Presentasi Tugas Akhir -...

54
Presentasi Tugas Akhir Oleh : Septia Wardana 2107 030 043 Program Studi D3 Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010 Dosen Pembimbing : Ir.Eddy Widiyono,MSc

Transcript of Presentasi Tugas Akhir -...

Page 1: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Presentasi Tugas Akhir

Oleh :Septia Wardana2107 030 043

Program Studi D3 Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

Dosen Pembimbing :Ir.Eddy Widiyono,MSc

Page 2: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Kebutuhan akan produksi tempa besi dari hari ke hari semakin meningkat baik dari segi kuantitas maupun kualitas sehingga para pengrajin pandai besi tradisional kewalahan untuk memenuhi kebutuhan pasar ini. Adapun faktor yang menyebabkan hal ini terjadi adalah peralatan produksi dari pandai besi tradisional yang masih sangat tradisional dengan mengandalkan tenaga manusia dan alat Bantu yang sangat sederhana.

Dengan mengetahui kebutuhan produksi pandai besi yang lebih Dengan mengetahui kebutuhan produksi pandai besi yang lebih baik, maka kita dapat mendesain, merencanakan dan menghitung seberapa besar jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk memanaskan beda kerja yang menjadi bahan baku pandai besi serta daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan komponen mesin forging mekanik seperti : belt, pulley, pen penarik, poros, pasak, dan bantalan

Hasil dari perencanaan dan perhitungan, didapat tungku briket batubara dengan kapasitas 1 benda kerja denga jumlah bahan bakar briket 5 kg/jam serta mesin forging mekanik dengan kekuatan 2 ton daya 15 hp dan putaran 1765 rpm

BackNext

Page 3: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Pendahuluan

� Latar Belakang� Rumusan Masalah � Batasan Masalah

Perhitungan� Perhitungan

Page 4: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Latar Belakang� Pande besi adalah proses pembentukan besi yang telah lama dikenal sejak

jaman dahulu.Permintaan pasar akan kebutuhan produk pande besi semakin meningkat dengan tuntutan baik dari segi kuantitas maupun kualitas, namun dilain pihak tuntutan produksi pande besi tidak diiringi dengan Optimalisasi alat untuk meningkatkan hasil pruduksi pande besi.

� Berdasarkan pengamatan kami di lapangan, tepatnya di Pasar Purwantoro, Desa Mbangsri Kecamatan Purwantoro Kabupaten Wonogiri Jawa Tengah, kami melihat dalam proses produksi pande besi masih sederhana menggunakan tungku yang terbuat dari tanah liat yang dikipas secara bergiliran dengan tenaga manusia, serta proses tempa yang manual memakai tangan manusia. Peralatan yang digunakan menurut kami masih kurang maksimal dalam hal produksi dan juga kurang efisien dalam hal pengoperasian.

� Dari situlah kami mencoba untuk mengembangkan tungku dengan blower sebagai sistem pemasukan udaranya dan mesin Forging dengan sistem mekanik menggunakan motor sebagai sumber tenaganya,dengan pertimbangan sistem tersebut merupakan salah satu alternative yang dapat digunakan dalam menunjang pada proses pande besi di atas karena mempunyai beberapa keuntungan, terutama terletak pada keefisiensian tungku dan mesin forging yang dapat meningkatkan produk pande besi baik secara kuantitas maupun kualitas..

� Dimana dalam Tugas Akhir ini akan direncanakan dan dihitung peralatan –peralatan proses pande besi yaitu , tungku briket dan mesin forging mekanik sehingga didapatkan analisa dan perhitungan yang tepat dalam merencanakan mesin – mesin terkait proses pande besi.

BackNext

Page 5: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Rumusan Masalah

Berangkat dari latar belakang diatas, maka rumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah :

� Perencanaan dan perhitungan tungku � Perencanaan dan perhitungan tungku briket dan mesin forging mekanik.

