PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI …/Rancang... · perpustakaan.uns.ac.id...

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

commit to user

RANCANG BANGUN SISTEM PENGUNGKIT MOULDING PADA MESIN PRESS BATAKO STYROFOAM

DAN BOTOL PLASTIK

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Ahli Madya

Disusun Oleh : HARY PRASETYO

NIM : I 8109019

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2012


commit to user

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar belakang

Teknologi selalu mengalami perubahan dan perkembangan dari waktu ke

waktu. Hal ini sejalan dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan peningkatan

kebutuhan manusia, karena teknologi diciptakan untuk memberikan kemudahan

dan memenuhi kebutuhan manusia.

Disisi lain dari setiap kebutuhan dan aktifitas manusia selalu menghasilkan

sampah, dan jumlah sampah sejajar dengan besarnya aktifitas manusia untuk

memenuhi kebutuhan hidupnya. Sampah merupakan barang berbahaya bagi

lingkungan dan pengelolaannya kian menjadi masalah yang mendesak di kota-

kota besar Indonesia. Styrofoam dan botol plastik merupakan contoh sampah yang

menjadi permasalahan saat ini, dalam hal ini styrofoam dan botol plastik akan

diolah menjadi barang yang dapat bermanfaat bagi manusia. Styrofoam akan

dijadikan sebagai bahan campuran pembuatan batako ringan sedangkan botol

plastik akan dimanfaatkan untuk membuat berbagai kerajinan. Tetapi

permasalahan lain yang timbul adalah karena jumlah sampah botol plastik yang

sangat besar, maka perlu dibutuhkan penanganan pengangkutan yang efektif.

Dari kedua permasalahan tersebut terpecahkan solusi dengan pembuatan

sebuah mesin press batako styrofoam yang dikombinasikan dengan mesin press

botol plastik yang berkekuatan 20 ton. Dengan menggunakan mesin press tersebut

maka dalam pembuatan batako akan lebih efektif dan hasilnya akan lebih baik.

Mesin press ini mempunyai komponen komponen yang cukup berat, salah

satunya adalah mouldingbatako. Sehingga didalam pengambilan batako setelah

prosess pengepresan, terjadi kesulitan apabila dilakukan dengan menggunakan

tangan manusia. Komponen lain yang cukup berat adalah punch botol plastik,

karena punch botol plastik tersebut cukup berat maka terjadi masalah lain yaitu

punch tidak bisa kembali keposisi semula secara maksimal. Hal ini akan

mengganggu mekanisme dari mesin ini.


commit to user

2

Berdasarkan latar belakang diatas maka dalam proyek akhir ini mencoba

untuk direncanakan sebuah alat atau sistem tambahan didalam mesin press

tersebut sebagai solusi dari permasalahan permasalahan yang ada. Sistem

pengungkitmoulding merupakan alat tambahan yang akan dipasang untuk

mempermudah dalam pengambilan hasil pengepresan (batako) serta untuk

membantu mendorong punch kembali keposisi semula. Sistem pengungkit ini

dihubungkan dengan salah satu komponen dari mesin press tersebut yaitu

moulding. Dengan sistem pengungkit ini diharapkan dapat menambah efektifitas

dari mesin press batako styrofoam dan botol plastik.

I.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dibahas dalam laporan proyek akhir iniadalah

sebagai berikut :

a. MouldingBatako yang berat memberikan kesulitan didalam

pengambilan hasil pengepressan (batako) apabila dilakukan secara

manual dengan tangan manusia.

b. Punch pada mesin press tidak bisa kembali keposisi semula secara

maksimal, sehingga dibutuhkan tambahan alat pada mesin press ini

untuk membantu mendorong punch kembali keposisi semula.

c. Mesin press batako styrofoam dan botol plastik membutuhkan

tambahan suatu alat yang disebut sistem pengungkit untuk

mengangkat mouldingagar dapat mempermudahkan dalam

pengambilan hasil pengepresan serta dapat membantu mendorong

punch kembali keposisi semula.

I.3 Batasan Masalah

Adapun batasan batasan masalah yang akan diterapkan dalam

pembahasan laporan proyek akhir ini meliputi :

a. Perhitungan kekuatan sistem pengungkit hanya difokuskan pada

komponen komponen yang dianggap paling kritis, diantaranya

adalah poros pengungkit, sambungan las pada bantalan dan

sambungan baut pada bush.


commit to user

3

b. Didalam perencanaan dan perhitungan kekuatan pengungkit dan

gaya yang diperlukan untuk pengoperasian pengungkit, koefisien

gesekan pada bush dan tiang slidingdiabaikan.

c. Beban yang diberikan dalam perhitungan keamanan komponen yang

akan digunakan dalam sistem pengungkit diasumsikan sebesar 350 N

diambil dari jumlah berat moulding, punch, dan piston silinder

hidrolik.

I.4 Metode Pembahasan

Tahapan dalam pelaksanaandan penulisan laporan Proyek Akhir ini adalah

sebagai berikut :

a. Studi literatur

Pencarian data data mengenai mesin press batako dan plastik yang

sudah pernah ada, serta mempelajari literatur-literatur

yangberhubungandenganmesin pressuntuk memperoleh teori-teori

yang dapat menunjang laporan ini.

b. Studi wawancara (interview)

Pengambilan data dengan melakukan wawancara kepada dosen sipil

untuk mengetahui standar karakteristik batako, serta wawancara di

industri pembuatan paving yang prosesnya hampir mirip dengan

proses pembuatan batako.

c. Studi lapangan

Pencarian data dengan cara melakukan tinjauan langsung di industri

pembuatan paving untuk mengetahui kapasitas mesin yang

digunakan serta untuk mengetahui karakteristik paving yang di

produksi.

d. Diskusi dan Analisa Permasalahan

Proses diskusi dilakukan bersama sama dengan teman satu

kelompok serta dengan dua orang dosen pembimbing, sehingga

masalah dapat terpecahkan dan mendapatkan kesimpulan serta saran

perbaikan.


commit to user

4

I.5 Tujuan dan Manfaat

I.5.1 Tujuan

Adapun tujuan proyek akhirini adalah merancang dan membangun

sistem pengungkit moulding pada mesin press batako styrofoam dan botol

plastik untuk mempermudah dalam pengambilan hasil pengepresan serta dapat

membantu mendorong punch kembali keposisi semula.

I.5.2 Manfaat

Adapun manfaat yang diperoleh selama melaksanakan kuliah Proyek

Akhirmeliputi :

a. Pengoperasian mesin press batako styrofoam dan botol plastik

menjadi lebih mudah dan lebih efektif dengan ditambahkannya

sistem pengungkit moulding pada mesin press tersebut.

b. Sistem pengungkit dapat diaplikasikan kedalam beberapa mesin

press atau mesin lainnya yang mempunyai komponen komponen

yang cukup berat, sehingga sulit atau hampir tidak mungkin untuk

diangkat dengan menggunakan tangan manusia.

I.6 Tempat Dan Waktu Pelaksanaan

Proyek Akhir ini dilaksanakan di :

1. Bengkel Solo Metal Industry, Jl. Ir. Juanda 291, untuk peminjaman

alat - alat yang digunakan dalam proses produksi dari tanggal 9 mei

2012 s/d 7 juni 2012.

2. Laboratorium Proses Produksi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas

Teknik, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36A, Kentingan

Surakarta dari tanggal 8 juni 2012 s/d 20 juni 2012 untuk perakitan

dan trial mesin.

I.7 Sistematika Penulisan

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

BABI Pendahuluan

Bab ini berisi tentang latar belakang dan permasalahan, tujuan dan

materi dari proyek akhir, rumusan masalah, batasan masalah,


commit to user

5

metode pengumpulan masalah serta data sistematika penulisan

laporan.

BAB II Dasar Teori

Bab ini menjabarkan pernyataan dan rumus yang digunakan dalam

penyelesaian masalah dalam Proyek Akhir.

BAB III Perencanaan dan Gambar

Bab ini menejelaskan dan menjabarkan tentang perencanaan

gambar dan perhitungangan kekuatan bahan yang akan digunakan

untuk pembuatan mesin.

