mt = 63000 𝑷

𝒏

= 63000 .𝟏,𝟓 𝑯𝑷

𝟐𝟎𝟎𝒓𝒑𝒎

= 472,5 lbf.in

Bahan poros baja AiSI 1040 mempunyai yield strength

𝐝𝐬 ≥𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝐌𝐛𝟐 + 𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝐌𝐭𝟐

𝛑𝟐𝐤𝐬 ∙ 𝐒𝐲𝐩𝐬𝐟

𝟐𝟔

𝐝𝐬 ≥𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝟓𝟒𝟓, 𝟖𝟑 𝟐 + 𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝟒𝟕𝟐, 𝟓 𝟐

𝛑𝟐𝟔𝟎𝟐𝟎𝟎𝟐

𝟐𝟔

𝐢𝐧

𝐝𝐬 ≥ 𝟎, 𝟎𝟏𝟒𝟔

𝐢𝐧

𝐝𝐬 ≥ 𝟎, 𝟒𝟗 𝐢𝐧

𝐝𝐬 ≥ 𝟏, 𝟐𝟓 𝐜𝐦

jadi diameter poros minimum adalah 1,25 cm. Pada alat

ini menggunakan diameter poros 3,5 cm. maka poros

yang direncanakan dinyatakan aman

26

415 Mpa = 𝟔𝟎𝟐𝟎𝟎 𝒍𝒃𝒇

𝒊𝒏𝟐

KESIMPULAN

1. Besar gaya tumbukan yang direncanakan adalah 370 N, dari perhitungan gaya

yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan ada gaya yang terbuang akibat gaya gesek

dan bentuk konstruksi, maka didapatkan besar gaya setelah terjadi losses sebesar

195,77 N

2. Dari hasil perhitungan manual tegangan maksimum terjadi di struktur bagian 2

mesin power hammer sebesar 29,80 N/mm2. Kemudian dari hasil simulasi besar

tegangan maksimum yang terjadi pada struktur bagian 2 adalah 28,67 N/mm2 =

28,67 Mpa presentasi selisih perhitungan manual dan hasil simulasi adalah 3,79%.

Dari data katalog, plat U (C channel) baja AISI 1035 memiliki besar yield strength

sebesar 310 Mpa. Maka tegangan yang terjadi pada struktur mesin power hammer

lebih kecil dari tegangan yield strength material maka dapat disimpulkan bahwa

struktur pada mesin power hammer aman untuk digunakan.

27

28

3. Besar gaya tumbukan yang direncanakan adalah 370 N, dari

perhitungan gaya yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan ada gaya

yang terbuang akibat gaya gesek dan bentuk konstruksi, maka

didapatkan besar gaya setelah terjadi losses sebesar 195,77 N

4. Dari hasil perhitungan manual tegangan maksimum terjadi di

struktur bagian 2 mesin power hammer sebesar 29,80 N/mm2.

Kemudian dari hasil simulasi besar tegangan maksimum yang terjadi

pada struktur bagian 2 adalah 28,67 N/mm2 = 28,67 Mpa presentasi

selisih perhitungan manual dan hasil simulasi adalah 3,79%. Dari data

katalog, plat U (C channel) baja AISI 1035 memiliki besar yield

strength sebesar 310 Mpa. Maka tegangan yang terjadi pada struktur

mesin power hammer lebih kecil dari tegangan yield strength material

maka dapat disimpulkan bahwa struktur pada mesin power hammer

aman untuk digunakan.