Page 6: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Batasan Masalah

� Untuk menyelesaikan permasalahan-permasalahan dalam proses perencanaan tungku briket dan mesin forging mekanik ini diperlukan adanya batasan-batasan dengan tujuan untuk memudahkan perhitungan perencanaan, penitik beratan permasalahan dan agar pembahasan berlangsung dengan baik. Dalam hal ini kami mempunyai batasan – batasan sebagai berikut :kami mempunyai batasan – batasan sebagai berikut :

� Perpinadahan panas pada tungku diabaikan.� Kerugian – kerugian akibat gesekan, elektrik dan panas

diabaiakan.� Getaran selama mesin bekerja diabaikan.� Hasil Las dan kerangka diasumsikan aman.� Tidak menghitung beban merata pada kerangka mesin

Page 7: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Mulai

ObservasiStudi Literatur

Sketsa Gambar

TidakPerencanaan Alat

Penulisan Laporan

Selesai

Perhitungan Alat

Tidak

Ya

Next Back

Page 8: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

TUNGKU BRIKET BATUBARATUNGKU BRIKET BATUBARA

BackNext

Page 9: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

TUNGKU BRIKET BATUBARATUNGKU BRIKET BATUBARA

Kotak Briket

PipaUdara

Plat Besi

Meja

Tempat Abu

Penyangga

Next Back

Page 10: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Cara KerjaCara Kerja

�� Briket batubara dibakar menggunakan pemicu Briket batubara dibakar menggunakan pemicu (solar), setelah api mulai membesar tambahkan (solar), setelah api mulai membesar tambahkan briket lalu nyalakan blower dan atur udara yang briket lalu nyalakan blower dan atur udara yang masuk sampai briket benar masuk sampai briket benar –– benar terbakar benar terbakar merata. Kemudian besarkan udara yang masuk merata. Kemudian besarkan udara yang masuk merata. Kemudian besarkan udara yang masuk merata. Kemudian besarkan udara yang masuk melalui blower untuk membuat api semakin melalui blower untuk membuat api semakin besar.lalu masukan benda kerja berupa plat, besar.lalu masukan benda kerja berupa plat, bakar hingga plat mencapai suhu austenit ( bakar hingga plat mencapai suhu austenit ( berwarna merah ke kuningberwarna merah ke kuning--kuningan )kuningan )

BackNext

Page 11: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

URUTAN PERENCANAAN TUNGKU URUTAN PERENCANAAN TUNGKU BRIKETBRIKET

Perhitungan Jumlah Batubara

Perhitungan KonstruksiVolume kotak Batubara

Perhitungan dan KonstruksiPlat Batubara

Perhitungan dan KonstruksiPenampung Abu

Perhitungan dan Konstruksi Pipa

Perhitungan Kontruksi Meja

Perhitungan BebanTotal

Konstruksi PenyanggaNext Back

Page 12: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

BajaPenarik

Mesin Forging MekanikMesin Forging Mekanik

Penumbuk

Besi Pengangkat

Pulley

Poros

Motor

Pen PenarikPunch

BENDAKERJA

Bearing

BackNext

Page 13: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Cara KerjaCara Kerja�� Motor listrik berputar menggerakkan pulley melalui belt. Pulley Motor listrik berputar menggerakkan pulley melalui belt. Pulley

tersebut disambung dengan poros yang selanjutnya tersambung ke tersebut disambung dengan poros yang selanjutnya tersambung ke pen penarik. Sehingga putaran pulley sama dengan putaran pen pen penarik. Sehingga putaran pulley sama dengan putaran pen penarik. Pada pen penarik terdapat baja memanjang yang penarik. Pada pen penarik terdapat baja memanjang yang menghubungkan dengan besi penarik dan besi penarik terhubung menghubungkan dengan besi penarik dan besi penarik terhubung dengan penumbuk dan punch.Bahan diletakkan diantara kedua dengan penumbuk dan punch.Bahan diletakkan diantara kedua punch. Ketika pen penarik berputar,maka baja penarik bergerak naik punch. Ketika pen penarik berputar,maka baja penarik bergerak naik turun yang mengakibatkan pegas daun mengangkat penumbuk dan turun yang mengakibatkan pegas daun mengangkat penumbuk dan turun yang mengakibatkan pegas daun mengangkat penumbuk dan turun yang mengakibatkan pegas daun mengangkat penumbuk dan punch ddan setelah itu penumbuk dan punch bergerak kebawah punch ddan setelah itu penumbuk dan punch bergerak kebawah untuk menumbuk benda kerja yang masih dalam kondisi panas, untuk menumbuk benda kerja yang masih dalam kondisi panas, sehingga benda kerja dapat dibentuk sesuai dengan yang sehingga benda kerja dapat dibentuk sesuai dengan yang diinginkan. Penumbukan ini dilakukan berulang diinginkan. Penumbukan ini dilakukan berulang –– ulang sampai ulang sampai dirasa benda kerja telah terbentuk sesuai dengan yang diinginkan dirasa benda kerja telah terbentuk sesuai dengan yang diinginkan sebelum akhirnya di finishing sebelum akhirnya di finishing

Next Back

Page 14: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Urutan Perencanaan Pada Urutan Perencanaan Pada Mesin Mesin Forging MekanikForging Mekanik..