BAB IV Pembuatan dan Pembahasan

Bab ini berisi tentang penjelasan langkah langkah didalam

pelaksanaan pembuatan mesin yang sesuai dengan perencanaan.

BAB V Penutup

Bab ini berisikan kesimpulan dan saran, dimana saran merupakan

pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil Proyek

Akhir serta merupakan jawaban dari rumusan masalah Proyek

Akhir. Sedangkan saran berisi hal hal yang dapat dilakukan untuk

penyempurnaan atau pengembangan Proyek Akhir.


commit to user

BAB II

DASAR TEORI

II.1 Tinjauan Umum

II.1.1 Definisi Batako

Batako merupakan bahan bangunan yang berupa bata cetak alternatif

pengganti batu bata yang tersusun dari komposisi antara pasir, semen portland

dan air dengan perbandingan1 semen : 7 pasir. Batako difokuskan sebagai

konstruksi-konstruksi dinding bangunan nonstruktural. Bentuk dari batako/batu

cetak itu sendiri terdiri dari dua jenis, yaitu batu cetak yang berlubang (hollow

block) dan batu cetak yang tidak berlubang (solid block) serta mempunyai ukuran

yang bervariasi.

Gambar 2.1 Jenis Batako

Batako adalah semacam batu cetak yang terbuat dari campuran trass,

kapur, dan air atau dapat dibuat dengan campuran semen, kapur, pasir dan

ditambah air yang dalam keadaan pollen (lekat) dicetak menjadi balok-balok

dengan ukuran tertentu. Menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di

Indonesia (1982) pasal 6, Batako adalah bata yang dibuat dengan mencetak dan

memelihara dalam kondisi lembab. Menurut SNI 03-0349-1989, Conblock

(concrete block) atau batu cetak beton adalah komponen bangunan yang dibuat

dari campuran semen Portland atau pozolan, pasir, air dan atau tanpa bahan

tambahan lainnya (additive), dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat

dan dapat digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding. (Supribadi, 1986)

a. Batako tidak berlubang b. Batako berlubang


commit to user

7

Dari beberapa pengertian diatas dapat ditarik kesimpulan tentang

pengertian batako adalah salah satu bahan bangunan yang berupa batu-batuan

yang pengerasannya tidak dibakar dengan bahan pembentuk yang berupa

campuran pasir, semen, air dan dalam pembuatannya dapat ditambahkan dengan

jerami sebagai bahan pengisi antara campuran tersebut atau bahan tambah lainnya

(additive). Kemudian dicetak melalui proses pemadatan sehingga menjadi bentuk

balok-balok dengan ukuran tertentu dan dimana proses pengerasannya tanpa

melalui pembakaran serta dalam pemeliharaannya ditempatkan pada tempat yang

lembab atau tidak terkena sinar matahari langsung atau hujan, tetapi dalam

pembuatannya dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat dan dapat

digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding.

II.1.2 Batako Styrofoam

Dewasa ini pemakaian plastik di Indonesia telah meningkat. Hal ini

dikarenakan pemakaiannya yang lebih ekonomis, fleksibel dan sebagainya.

Apalagi dalam pemakaian plastik berjenis polystyrene, yaitu styrofoam, telah

banyak digunakan di Indonesia khususnya dalam hal packaging barang elektronik.

Namun dibalik dari keunggulan dalam menggunakan styrofoam, ternyata

menyimpan banyak bahaya, khususnya bagi kesehatan manusia. Para ahli

lingkungan menyebutkan bahwa styrofoam sangat berbahaya bagi kesehatan

manusia dan lingkungan. Namun hal tersebut bukan berarti mengurangi

pemakaian styrofoam di Indonesia. Sebaliknya pemakaian styrofoam di Indonesia

menjadi semakin meningkat, hal ini ditandai dengan semakin banyaknya limbah

styrofoam bekas packaging dari bahan elektronik

Masalah lain yang akan muncul dalam penggunaan styrofoam adalah

pada limbah styrofoamnya. Seperti yang telah diketahui, styrofoam merupakan

jenis plastik polystyrene yang memiliki sifat sangat sukar untuk didaur ulang.

Adapun melalui proses pembakaran, tentunya akan mengeluarkan gas-gas toksik

yang tentunya akan berbahaya bagi kesehatan manusia dan juga lingkungan.

Sampai saat ini pun masalah daur ulang dari styrofoam merupakan masalah serius

yang belum terpecahkan solusinya. Sehingga sampai saat ini sudah banyak

negara-negara yang telah melarang penggunaanstyrofoam untuk beberapa

keperluan. Adapun di ITB, pemakaian styrofoam dalam berbagai kegiatan


commit to user

8

kemahasiswaan, unit, ataupun kegiatan himpunan telah dilarang oleh pihak

rektorat, alasannya tidak lain karena masalah pendaur-ulangan dari material

styrofoamtersebut yang sangat sukar.

Namun, baru-baru ini limbah styrofoam bisa menjadi batako ataupun

batu bata. Dengan proses sederhana, styrofoam dapat diubah menjadi produk yang

lebih bermanfaat dengan harga bersaing dengan batako biasa. Dalam

pengolahannyajuga akan dapat lebih menghemat bahan baku untuk membuat

batako yang biasa. Pada pengolahannyastyrofoamdigiling seperti jagung,

kemudian dicampur pasir dan ditambah semen, lalu dicetak. Dengan komposisi

50% styrofoam, 40% pasir, dan 10% semen. Sehingga dalam hal ini, penggunaan

styrofoam akan dapat menghemat pasir dan semen sekitar 50%. Dalam hal

kekuatannya, batako yang terbuat dari styrofoam ini cukup kuat, dan dari

sifatstyrofoam sendiri yang memiliki sifat hidrofob (menolak air), sehingga

membuat tanah tidak lembab. Pengolahan styrofoam menjadi batako ini

merupakan suatu terobosan dari masalah atas kesulitan daur ulang dari styrofoam

di banyak negara,yang tentunya akan menimbulkan banyak keuntungan dari segi

ekonomi serta dari segi lingkungan hidup, serta dapat menjadi solusi alternatif

atas masalah dari daur ulang limbah styrofoam.

Gambar 2.2 Batako Styrofoam

Adapun keuntungan menggunakan Batako yang di campur dengan

limbah styrofoam :

a. Lebih tahan guncang

b. Mampu meredam suara

c. Menghemat 50% kebutuhan pasir

d. Bobotnya lebih ringan

e. Mampu menolak air


commit to user

9

II.1.3 Limbah Botol Plastik

Plastik merupakan suatu bahan polimer yang tidak mudah

terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai. Sehingga penumpukan plastik

bekas akan menimbulkan masalah bagi lingkungan hidup. Penumpukan plastik

bekas terus bertambah disebabkan oleh sifat-sifat yang dimiliki plastik, antara lain

tidak dapat membusuk, tidak terurai secara alami, tidak dapat menyerap air, dan

tidak dapat berkarat, sehingga pada akhirnya menjadi masalah bagi lingkungan

hidup. Upaya untuk menekan penumpukan plastik bekas seminimal mungkin

dapat dilakukan dengan pemanfaatan kembali limbah plastik tersebut atau dengan

daur ulang untuk dijadikan suatu produk mempunyai nilai bagi masyarakat.

Ditinjau dari segi ekonomis dan aplikasinya plastik dibagi dalam dua

golongan utama yaitu plastik komoditi dan plastik teknik. Plastik komoditi

dicirikan dengan volumenya yang tinggi dan harganya yang murah, plastik ini

biasanya dipakai sebagai lapisan pengemas, isolasi kawat dan kabel, barang

mainan, film tipis dan lain sebagainya. Plastik teknik harganya lebih mahal dan

memiliki sifat mekanik yang unggul serta daya tahan yang lebih baik, mereka

bersaing dengan logam, keramik, dan gelas dalam berbagai aplikasi. Polyester

merupakan plastik teknik yang utama yang mencapai 99% dari plastik teknik

lainnya yang beredar dipasaran yang dipakai dalam bidang transportasi,

konstruksi, bahan listrik dan elektronik, mesin-mesin industri dan barang-barang

konsumsi rumah tangga (Stevens, 2001).