Gambar Perencanaan

Perencanaan Punch

Perhitungan Gaya Pembentukan

Perhitungan dan KonstruksiPenampung AbuPenampung Abu

Perencanaan Poros

Perencanaan Bantalan

Perencanaan Pasak

Spesifikasi Mesin Forging Mekanik

BackNext

Page 15: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Kesimpulan� KESIMPULAN

Berdasarkan hasil perhitungan, maka didapatkan data peralatan pande besi sebagai berikut :

� Tungku Briket Batu baraDengan mengetahui konstruksi tungku briket batubara maka

dapat direncanakan proses produksi 1 benda kerja dalam sekali proses Carburishing (120 menit) dimana bahan bakar briket batubara yang digunakan cukup efisien (5,7kg/jam) dalam proses pemanasan sampai suhu optimal (9500)pemanasan sampai suhu optimal (9500)

� Mesin Forging MekanikDengan spesifikasi sebagai berikut :

� Kapasitas : 2 ton� Putaran : 200 rpm� Daya Motor : 15 hp� Putaran Motor : 1765 rpm� Bantlan : Ball Bearing� Pasak : Datar segi empat

Page 16: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total
Page 17: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Dimensi Kotak yang Dimensi Kotak yang Diperlukan BriketDiperlukan Briket

�� Dari perhitungan sebelumnya telah diketahui bahwa jumlah minimal briket yang Dari perhitungan sebelumnya telah diketahui bahwa jumlah minimal briket yang diperlukan ialah 5,7 kgdiperlukan ialah 5,7 kgDisini diasumsikan bahwa kebutuhan untuk skala produksi minimal menggunakan 25 Disini diasumsikan bahwa kebutuhan untuk skala produksi minimal menggunakan 25 biji briket,dengan berat per biji briket diasumsikan 0,2 kg jadi berat total 25 biji briket biji briket,dengan berat per biji briket diasumsikan 0,2 kg jadi berat total 25 biji briket ialah 5 kgialah 5 kg

�� Untuk lebih memudahkan perencanaan, maka diambil Untuk lebih memudahkan perencanaan, maka diambil dimensi ruang bakar briket yaitu :dimensi ruang bakar briket yaitu :dimensi ruang bakar briket yaitu :dimensi ruang bakar briket yaitu := 300 mm x 300 mm x 150 mm= 300 mm x 300 mm x 150 mm= 13500000 mm3= 13500000 mm3

Energi yang Dibutuhkan Baja

Nilai Kalor (LHV)

Karakteristik Batubara

Back

Page 18: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Karakteristik BatubaraKarakteristik Batubara

Batubara yang digunakan berasal dari Batubara yang digunakan berasal dari batubara P.T bukit asam dengan komposisi batubara P.T bukit asam dengan komposisi sebagai berikut sebagai berikut

�� Karbon (C)Karbon (C) : 84%: 84%�� Karbon (C)Karbon (C) : 84%: 84%�� Kadar Hidroen (H)Kadar Hidroen (H) : 2,4%: 2,4%�� Kadar Oksgen (O)Kadar Oksgen (O) : 6%: 6%�� Kadar Moisture (M)Kadar Moisture (M) : 25%: 25%�� Kadar Nitrogen (N)Kadar Nitrogen (N) : 4%: 4%�� Kadar Ash (ash)Kadar Ash (ash) : 10%: 10%

Back

Page 19: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Energi yang dibutuhkan bajaEnergi yang dibutuhkan baja

PadaPada prosesproses caburishingcaburishing iniini direncanakandirencanakan volume volume bendabenda kejakejaadalahadalah 0,00025 m0,00025 m33( 0,10m x 0,05m x 0,05m )( 0,10m x 0,05m x 0,05m )

SpesifikasiSpesifikasi bajabaja ::�� JenisJenis : AISI 1045: AISI 1045�� VolumeVolume : 0,0002 m: 0,0002 m33�� VolumeVolume : 0,0002 m: 0,0002 m�� CpCp : 505 j.kg : 505 j.kg �� : 7700 kg/m: 7700 kg/m33