Botol plastik kemasan air minum yang terbuat dari polyethylene

terephthalateatau PET merupakan golongan dari polyester. Botol plastik ini

didesain hanya untuk sekali pakai dan aman apabila dipakai 1-2 kali saja. Jika

ingin memakainya lebih lama, tidak boleh lebih dari seminggu dan harus

diletakkan di tempat yang jauh dari sinar matahari. Kebiasaan mencuci ulang

dapat membuat lapisan plastik rusak dan zat karsinogen masuk ke air yang

diminum. Sementara itu, di masyarakat masih banyak orang yang

mempergunakan botol plastik bekas untuk dipakai berulang-ulang. Botol plastik

bekas minuman mineral atauminuman ringanberukuran satu litermisalnya, sering

digunakan sebagaitempat air minum. Bahkan botol plastik berukuran lebih kecil

dan sudah diisi berulang-ulang sering disimpan di dalam mobil yang rawan


commit to user

10

terkena panas. Perilaku diatas sangat membahayakan bagi kesehatan pemakainya

sendiri.

Masalah lain yang timbulkan oleh botol plastik ini adalah, dewasa ini

limbah botol plastik yang jumlahnya semakin meningkat dari tahun ketahun.

Sementara pengolahan dan penanganan limbah botol plastik itu sendiri sampai

saat ini masih terdapat banyak kendala, salah satunya adalah dalam hal

pengangkutan. Karena jumlahnya yang sangat banyak, maka diperlukan

penanganan pengangkutan limbah botol plastik yang lebih efisien. Dalam hal ini

salah satu caranya adalah dengan penggepengan atau pemipihanbotol plastik.

Dengan demikian, maka pengangkutan limbah botol plastik dapat lebih efisien

karena dapat mengangkut limbah botol plastik dalam jumlah yang lebih banyak

dengan kondisi botol plastik yang sudah remuk atau memipih. Manfaat lain yang

diperoleh dari peremukkan atau pemipihan limbah botol plastik ini adalah tidak

adanya perilaku kecurangan yang mempergunakan limbah botol plastik untuk

keperluan lain yang membahayakan bagi kesehatan manusia.

Gambar 2.3 Limbah Botol Plastik

II.2 Sistem Pengungkit

Pengungkit merupakan salah satu alat sederhana yang dapat digunakan

untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda. Sistem pengungkit terdiri

dari tiga bagian utama yaitu :

Titik Tumpu disebut juga dengan titik fulkrum, yaitu titik tempat batang

ditumpu atau diputar. (RF)

Titik Beban yaitu bekerjanya beban. (P)

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


commit to user

11

Berdasarkan posisi atau kedudukan beban, titik tumpu, dan titik kuasa,

pengungkit digolongkan menjadi tiga, yaitu pengungkit golongan pertama,

pengungkit golongan kedua, dan pengungkit golongan ketiga.

a. Pengungkit golongan pertama

Pada pengungkit golongan pertama, kedudukan titik tumpu terletak di

antara beban dan kuasa. Dalam hal ini, lengan usaha lebih panjang dari

pada lengan beban, oleh karena itu keuntungan mekanis yang diperoleh

lebih banyak. Beban dan usaha pada pengungkit golongan pertama ini

mempunyai arah yang sama yaitu mengarah kebawah. Berikut ini adalah

gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan pertama bersama dengan

diagram benda bebasnya :

Gambar 2.4 Pengungkit Golongan Pertama

(R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

b. Pengungkit golongan kedua

Pada pengungkit golongan kedua, letak titik bebannya terletak di antara

titik tumpu dan kuasa.Sama seperti pengungkit golongan pertama,

pengungkit golongan kedua lengan usaha lebih panjang dari pada lengan

beban, oleh karena itu keuntungan mekanis yang diperoleh lebih banyak.

Beban dan usaha pada pengungkit golongan kedua ini mempunyai arah

yang berlawanan yaitu beban mengarah kebawah dan usaha mengarah

keatas. Berikut ini adalah gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan

kedua bersama dengan diagram benda bebasnya :

Gambar 2.5 Pengungkit Golongan Kedua

(R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005)

P

W

W P


commit to user

12

c. Pengungkit golongan ketiga

Pengungkit golongan ketiga ini letak titik kuasa terletak di antara titik

tumpu dan titik beban. Pada pengungkit golongan ketiga lengan usaha

lebih pendek dari pada lengan beban. Sama seperti pengungkit golongan

kedua, beban dan usaha pada pengungkit golongan ketiga ini mempunyai

arah yang berlawanan yaitu beban mengarah kebawah dan usaha mengarah

keatas. Berikut ini adalah gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan

ketiga bersama dengan diagram benda bebasnya :

Gambar 2.6 Pengungkit Golongan Ketiga


Sistem pengungkit pada mesin press batako styrofoam dan botol plastik ini

termasuk pada pengngkit golongan pertama, karena titik tumpu berada diantara

titik kuasa dan titik beban.

II.2.1 Beban dan Usaha Pada Sistem Pengungkit

Dalam sistem pengungkit untuk mengetahui besarnya usaha yang

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

Khurmi dan J.K Gupta, 2005) :

Gambar 2.7 FBD Pengungkit Golongan Pertama (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

x 1 = x 2 (2.1)

atau

1

2

ll

PW

= (2.2)

P

W

P W

l1 l2


commit to user

13

Ket :

W : Usaha

P : Beban

II.2.2 Perencanaan Poros Transmisi Pengungkit

Dalam sistem pengungkit ini untuk menghubungkan antara lengan

pengungkit bagian kanan dan lengan pnegungkit bagian kiri diperlukan suatu

poros transmisi. Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk

merencanakan berapa diameter poros tersebut agar aman terhadap beban yang

diberikan (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005):

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

a. Momen pada A

RB x l = P2 x (l1 +l3) + P1 x l1 (2.3) RA = (P1 + P2) - RB (2.4)

b. Bending Moment C dan D

C = RA x l1 (2.5)

D = RB x l2 (2.6)

c. Section Modulus

3

32M dZ = (2.7)

d. Bending Stress

zM

=b (2.8)

II.3 Elemen Mesin

II.3.1 Sambungan Las

Mengelas adalah menyambung dua bagian logam dengan cara

memanaskan sampai suhu lebur dengan memakai bahan pengisi atau tanpa bahan


commit to user

14

pengisi. Dalam sambungan las ini, yang akan dibahas hanya bagaimana cara

menghitung kekuatan hasil pengelasan saja, sedangkan bagaimana teknik

pengelasan serta teorinya, akan diterangkan secara lebih terinci pada bagian

proses permesinan.

Sistem sambungan las ini termasuk jenis sambungan tetap dimana pada

konstruksi dan alat permesinan, sambungan las ini sangat banyak digunakan.

Perhitungan kekuatan sambungan las ini, disesuaikan dengan cara pengelasannya

serta jenis pembebanan yang bekerja pada penampang yang dilas tersebut.

II.3.1 .1 Tipe Sambungan Las

Ada dua tipe utama dalam sambungan las yaitu lap joint dan butt joint.

a. Lap Joint

Ada tiga tipe sambungan las lap jointseperti yang ditunjukkan pada

gambar dibawah ini:

Gambar 2.9 Tipe Sambungan Lap Joint


b. Butt Joint

Sambungan las butt joint mempunyai lima tipe yang dapat dilihat

seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.10 Tipe Sambungan Butt Joint (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

II.3.1.2 Perencanaan dan Perhitungan Sambungan Las

Dalam perhitungan sambungan las terdapat dua beban utama yaitu beban

aksial dan beban eksentrik. Beban aksial adalah dimana letak beban tersebut tidak

menimbulkan momen pada sambungan las tersebut, sedangkan beban eksentrik


commit to user

15

adalah beban yang mempunyai jarak dengan sambungan las, sehingga akan

menimbulkan momen pada sambungan las tersebut. Dalam pembahasan ini, akan

lebih difokuskan pada jenis pembebanan eksentrik, karena lebih banyak

digunakan dalam aplikasi proyek akhir ini.

Ada dua jenis kasus sambungan las dengan pembebanan eksentrik. Berikut

ini adalah rumus rumus yang digunakan untuk perhitungan sambungan las

dengan beban eksentrik pada kedua kasus tersebut (R.S Khurmi dan J.K Gupta,

2005) :

1. Kasus Pertama :

Sambungan mendapat pembebanan tegangan geser langsung dan tegangan

lengkung.

Gambar 2.11 Beban Eksentrik Sambungan Las Pada Kasus Pertama

(R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

a. Luas throat ( leher ) las :

= x x 2 = 2 t x l

= 2 x 0.707 x = 1.414 x (2.9)

b. Tegangan geser langsung pada samungan las :

=

(2.10)

c. Section Modulus las melalui throat :

2x 6

t x 2lZ = (2.11)

Untuk section modulus rumus disesuaikan dengan bentuk dari

sambungan las, dan bisa diambil dari tabel 2.1 (Polar Momen Inersia dan

Section Modulus Sambungan Las)

d. Tegangan lengkung ( bending momen ) :

= x (2.12)

e. Bending Stress :

Ket : t = tebal plat = ukuran las l = panjang las e = lengan eksentrisitas


commit to user

16

=

(2.13)

f. Tegangan normal maksimum :

= 12 +

12()2 + 4 2 (2.14)

g. Tegangan geser maksimum :

= 12 ()2 + 4 2 (2.15)

2. Kasus Kedua :

Pada kasus kedua Sambungan mendapat pembebanan tegangan geser

langsung dan tegangan geser karena momen.

Gambar 2.12 Beban Eksentrik Sambungan Las Pada Kasus Kedua (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

a. Tegangan geser langsung :

1 =

=

2 x

= 2 x 0.707 x

(2.16)

b. Tegangan geser karena momen :

Besar tegangan berbanding lurus dengan jarak dari titi G 22

=

= konstan

= 22

x 2 (2.17)

dimana 2 adalah tegangan geser maksimm pada jarak terjauh dan

adalah tegangan geser pada jarak r.

Luas dA pada jarak r dari G, gaya geser pada bagian ini adalah :

= x (2.18)

c. Momen gaya geser terhadap G :

= x x = 22

x x r2 (2.19)

Ket : P = beban eksentrik l = panjang las tunggal e = lengan eksentrisitas s = lebar las t = tebal plat = ukuran las


commit to user

17

d. Momen reaksi total seluruh luasan las :

= x = 22

x x r2 = 22 x x r2

x 2

2 Jr

= (2.20)

J = momen inersia polar dari luasan throat terhadap G (didapat dari tabel

2.1)

e. Tegangan geser karena momen :

2 = x r2

= x x 2

(2.21)

f. Untuk mencari resultan tegangan pada A :

= (1)2 + (2)2 + 21 x 2x cos (2.22)

= sudut antara 1dan 2, dan

cos = r1/r2

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


commit to user

18

II.3.1.3 Ukuran Sambungan Las

Dalam standar ukuran sambungan las ada beberapa jenis ukuran

sambungan las menurut tebal platnya. Berikut ini adalah tabel rekomendasi ukuran

sambungan las berdasarkan tebal plat yang dilas.

Tabel 2.2Rekomendasi Ukuran Minimum Sambungan Las (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

II.3.2 Sambungan Baut

Baut dan Mur merupakan komponen teknik yang paling banyak digunakan

dalam bidang konstruksi logam, baik untuk sipil, otomotif maupun permesinan.

Komponen ini memiliki fleksibilitas dan kekuatan yang dapat diandalkan dan

mudah dalam pemasangan/penggunaan, selain itu harganya juga cukup murah dan


commit to user

19

sangat mudah didapatkan. Baut dan Mur yang banyak digunakan adalah dalam

satuan Metrik (60) dalam pembuatan dratnya.

II.3.2.1 Perencanaan dan Perhitungan Sambungan Baut

Tipe beban pada perhitungan kekuatan sambungan baut terdiri dari beban

langsung dan beban eksentrik. Namun dalam pembahasan ini, akan lebih

difokuskan pada jenis pembebanan eksentrik yang lebih banyak digunakan dalam

aplikasi proyek akhir ini.

Beban eksentrik dalam sambungan baut terdiri dari dua tipe. Berikut ini

adalah tipe pembebanan eksentrik pada sambungan baut :

(a) (b)

Gambar 2.13 Beban Eksentrik Sambungan Baut (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)

Didalam pembahasan ini akan menggunakan pembebanan tipe a. Alur

perhitungan kekuatan sambungan baut untuk pembebanan tipe a menggunakan

alur perhitungan kekuatan sambungan keling. Berikut ini adalah persamaan

persamaan untuk menentukan kekuatan sambungan baut dengan pembebanan tipe

a (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) .

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

P

P


commit to user

20

a. Beban geser pada setiap baut :

nPs

P= (2.23)

n = jumlah baut

b. Moment :

M = Px (2.24)

c. Mencari nilai F :

P x = F11

[ (1)2 + (2)2 + ] (2.25)

d. Mencari resultan F dan PS:

1 = ()2 + (1)2 + 2 1 cos)2 (2.26)

e. Mencari diameter core baut :

1 = 4

x2x (2.27)

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


commit to user

21

II.4 Proses Permesinan

Komponenmesin yang terbuatdarilogammempunyaibentuk yang

beranekaragam.Umumnyadibuatdengan proses permesinandaribahan yang

berasaldari proses sebelumnyayaitu proses penuangan (casting) atau proses

pembentukan (metal forming). Bentukkomponen yang


commit to user

22

beranekaragamtersebutmembuatproses permesinan yang dilakukanjugabermacam-

macamsesuaidenganbidang yang dihasilkan. Dalamlaporanini proses permesinan

yang dilakukanadalahmengebor, mengelasdanmenggerinda.

Padaumumnyamesin-

mesinperkakasinimempunyaibagianutamasebagaiberikut :

a. Motor penggerak (sumbertenaga)

b. Kotaktransmisi (roda-rodagigipengaturputaran)

c. Pemegangbendakerja

d. Pemegangpahat

e. Rangka yang kokoh

II.4.1 Proses Permesinan Mesin Bor

Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong

yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan

pelubangan). Sedangkan Pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang

berbentuk bulat dalam lembaran-kerja dengan menggunakan pemotong berputar

yang disebut bor dan memiliki fungsi untuk membuat lubang, membuat lubang

bertingkat, membesarkan lubang, danchamfer.

II.4.1.1 Jenis Jenis Mesin Bor

1. Mesin Bor Meja

Mesin bor meja adalah mesin bor yang diletakkan diatas meja. Mesin ini

digunakan untuk membuat lubang benda kerja dengan diameter kecil (terbatas

sampai dengan diameter 16 mm). Prinsip kerja mesin bor meja adalah putaran

motor listrik diteruskan ke poros mesin sehingga poros berputar. Selanjutnya

poros berputar yang sekaligus sebagai pemegang mata bor dapat digerakkan

naik turun dengan bantuan roda gigi lurus dan gigi rack yang dapat mengatur

tekanan pemakanan saat pengeboran.

2. Mesin Bor Lantai

Mesin bor lantai adalah mesin bor yang dipasang pada lantai. Mesin bor lantai

disebut juga mesin bor kolom. Jenis lain mesin bor lantai ini adalah mesin bor

yang mejanya disangga dengan batang pendukung. Mesin bor jenis ini

biasanya dirancang untuk pengeboran benda-benda kerja yang besar dan berat.

3. Mesin Bor Radial


commit to user

23

Mesin bor radial khusus dirancang untuk pengeboran benda-benda kerja yang

besar dan berat. Mesin ini langsung dipasang pada lantai, sedangkan meja

mesin telah terpasang secara permanen pada landasan atau alas mesin.

4. Mesin Bor Koordinat

Mesin bor koordinat pada dasarnya sama prinsipnya dengan mesin bor

sebelumnya. Perbedaannya terdapat pada sistem pengaturan posisi pengeboran.

Mesin bor koordinat digunakan untuk membuat/membesarkan lubang dengan

jarak titik pusat dan diameter lubang antara masing-masingnya memiliki

ukuran dan ketelitian yang tinggi. Oleh karena itu, untuk mendapatkan ukuran

ketelitian yang tinggi tersebut digunakan meja kombinasi yang dapat diatur

dalam arah memanjang dan arah melintang dengan bantuan sistem optik.