�� QbajaQbaja = 1,925 kg x 505 j/= 1,925 kg x 505 j/kgKkgK x ( 950 x ( 950 –– 30 ) C30 ) C= 1,925 kg x 505 j/= 1,925 kg x 505 j/kgKkgK x 1193,15x 1193,15= 121380711,3 j = 121380711,3 j = 121380,71 = 121380,71 kJkJ Back

ρ

Page 20: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Nilai KalorNilai Kalor

Nilai kalor adalah besarnya energy yang dapat dibebaskan oleh Nilai kalor adalah besarnya energy yang dapat dibebaskan oleh bahan bakar saat pembakaran (Kj/Kg). dalam hal ini nilai kalor bahan bakar saat pembakaran (Kj/Kg). dalam hal ini nilai kalor sudah diketahui dari data yaitu sebesar 5000 kkal/g atau 20934 sudah diketahui dari data yaitu sebesar 5000 kkal/g atau 20934 kj/kg maka LHV adalah 20934 kj/kgkj/kg maka LHV adalah 20934 kj/kg

Qbaja Qbaja = LHV x B= LHV x B121380,71 kJ = 20934 x B = 20934 x B B B = 5,7 kg= 5,7 kg

Jadi kebutuhan bahan bakar oven untuk setiap jamnya Jadi kebutuhan bahan bakar oven untuk setiap jamnya sebesar 5,7 kgsebesar 5,7 kg

Mencari jumlah batu baraMencari jumlah batu bara

Back

Page 21: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Plat Besi Untuk BriketPlat Besi Untuk Briket

Plat besi digunakan untuk menampung briket sejkaligus digunakan untuk membuang sisa pembakaran (abu) yang nantinya terlewatkan melalui lubang

Back

Page 22: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Pipa Pipa –– pipapipa

Jumlah Kebutuhan Udara Kecepatan Udara Pipa

Page 23: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Jumlah Kebutuhan UdaraJumlah Kebutuhan Udara

�� Mta = 8/3 C + 8 ( H Mta = 8/3 C + 8 ( H –– O/8 ) + SO/8 ) + SMta = 8/3 ( 0,84 ) + 8 ( 0,124 Mta = 8/3 ( 0,84 ) + 8 ( 0,124 –– 0,006/8) + 0,0050,006/8) + 0,005Mta = 3,321 kg/kg bbMta = 3,321 kg/kg bb

�� Mud = 10/23,15 x 3,231 Kg/kg bbMud = 10/23,15 x 3,231 Kg/kg bb�� Mud = 10/23,15 x 3,231 Kg/kg bbMud = 10/23,15 x 3,231 Kg/kg bbMud = 13,95 kg/kg bbMud = 13,95 kg/kg bb

�� Mud’ = Mud + Ra % MudMud’ = Mud + Ra % MudMud’ = 13,95 + 20% (13,95)Mud’ = 13,95 + 20% (13,95)Mud’ = 16,74 kg/kg bbMud’ = 16,74 kg/kg bb

Back

Page 24: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Kecepatan Udara dalam pipaKecepatan Udara dalam pipa.bahanbakarm

mwaktu

=

�� M udara = Mta x MbbM udara = Mta x Mbb= 3,321 kg/kgbb . 5 kgbb/jam= 3,321 kg/kgbb . 5 kgbb/jam

m

p∀ =

= 16,6 kg/jam= 16,6 kg/jam= 0,0046 kg/dt= 0,0046 kg/dt

3

0,0046 /

7900 /

kg dt

kg m= 0.00058 m3/dt

Next Back

Page 25: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

�� Disini direncanakan spesifikasi blower Disini direncanakan spesifikasi blower (E3) diketahui debit udara ( Q ) sebesar (E3) diketahui debit udara ( Q ) sebesar 600m3/jam maka600m3/jam maka ::

V =21/ 4 ( )

Q

Dπ3

V =3

2

600 /

1/ 4 (0,1 )

m dt

πV = 76433,12 m/dt

BackNext

Page 26: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Pipa masuk blower sebesar 0,1m lalu kemudian didistribusikan melalui Pipa masuk blower sebesar 0,1m lalu kemudian didistribusikan melalui pipa ditribusi sebesar 0,02 m, maka kecepatan udara dicari dengan pipa ditribusi sebesar 0,02 m, maka kecepatan udara dicari dengan

hukum kontinuitas :hukum kontinuitas :