Ketelitian dan ketepatan ukuran dengan sisitem optik dapat diatur sampai

mencapai toleransi 0,001 mm.

II.4.1.2 Bagian Bagian Mesin Bor

a. Motor penggerak

b. Transmisipenggerak

c. Pencekambendakerja

d. Sarungpengurung/collet

II.4.1.3 Mata Pemotong

Mata potong terdiri dari dua bagian, yaitu bibir pemotong dan sisipemotong.

Bibir pemotong mata bor terdapat dua buah yang terletak antara duasisi

pemotong yang saling berhadapan. Kedua sisi pemotongan ini diasah

hinggamembentuk sudut yang bervariasi sesuai dengan bahan yang di bor.

II.4.1.4 Kecepatan Potong Pengeboran

Kecepatan potong ditentukan dalam satuan panjang yang dihitungberdasarkan

putaran mesin per menit,atau secara defenitif dapat dikatakan bahwakecepatan

potong adalah panjangnya bram yang terpotong per satuan waktu.Berikut ini

adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan pemakanan untuk bahan mata bor

yang digunakan HSS dan material yang dikerjakan adalah baja lunak.


commit to user

24

Tabel2.4KecepatanPotong Mesin Bor (Asyari Daryus, )

Diameter Mata Bor (mm) Hantaran (mm/put)

Dibawah 3,3

3,2 6,4

6,4 12,7

12,7 25,4

Diatas 25,4

0,03 0,05

0,05 0,10

0,10 0,18

0,18 0,38

0,38 0,64

Dari tabel di atas maka dapat untuk menghitung waktu yang di perlukan dalam

proses pengeboran dengan rumus berikut :

ndl

.S3.0

Tr

m

+= (2.28)

Total waktu perngerjaan = ( Tm x 32 ) + TS + TU (2.29)

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

Sr = kecepatan pemakanan (mm/rev)

d = diameter mata bor (mm)

n = kecepatan putaran (rpm)

Tm = waktu permesinan

TS = waktu setting

TU = waktu pengukuran

II.4.2 Proses Permesinan Mesin Las

II.4.2.1 Pengertian Pengelasan

Pengelasan merupakan penyambungan dua bahan atau lebih yang

didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian

bahan yang disambung. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat

menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis.

Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro

bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari

bahan yang dilas.


commit to user

25

Perkembangan teknologi pengelasan logam memberikan kemudahan umat

manusia dalam menjalankan kehidupannya. Saat ini kemajuan ilmu pengetahuan

di bidang elektronik melalui penelitian yang melihat karakteristik atom,

mempunyai kontribusi yang sangat besar terhadap penemuan material baru dan

sekaligus bagaimanakah menyambungnya.

Jauh sebelumnya, penyambungan logam dilakukan dengan memanasi dua

buah logam dan menyatukannya secara bersama. Logam yang menyatu tersebut

dikenal dengan istilah fusion. Las listrik merupakan salah satu yang menggunakan

prinsip tersebut.

Pada zaman sekarang pemanasan logam yang akan disambung berasal dari

pembakaran gas atau arus listrik. Beberapa gas dapat digunakan, tetapi yang

sangat popular adalah gas Acetylene yang lebih dikenal dengan gas Karbit. Selama

pengelasan, gas Acetylene dicampur dengan gas Oksigen murni. Kombinasi

campuran gas tersebut memproduksi panas yang paling tinggi diantara campuran

gas lain.

Cara lain yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas

adalah arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui

kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam

batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik

dialirkan, elektroda disentuhkan ke benda kerja dan kemudian ditarik ke belakang

sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara ujung elektroda

dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat

mencairkan logam.

Terkadang dua logam yang disambung dapat menyatu secara langsung,

namun terkadang masih diperlukan bahan tambahan lain agar deposit logam lasan

terbentuk dengan baik, bahan tersebut disebut bahan tambah (filler metal). Filler

metal biasanya berbentuk batangan, sehingga biasa dinamakan welding rod

(elektroda las). Pada proses las, welding rod dibenamkan ke dalam cairan logam

yang tertampung dalam suatu cekungan yang disebut welding pool dan secara

bersama-sama membentuk deposit logam lasan, cara seperti ini dinamakan Las

Listrik atau SMAW (Shielded metal Arch welding).


commit to user

26

Gambar 2.15 Prinsip Kerja Las Listrik (F.J.M. Smith, 1992)

II.4.2.1 Klasifikasi Proses Pengelasan

Sambungan las adalah ikatan dua buah logam atau lebih yang terjadi

karena adanya proses difusi dari logam tersebut. Proses difusi dalam sambungan

las dapat dilakukan dengan kondisi padat maupun cair. Dalam terminologi las,

kondisi padat disebut Solid state welding (SSW) atau Presure welding dan kondisi

cair disebut Liquid state welding (LSW) atau Fusion welding.

Proses SSW biasanya dilakukan dengan tekanan sehingga proses ini

disebut juga Presure welding. Proses SSW memiliki beberapa kelebihan,

diantaranya adalah dapat menyambung dua buah material atau lebih yang tidak

sama, proses cepat, presisi, dan hampir tidak memiliki daerah terpengaruh panas

(heat affected zone / HAZ). Namun demikian SSW juga mempunyai kelemahan

yaitu persiapan sambungan dan prosesnya rumit, sehingga dibutuhkan ketelitihan

sangat tinggi.

LSW merupakan proses las yang sangat populer di kalangan masyarakat,

sambungan las terjadi karena adanya pencairan ujung kedua material yang

disambung. Energi panas yang digunakan untuk mencairkan material berasal dari

busur listrik, tahanan listrik, pembakaran gas, dan juga beberapa cara lain

diantaranya adalah sinar laser, sinar elektron, dan busur plasma. Penyambungan

material dengan cara ini mempunyai persyaratan material harus sama, karena

untuk mendapatkan sambungan yang sempurna suhu material harus sama, jika

tidak proses penyambungan tidak akan terjadi. Kelebihan metode pengelasan ini

adalah proses dan persiapan sambungan tidak rumit, biaya murah, pelaksanaannya

mudah. Kelemahannya adalah memerlukan juru las yang terampil, terjadinya


commit to user

27

HAZ yang menyebabkan perubahan sifat bahan, dan ada potensi kecelakaan dan

terganggunya kesehatan juru las.

II.4.3 Proses Permesinan Mesin Gerinda Tangan

Mesin gerinda merupakan proses menghaluskan permukaan yang

digunakan pada tahap finishing dengan daerah toleransi yang sangat kecil

sehingga mesin ini harus memiliki konstruksi yang sangat kokoh.

Mesin gerinda tangan merupakan mesin yang berfungsi untuk

menggerinda benda kerja. Awalnya mesin gerinda hanya ditujukan untuk benda

kerja berupa logam yang keras seperti besi dan stainless steel. Menggerinda dapat

bertujuan untuk mengasah benda kerja seperti pisau dan pahat, atau dapat juga

bertujuan untuk membentuk benda kerja seperti merapikan hasil pemotongan,

merapikan hasil las, membentuk lengkungan pada benda kerja yang bersudut,

menyiapkan permukaan benda kerja untuk dilas, dan lain-lain.

Gambar 2.16 Mesin Gerinda Tangan

Mesin Gerinda didesain untuk dapat menghasilkan kecepatan sekitar

11000 - 15000 rpm. Dengan kecepatan tersebut, batu grinda yang merupakan

komposisi aluminium oksida dengan kekasaran serta kekerasan yang sesuai, dapat

menggerus permukaan logam sehingga menghasilkan bentuk yang diinginkan.

Dengan kecepatan tersebut, mesin gerinda juga dapat digunakan untuk memotong

benda logam dengan menggunakan batu grinda yang dikhususkan untuk

memotong. Komposisi kandungan batu gerinda yang sesuai untuk benda kerjanya

dapat dilihat pada artikel spesifikasi batu gerinda.