�� = Q1 = Q2= Q1 = Q2�� = Q1 = V2.A2= Q1 = V2.A2�� 76433,12 m/dt = 76433,12 m/dt =

2V 21. ( )

4Dπ2 4

V2 =2

76433,12 m/dt 1

. (0,05 )4

π

V2 = 38946812,74 m/dt

BackNEXT

Page 27: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Distribusi udara yang keluar dari lubang pipa distribusi, Distribusi udara yang keluar dari lubang pipa distribusi, dimana diameter lubang sebesar 0,02 m maka :dimana diameter lubang sebesar 0,02 m maka :

�� Q1 = Q3Q1 = Q338946812,74 m/dt = V3.A338946812,74 m/dt = V3.A3

V3 = 38946812,74 m/dt V3 =2

38946812,74 m/dt

1/4. .(0,02 )π

V3 = 124034435500 m/s

Next Back

Page 28: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Karena jumlah lubang pada pipa distribusi berjumlah 16 Karena jumlah lubang pada pipa distribusi berjumlah 16 buah maka kecepatan udara tiapbuah maka kecepatan udara tiap--tiap lubang sbesar:tiap lubang sbesar:

124034435500 m/s

24V3 =

V3 = 484509513600 m/s

BackNext

Page 29: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Vmeja = = 11300000 mm3 = 0,0113 m3

ρ

ρ

Dimana :

besi = 7900 Kg/mm3Maka :M = x V

= 7900 kg/m3 x 0,0113 m3

= 89,27 kg

Back

Page 30: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

V = = 642550 mm3 = 0,00064 m3V = = 642550 mm3 = 0,00064 m3

Dimana :besi= 7900 Kg/mm3

Maka :M = x V

= 7900 kg/m3 x 0,00064 m3= 5,056 kg x 4= 20,224 kg

ρρ

Back

Page 31: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Konstruksi PenyanggaUntuk konstruksi penyangga maka kita harus mengetahui

dahulu beban yang harus disangga oleh penyangga ini.

� berat total tungku briket ini adalah sebagai berikut= 20,856 kg + 5,8934 kg + 11,85 kg + 89,27 kg + 20,224 kg= 148,0934 kg

� Dari berat total tungku logam diatas maka direncankan tungku ini akan disangga oleh 4 penyangga. Spesifikasi tiap – tiap penyangga adalah sebagai berikutadalah sebagai berikut

Luas tiap penyangga = 50 mm x 20 mm x 2

tebal = 20 mm (Solid)Bahan = AISI 304

= 7900 Kg/mm3Sehingga tiap penyangga akan menahan beban sebesar = 37,02335 kg

Back

Page 32: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

� Perencanaan Punch

Bahan AISI 1050

F =

� Gaya Forging (forging Force )

=

= 101000 kgf

cσ 3505 10

5

kgf×

�gaya pembentukan yang dibutuhkan

F = cσ x A

= 101000 kgf x (0,05 m x 0,05 m )

= 252,5 kgf

Back

Page 33: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Penumbuk

� AISI 304

Beban = 7900kg/m3 x 0,0065 m3= 51,35 kg

Back

Page 34: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Perencanaan Pen penarik

F = 252,5 kgf

mη = 0,92

α = 40

R = Cos α x F

= cos 40 x 252,5

= 251,88αβ = 790

δ = 110

X = cos δ x R

= cos 80 x 251,88

= 247,5 kg

m

R

η251,88

0,92F = = = 2737,7 kgf = 2678,3 N

Back

Perhitungan Beban

Page 35: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Spesifikasi Benda Kerja

Properties

Density (×1000 kg/m3)

7.7-8.03

Poisson's Ratio 0.27-0.30

Elastic Modulus (Kgf)

190-210X106

Tensile Strength (Kgf)

585 X103

Yield Strength (Kgf)

505 X103

Elongation (%) 12

Reduction in Area (%)

45

Hardness (HB) 170 Back

Page 36: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Sebelum menghitung torsi terlebih dahulu dihitung gaya

yang bekerja pada punch dalam menumbuk benda kerja

Data-data yang direncanakan adalah :

� Putaran poros (n) = 200 rpm� Data yang didapatkan adalah :� Ftang = 2737 kgf� Ftang = 2737 kgf� M punch = 5 kg� M penumbuk = 51,35 kg� M pegas daun = 50,17 kg� M baja penarik = 10,18 kg� D = 0,4 m r = 0,2 m

Putaran Back

Page 37: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

�Kecepatan Putaran Pen Penarik

= 4,1 m/s

�F tot = Fbk – Wtot= 2678,3 N – 552,23 N= 2126,07 N

2 2000,2

60

π⋅ ⋅ ⋅

�Perhitungan torsiData yang diketahuiData yang diketahuiT = Fr.r

= 2126,07 N. 0,2m= 425,214 N.m = 3763,463 lbf/in

�Daya Motor

N =63000

pTn 3763,463 . 200

63000= = 11,9 hp

Back

Page 38: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Perencanaan Pulley dan Belt

Data – data yang diambil dari perencanaan sebelumnya adalah

� Daya motor listrik (P) = 11,9 hp = 8,8 kw� Putaran motor listrk (n1) = 1765 rpm� Putaran poros (n2) = 200 rpm

Data – data yang dipilih dalam perencanaan :

� Jarak sumbu poros = 450 mm� Diameter pulley yang digerakkan = 400 mm

Maka :• Daya perencanaan (Pd) = 13,2 kw

• Momen pada pulley penggerak ( T1 ) = 7284,3 kg.mm

• Momen pada pulley yang digerakkan ( T2 ) = 64284 kg.m

Pemilihan Belt Back

Page 39: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

� Pemilihan BeltDari Diagram pemilihan V belt dan koreksinya didapatkan jenis V belt tipe B.Dari tabel tentang dimensi V belt tipe B diketahui :Lebar (D) = 17 mmTebal (h) = 10,5 mmLuasan ( A ) = 1,38 cm2

� Diameter Pulley Penggerak (d1)

d1 =

d1 = 45,32 mm

� Kecepatan linear

v = = 4,1 m/s

400mm.200

1765

rpm

rpm

3,14.45,32.1765

60000Panjang Belt Back

Page 40: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

2

π 1

4CL = 2C + (d2 + d1) + (d2- d1)

2

� Perhitungan Panjang Belt (L)

3,14

21

4.450L = 2. 450 + ( 400 + 45,32 ) + ( 400 – 45,32 )2

L = 1669,04 mm

� Sudut Kontak

d d−α 2 1d d

C

−= 1800 - . 600

= 1800

–4 0 0 -4 5 ,3 2

4 5 0. 600

α = 132,700 = 2,31 rad

Gaya Keliling Pada Belt Back

Page 41: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

� Gaya keliling Pada Belt

F efektif (Fe) = 394,06 kgF

� Tegangan yang timbul akibat beban

= 16,8 kg/cm2

� Jumlah Belt (Z)

Z = = = 16,92

Fe 394,06 ≈2 BuahZ = = = 16,92

� Tegangan maksimal yang ditimbulkan

115,14 kg/cm2� Jumlah Putaran belt Per detik

U = 2.5 putaran/detik

.Aσ394,06

16,8.1,38 ≈2 Buah

maxσ =

Umur Belt Back

Page 42: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

� Umur Belt7742082047 jam operasi

� Dimensi pulley• Dimensi Pulley penggerak ( pulley 1 )

• Dout = 52,32 mm• Din = 27.32 m

• Dimensi Pulley yang digerakkan (pulley 2 )• Dout = 407 mm• Din = 382 mm

• Lebar pulley 1 dan 2 (B) :• B = (Z-1).t+2.s• B = (2-1).16+2.10• B = 36 mm

� Gaya yang diterima poros pulley

Fr = 9,022 kg

Berat Pulley Back

Page 43: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

� Dari tabel A1, dipilih bahan pulley dari alloy steel AISI 1050, dengan p = 7680 kg/m3

• Masa Pulley 1 (m1) = 1 kg• Massa Pulley 2 (m2) = 34,7 kg

BackMesin Forging

Page 44: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Perencanaan poros

• Berat pulley (Wp) = 340 N• Berat Pen penarik (Wpe) = 340 N• Gaya Tarikan pulley : 6134,31 N• Gaya benda kerja : 2678,3 N