Pada umumnya mesin gerinda tangan digunakan untuk menggerinda atau

memotong logam, tetapi dengan menggunakan batu atau mata yang sesuai, mesin


commit to user

28

gerinda juga dapat digunakan pada benda kerja lain seperti kayu, beton, keramik,

genteng, bata, batu alam, kaca, dan lain-lain. Tetapi sebelum menggunakan mesin

gerinda tangan untuk benda kerja yang bukan logam, perlu juga dipastikan agar

penggunaanya benar, karena penggunaan mesin gerinda tangan untuk benda kerja

bukan logam umumnya memiliki resiko yang lebih besar. Oleh karena itu

diperlukan peralatan keselamatan kerja seperti pelindung mata, pelindung hidung

(masker), sarung tangan, dan juga perlu menggunakan handle tangan yang

biasanya disediakan oleh mesin gerinda. Tidak semua mesin gerinda tangan

menyediakan handle tangan, karena mesin yang tidak menyediakan handle tangan

biasanya tidak disarankan untuk digunakan pada benda kerja non-logam.

Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan batu

gerinda yang akan digunakan, antara lain sebagai berikut:

a) Sifat fisik benda kerja, menentukan pemilihan jenis butiran abrasive.

Untuk tegangan tarik tinggi menggunakan Al2O3, sedangkan untuk

tegangan tarik rendah menggunakan SiC, Boron nitrid dan intan.

b) Banyaknya material yang harus dipotong dan hasil akhir yang

diinginkan, menentukan pemilihan ukuran butiran abrasive.

c) Busur singgung penggerindaan.

Batu gerinda lunak : Busur singgung besar

Batu gerinda keras : Busur singgung kecil

Faktor yang mempengaruhi tingkat kekerasan batu gerinda :

a) Kecepatan putar batu gerinda.

b) Kecepatan potong benda kerja.

c) Konstruksi mesin.

Kecepatan potong adalah faktor yang berubah-ubah dan mempengaruhi

dalam pemilihan tingkat kekerasan batu gerinda.


commit to user

BAB III

PERENCANAAN DAN GAMBAR

III.1 Proses Perencanaan

Proses perencanaan ini dilakukan untuk menentukan cara kerja dari sistem

pengungkit agar sistem tersebut dapat berjalan sesuai dengan kebutuhan dan

keinginan yaitu dapat mengangkat moulding.

sampai batas maksimum sehingga dapat memudahkan dalam pengambilan

hasil pengepresan serta untuk membantu mendorong punch agar dapat kembali ke

posisi semula. Dalam proses perencanaan ini juga menentukan komponen elemen

mesin seperti sambungan las, sambungan baut dan poros, sehingga rancangan dari

sistem pengungkit ini dipastikan aman untuk dioperasikan.

Gambar 3.1 Mesin Press Batako Styrofoam dan Botol Plastik

c

a

b

d

e f

g

h

i

j

k

l

m

Ket : a. Rangka samping

b. Rangka atas

c. Kaki rangka

d. Hand pump hidrolik

e. Silinder hidrolik

f. Pressure gauge

g. Selang hidrolik

h. Punch

i. Moulding

j. Dies

k. Lengan pengungkit

atas

l. Lengan pengungkit

bawah

m. Tuas pengungkit


commit to user

30

III.2 Prinsip Kerja Sistem Pengungkit Moulding

Sistem pengungkit mouldingpada mesin press batako styrofoam dan botol

plastik ini dirancang untuk memudahkan dalam pengambilan hasil proses

pengepresan serta untuk membantu mendorong punch kembali ke posisi semula.

Sistem pengungkit ini mempunyai 2 pasang lengan (arm) yang terletak di sisi

kanan dan kiri. Setiap satu pasang lengan mempuyai 2 buah lengan yang kokoh

yaitu lengan bagian atas dan lengan bagian bawah. Kedua lengan sisi kiri dan

kanan tersebut dihubungkan oleh sebuah poros pejal sebagai transmisi yang

ditopang oleh dua buah bantalan yang disambung permanen pada rangka. Setiap

lengan kanan dan kiri juga terdapat Bush sliding dengan plat pengait guna untuk

mengaitkan mouldingdengan sistem pengungkit tersebut. Pengoperasian sistem

pengungkit ini dilakukan dengan menekan tuas pengungkit, sehingga

mouldingakan naik keatas secara perlahan dan melepaskan kembali tuas

pengungkit secara perlahan untuk mengembalikan mouldingkeposisi semula.

Gambar 3.2 Sistem Pengungkit

III.3 Perencanaan Poros Pengungkit

Poros pengungkit merupakan komponen yang menghubungkan antara

lengan pengungkit kanan dan lengan pengungkit kiri. Poros mendapatkan beban

total sebesar 350N dari jumlah berat molding, punch dan piston silinder hidrolik

yang terbagi menjadi dua pada setiap sisi kanan dan kirinya. Jarak antara beban

dengan tumpuan pada sisi kanan dan sisi kiri sama yaitu sebesar 55 mm. Poros

terbuat dari bahan St 42 dengan tegangan ijin sebesar 420 MPa. Pada rancangan

ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari tabel nilaisafety factorpada

lampiran 1.


commit to user

31

Gambar 3.3 FBD Poros Pengungkit

Perhitunngan ini dilakukan untuk menentukan diameter poros pengungkit

agar aman terhadap beban yang diberikan. Berikut ini adalah alur perhitungan

diameter poros pengungkit.

a. Momen A :

RB x 548 = 175 x 493 + 175 x 55

RB x548 = 86275 + 9625

RB = 175 N

RA= RB = 175 N

b. Bending Momen pada C :

C =RA x 55 = 175 N x 55 mm

= 9625N.mm

D = C = 9625 N.mm

c. Section Modulus:

=

323

= 3,14

323

= 0,0982 3

d. Menentukan Diameter Poros :

Tegangan ijin = 420 MPa = 420 N/mm2


commit to user

32

420.

=

4204

= 9625

0,0982.3

105 = 98014,26

3

3 = 98014,26

105

3 = 993,47

= 9, 77mm 10 mm

Pada rancangan sistem pengungkit ini diameter poros transmisi pengungkit

minimal sebesar 10 mm agar dapat menahan beban yang diberikan.

III.4 Perencanan Sambungan Las Pada Bantalan Poros Pengungkit

Bantalan poros pengungkit dipasang permanen pada rangka dengan

sambungan las. Beban yang dikenakan pada sambungan ini adalah beban

eksentrik daridari jumlah berat moulding, punch dan piston silinder

hidroliksebesar 350 N yang terletak ditengah tengah poros. Pada rancangan

sambungan las ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari tabel nilai

safety factor pada lampiran 1.

Gambar 3.4 FBD Sambungan Las

Perhitungan ini untuk menentukan ukuran sambungan las ( s ) supaya aman

dengan besar beban P = 350N. Bahan plat dari baja St 37 dengan s : 185 MPa. Berikut ini adalah alur perhitungan kekuatan sambungan las pada bantalan.

1

2


commit to user

33

a. Menentukan Throat Area sambungan las :

A = 2 x t x l

= 2 x 0,707 s x l = 1,414 s x 37,5

= 53,025 s mm2

b. Menentukan Tegangan Geser Utama :

1 = P

= 350 N

53,025 mm

= 6,60066

N

mm2

c. Menentukan Moment Inersia Throat Area :

= t. (32 + 2)

6

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

6

= 26,5 s (6075 + 1406,25 )

6

= 198253125 s mm4

6

= 33042,2 mm4

d. Menentukan Radius Maksimum Las :

2 = ()2 + ()2

= (22,5)2 + (18,75)2

= 506,25 + 351,6

= 29,3 mm

e. Menentukan Tegangan Geser Sekunder :

2 = P x x2


commit to user

34

= 350 x 55 x 29,3

33042, 25

= 17,069

N

mm2

cos = r12

= 18,7529,3

= 0, 639

f. Menentukan Resultan Tegangan Geser :

s = 185 MPa = 185 N/mm2

Pada sambungan ini diberikan safety factor ( F.S ) sebesar 4 untuk beban

statis saat pengoperasian sistem pengungkit.

.

= (1)2 + (2)2 + 21 x 2 cos

1854

= 6,6006

2

+ 17,069

2

+ 2 6,6006

x 17,069

0,639

1854

= 43,569

+ 291,379

+

143,995

46,25 = 478,943

= 21,88546,25

= 0,47 mm

Jadi, agar rancangan sambungan las pada bantalan poros pengungkit aman

dari beban yang diberikan, untuk ukuran lebar las ( s ) minimum adalah sebesar

0,47 mm.Namunmenurut tabel 2.2 (Rekomendasi Ukuran Minimum Sambungan

Las), plat dengan tebal 6 mmmaka ukuran lebar las (s) yang direkomendasikan

adalah sebesar 5 mm.

III.5 Perencanaan Sambungan Baut

Sambungan baut dibutuhkan pada rancangan sistem pengungkit ini guna

untuk menyambung komponen pengungkit (bush sliding) dengan moulding. Total

beban yang diberikan pada sambungan baut ini sama dengan beban total yang


commit to user

35

diberikan pada sambungan las pengungkit yaitu sebesar 350 N. Total jumlah baut

yang digunakan dalam sistem pengungkit ini berjumlah 4 buah yang terbagi

dalam dua sisi, dimana dalam satu sisi sambungan terdapat 2 buah baut.Pada

rancangan sambungan las ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari

tabel nilai safety factor pada lampiran 1.

Gambar 3.5 FBD Sambungan Baut

Pembebanan yang diterima sambungan baut sisi kiri dan sisi kanan sama besarnya,

sehingga yang dilakukan perhitungan hanya pada bagian kiri saja. Baut yang

direncanakan terbuat dari maerial baja St 42 dengan tegangan geser 205 MPa.

Berikut ini adalah alur perhitungan kekuatan sambungan baut.

a. Menentukan Tegangan Geser Setiap Baut :

= P

= 350 N

2

= 175 N

b. Menentukan Moment :

P x = 350 x 195 = 68250 N. mm

c. Mencari Nilai F:

P x = F11

[ (1)2 + (2)2]


commit to user

36

68250 N. mm = F1

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

68250 N. mm = F1

22,5 [ 1012,5]

68250 N. mm = 1. 55

F1 = 1516,667 N

F2 = F1 = 1516,667 N

d. Mencari Resultan Fdan PS:

1 = ()2 + (1)2 + 2 1 cos 90)2

1 = 175)2 + (1516,667)2 + 0

1 = 30625 + 2300277,778

1 = 1526,73 N

e. Mencari Diameter Core Baut :

1 = 4

x dc2 x

.

1526,73 N = 4

x dc2 x

205 4

1526,73 N = 40,231 dc2

dc2 = 37,948

dc = 6,160

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

ukuran baut M8. Jadi agar sambungan baut ini aman dari beban yang diberikan,

ukuran baut yang dipakai minimal adalah M8.

III.6 Menentukan Gaya Yang Diperlukan Untuk Pengungkit

Pengungkit dioperasikan dengan tangan operator untuk mengangkat beban

total sebesar 350 N hasil dari jumlah berat moulding, punch, dan silinder piston

hidrolik. Untuk mengangkat beban tersebut gaya minimal yang diperlukan pada

tangan operator dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.


commit to user

37

Diketahui :

P1 = 350 N ( Beban Keseluruhan )

P2 = 150 N ( Beban Berat Moulding )

1 = 357 mm

2 = 850 mm

Gambar 3.6 FBD Gaya dan Beban Sistem PengungkitMoulding

a. Menentukan gaya atau usaha yang diperlukan untuk pengungkit pada beban

keseluruhan sebesar 350 N dari jumlah berat moulding, punch dan silinder

hidrolik.

P x 1 = x 2

350 N x 357 mm = x 850 mm

124950 N. mm = x 850 mm

= 124950 N.

850 mm

= 147 N

b. Menentukan gaya atau usahayang diperlukan untuk pengungkit pada beban

berat mouldingsebesar 150 N.

P x 1 = x 2

150 N x 357 mm = x 850 mm

W

P

l1

l2


commit to user

38

53550 N. mm = x 850 mm

= 53550 N. mm

850 mm

= 63 N


commit to user

BAB IV

PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Persiapan Proses Produksi

Sebelum melakukan proses produksi, hal-hal yang harus dilakukan adalah

persiapan. Persiapan merupakan bagian penting untuk mewujudkan sebuah

rancangan menjadi sebuah produk yang bisa digunakan. Dengan melakukan

sebuah persiapan diharapakan operator benar-benar memahami apa yang akan

dikerjakanya sehingga dapat dihasilkan komponen-komponen yang baik sesuai

dengan ukuran dan fungsi masing-masing. Kesesuaian ukuran sangat berpengaruh

pada alat yang akan dibuat sehingga alat tersebut nantinya dapat digunakan secara

tepat. Hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah pembacaan gambar kerja,

urutan pengerjaan, ukuran dan toleransi. Perencanaan pembuatan ini dibuat

dengan memperhatikan efisiensi waktu, kemudahan proses pengerjaan dan faktor

perakitan.

Dalam persiapan proses produksi, perlu dilakukan untuk memperlancar

proses tersebut. Adapun langkah-langkah yang harus dipersiapkan sebelum

melaksanakan proses produksi antara lain :

a. Memahami sketsa gambar yang akan dibuat.

b. Menentukan alternatif pengerjaan dengan memperhitungkan cara yang paling

efektif dan efisien.

c. Membersihkan mesin atau alat yang akan digunakan dari debu dan kotoran

untuk memastikan mesin dan operator aman dari lingkungan sekitar.

d. Mengecek kesiapan mesin antara lain mengecek baut-bautnya dan pelumasan

pada bagian yang perlu dilumasi agar kerja mesin dapat maksimum.

e. Menyiapkan alat bantu, bahan dan alat pelindung diri yang akan digunakan.

f. Menjalankan mesin dengan hati-hati dan sesuai prosedur.

g. Mematikan mesin setelah selesai digunakan dan membersihkannya dari sisa

hasil pengerjaan.

h. Memastikan mesin benar-benar aman sebelum ditinggalkan.


commit to user

40

IV.2 Proses Pengerjaan Sistem Pengungkit Moulding

IV.2.1.Pembuatan Plat Pengait Moulding Dengan Pengungkit

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

mm.

Mesin yang digunakan : Gerinda tangan,dan mesin bor.

Alat yang digunakan : Gergaji tangan, penggaris siku, penggaris besar,

penggores, kikir bulat, penitik, ragum, jangka

sorong, dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung

tangan dan penutup telinga).

Gambar 4.1 Sketsa Konstruksi Plat Pengait

Langkah dalam pembuatan profilplat pengait :

a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

b. Mengukur plat baja St 37 dengan kebutuhan panjang 75 mm, dan ditandai

dengan penggores.

c. Memotong plat baja St 37 tersebut sebanyak8 buah dengan menggunakan

gergaji tangan.

d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan

agar halus dan tidak membahayakan operator.

e. Mengukur plat baja yang sudah di potong potong untuk mendapatkan titik

center yang akan dilakukan proses pengeboran untuk rumah baut, kemudian

ditandai dengan penitik.

f. Setiap satu buah potongan plat baja di bor sebanyak dua kali dengan ukuran

sebagai berikut :


commit to user

41

Gambar 4.2 Dimensi Titik Pengeboran Plat Pengait

g. Menyiapkan mesin bor untuk proses pengeboran potongan plat baja yang

sudah ditandai.

h. Melakukan proses pengeboran potongan plat baja sesuai dengan ukuran yang

ditentukan, kemudian menghaluskan sisa hasil pengeboran dengan mesin

gerinda tangan dan kikir bulat.

IV.2.2. Pembuatan Bagian Bush Sliding Untuk Pengungkit.

Bahan yang digunakan : - Pipa baja tebal dengan ukuran dalam 22 mm

dan luar 35 mm serta dengan panjang 75mm.

- Plat baja St 37 dengan ukuran tebal 6 mm, lebar

45 mm serta dengan panjang 75 mm

Mesin yang digunakan : Gerinda tangan, dan mesin las.


penggores, ragum, alat pelindung diri (kaca mata,

sarung tangan, topeng las dan penutup telinga).