Diagram Bidang Vertikal Diagram Bidang Horizontal Back

Momen BendingPada Poros

Perencanaan Pasak

Page 45: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Vertikal

Back

Page 46: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Horizontal

Back

Page 47: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

� Momen bending pada poros

( ) ( )22

B Bx ByM M M= +

BxM

ByM

= 11864,87 N.m

= 18,7 N.m

( ) ( )2 211864,87 18,7 BM = +

BM = 11864,88 N.m

� Torsi pad poros

T = 630002

N

n

T = 63000 11,9

200T = 3748,5 lbf.in Dimensi Poros

Back

Page 48: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Dimensi porosDiketahui :

BM = 105013,1 lbf.inT = 3748,5 lbf.inSyp = 32500Direncanakan bahan yang digunakan adalah ASTM A220 - 90001 (Tabel A2)N = 4

2 2

3 3

1 6 1 6BMS y p T

N D Dπ π ≥ +

3 3N D Dπ π

≥ +

2 2

3 3

32500 16 105013,3 16 3748,5

4 D Dπ π× × ≥ +

2,8D in≥71,12D mm≥

Dari perhitungan diatas maka diameter poros direncanakan 75 mm ( lebih besar dari D minimum), sedangkan bahan poros yang digunakan adalah ASTM A47-32510

Back

Page 49: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Perencanaan bantalan� Dari tabel tentang pemilihan bearing dipilih bearing jenis gelinding (ball

bearing – singel row – deep groove) dengan data –data sebagai berikut :� Bearing number = 6215� d = 75 mm� D = 130 mm� B = 25 mm � C0 = 9700 lb� C = 11400 lb� C = 11400 lb� Data lain yang diperlukan dalam perhitungan bantalan adalah

V = 1 (ring dalam yang berputar)b = 3 (untuk bantalan gelinding)

Bearing 1 Bearing 2

Back

Page 50: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Bearing 1� Gaya yang terjadi pada bearing 1 antara lain :� FAx = 7190,41 N = 1616,468 lbf� FAy = 340 N = 76,43 lbf� n = 200 rpm

( ) ( )2 2

1r AX AYF F F= +

( ) ( )2 2= +( ) ( )2 2

1 1616,468 76,43rF = +

1 1 6 1 8 , 2 6rF lb f=

P1 = V. 1rF= 1. 1618,26 lbf= 1618,26 lbf

Umur bantalan6

101

10

60.

bC

L xP n

=

3 611400 10

1618,26 60.200x

=

= 29113,35 jam kerja

Back

Page 51: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Bearing 2� FBx = 1622,2 N = 364,68 lbf� FBy = 340 N = 76,43 lbf� n = 200 rpm

( ) ( )2 2

2r BX BYF F F= +

( ) ( )2 2

2 364,68 76, 43rF = +

2 = 117,8 lbfrF

P2 = V . 2rF

= 1 . 117,8= 117,8 lbf

Umur bantalan6

1 02

1 0

6 0 .

bC

L xP n

=

3 611400 10

117,8 60.200x

=

= 75526165,62 jam kerjaBack

Page 52: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Perencanaan PasakDari data perhitungan sebelumnya diketahui :

� Diameter poros = 75 mm = 2,95 in� Torsi terbesar pada poros = 1207,6 N.m = 10688,16 lbf.in� Dari tabel pasak diketahui :� Perencanaan pasak datar segi empat dengan data sebagai berikut :� W (lebar) = 0,787� H (tinggi ) = 0,787� Lmin = 2,5

Bahan pasak dipilih Malleable iron grade 32510 dengan yield strength Bahan pasak dipilih Malleable iron grade 32510 dengan yield strength sebesar 32.000 psi

� Konfersi tegangan geser (Ks)cdipilih 0,7� Konfersi tegangan kompesi dipilih 1,2� Angka keamanan (N) dipilih 4

Tinjauan Terhadap Geser

Tinjauan Terhadap Kompresi

Back

Page 53: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Tinjauan Terhadap Geser

2 .

. . .

T NL

Ks SypW D≥

2.10688,16.4

0,7.32000.0,787.2,95L ≥

1, 64L in≥

Back

Page 54: Presentasi Tugas Akhir - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-NonDegree-14749-2107030043...Perhitungan dan Konstruksi Pipa Perhitungan Kontruksi ... Perhitungan Beban Total

Tinjauan Terhadap Kompresi

4. .

. . . .

T NL

Kc Syp H L D≥

4.10688,16.4

0,7.32000.0,787.2,5.2,95L ≥

0,7.32000.0,787.2,5.2,95L ≥

1, 3 1 5L i n≥

Jadi panjang pasak minimum agar aman ádalah 1,315 in

Back