Gambar 4.3 Sketsa Konstruksi Bagian Bush Sliding


commit to user

42

Langkah dalam pembuatan Bagian Bush Sliding :


b. Mengukur pipa baja tebal yang akan dibutuhkan kemudian menandainya

dengan penggores.

c. Memotong pipa baja tebal tersebut menggunakan gergaji tangan, dengan

ukuran panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah pipa tebal 2 buah .


agar halus dan tidak membahayakan operator.

e. Mengukur plat baja St 37 yang akan dibutuhkan kemudian menandainya

dengan penggores

f. Memotong plat baja tersebut menggunakan gergaji tangan, dengan ukuran

panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah plat yang dibutuhkan 2 buah.

g. Menghaluskan dan merapikan sisi sisi sisa hasil potongan dengan

menggunakan gerinda tangan.

h. Menyambung plat dengan pipa tebal yang masing masing sudah dipotong,

kemudian mengelasnya agar menjadi sebuah bagian dari komponen/profil

yang dinamai dengan bush sliding.

i. Finishing dengan menghaluskan dan merapikan kembali sisi sisi sisa hasil

pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan.

IV.2.3. Penyambungan Plat Pengait dengan Bush Sliding dan Molding

Bahan yang digunakan : - 8 buah plat pengait yang sudah di bor dan 2

buah profil bush sliding.

- 2 buah pin dengan 9,5 mm dan panjang 35

mm.

- 2 buah pin berulir dengan 9 mm dan panjang

25 mm.

Mesin yang digunakan : Mesin lasdan gerinda tangan.

Alat yang digunakan : Penggaris, meteran, penggores, palu, ragum,

jangka sorong, dan alat pelindung diri (kaca mata,

topeng las, sarung tangan, dll).


commit to user

43

Gambar 4.4 SketsaKonstruksi Bagian Bush Sliding dan Plat Pengait

Langkah pembuatan :


b. Mengukur komponen bush sliding untuk posisi plat pengait yang akan

dipasangkan atau disambung dengan komponen bush sliding tersebut. Setiap

bush sliding terdapat dua plat pengait yang dipasang sejajar dengan jarak lebih

dari tebal satu buah plat pengait, guna untuk memudahkan pesangan saat

pengoperasian mesin.

c. Setelah di tandai dengan penggores, kemudian mengelas kedua plat pengait

pada komponen bush sliding tersebut dan merapikannya dengan gerinda

tangan.

d. Setiap bush sliding terdapat dua buah plat pengait, sehingga masih ada sisa 4

buah plat pengait yang akan dipasangkan pada setiap sisi kiri dan kanan

masing masing moulding.

e. Memasang pin 9,5 mm dan pin berulir 9 mm pada kedua sisi bush sliding

dengan menggunakan las argon, sehingga akan mendapatkan pin berbentuk L

seperti pada gambar 4.4.

f. Merakit komponen bush sliding pada tiang sliding dan molding di atas dies

utama sebelum melakukan pengelasan plat pengait pada moulding, sehingga

dengan hal ini makan akan mendapatkan posisi yang presisi dan setimbang.

g. Memasangkan baut pada plat pengait dan bush sliding supaya posisinya tidak

berubah, kemudian memberikan las titik pada plat pengait dengan moulding.

h. Setelah kedua sisi selesai kemudian melepaskan baut dan bush sliding

sehingga plat pengait dengan moulding bisa dilakukan pengelasan.


commit to user

44

i. Mengelas kedua sisi plat pengait pada moulding dan merapikannya dengan

gerinda tangan.

IV.2.4 Pembuatan Bantalan Untuk Poros Pengungkit

Bahan yang digunakan : - Pipa baja tebal dengan ukuran dalam 22 mm

dan luar 35 mm serta dengan panjang 37,5

mm.

- Plat baja St 37 dengan ukuran tebal 6 mm, lebar

45 mm serta dengan panjang 37,5 mm

Mesin yang digunakan : Gerinda tangan, dan mesin las.


penggores, ragum, jangka sorong dan alat

pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, topeng

las dan penutup telinga).

Gambar 4.5 SketsaKonstruksi Bantalan Poros Pengungkit

Langkah pembuatan :


b. Mengukur pipa baja tebal dan plat St 37 yang akan dibutuhkan kemudian

menandainya dengan penggores.

c. Memotong pipa baja tebal dan plat St 37 tersebut menggunakan gergaji

tangan, dengan ukuran panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah pipa tebal

dan plat masing masing 2 buah.


commit to user

45


supaya halus dan tidak membahayakan operator.

e. Menyambung plat dengan pipa baja tebal yang masing masing sudah

dipotong, kemudian mengelasnya agar menjadi sebuah bantalan.

f. Finishing dengan cara menghaluskan dan merapikan kembali sisi sisi sisa

hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan.

IV.2.5 Pemotongan Bahan Poros Pengungkit

Bahan yang digunakan : - Batang silinder pejal dengan 20 mm dan

panjang 635 mm.

- Pipa baja tebal dengan ukuran dalam 22 mm

dan luar 35 mm, berjumlah 4 buah dengan

ukuran panjang masing masing 43 mm, 43

mm, 40 mm, dan 15 mm (untuk dudukan lengan

pengungkit atas).

Mesin yang digunakan : Gerinda tangan

Alat yang digunakan : Gergaji tangan, meteran, penggaris besar,

penggores, ragum, jangka sorong dan alat

pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan

penutup telinga).

Gambar 4.6 Sketsa Konstruksi Poros Pengungkit

Langkah pengerjaan :



commit to user

46

b. Mengukur batang silinder pejal dan pipa baja tebal dengan menggunakan

meteran dan jangka sorong dimana ukuran disesuaikan dengan dibutuhkan

kemudian menandainya dengan penggores.

c. Memotong batang silinder pejal dan pipa baja tebal tersebut dengan

menggunakan gergaji tangan.



IV.2.6 Pemotongan Bahan Tuas Pengungkit

Bahan tuas pengungkit : Pipa bajadengan 32 mm dan panjang 850 mm.

Mesin yang digunakan : Gerinda tangan

Alat yang digunakan : Gergaji tangan, meteran, penggaris besar,

penggores, ragum, jangka sorong, dan alat

pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan

penutup telinga).

Gambar 4.7 SketsaKonstruksi Tuas Pengungkit

Langkah pengerjaan :


b. Mengukur pipa baja dengan menggunakan meteran dengan ukuran

disesuaikan dengan dibutuhkan kemudian menandainya dengan penggores.

c. Memotong pipa baja tebal tersebut dengan menggunakan gergaji tangan.




commit to user

47

IV.2.7 Pembuatan Lengan Pengungkit Bagian Atas

Bahan lengan pengungkit : Plat baja St 37 dengan tebal 6 mm

Mesin yang digunakan : Gerinda tangan,brander potong dan mesin bor

Alat yang digunakan : Penggaris besar, kikir bulat, kapur, jangka sorong

dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan,

dan penutup telinga).

Gambar 4.8 Sketsa Konstruksi Lengan Pengungkit Bagian Atas

Langkah pembuatan :


b. Membuat mal dari kontur lengan pengungkit yang akan dibuat. Pembuatan

mal ditujukan agar memudahkan didalam pengukuran plat yang akan dipotong.

Mal dibuat dengan ukuran sebagai berikut :

Gambar 4.9 Dimensi Lengan Pengungkit Bagian Atas


commit to user

48

c. Mengukur plat baja dengan menggunakan mal yang sudah dibuat, kemudian

menandainya dengan kapur.

d. Memotong plat baja tersebut menggunakan brander potong dengan mengikuti

alur kontur yang sudah dibuat. Setelah 2 buah plat bentuk lengan didapat,

maka plat tersebut ditunggu sampai dingin terlebih dahulu.

e. Kemudian merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan

gerinda tangan supaya halus dan tidak membahayakan operator.

f. Mengebor kedua lengan pengungkit tersebut pada bagian sisi bawahnya,

seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.9, dengan ukuran diameter 9 mm

untuk tempat pin.

g. Merapikan dan menghaluskan kembali hasil pengeboran dengan menggunakan

kikir bulat.

IV.2.8 Pembuatan Lengan Pengungkit Bagian Bawah

Bahan lengan pengungkit : Plat baja St 37 dengan tebal 6 mm, lebar 24 mm

dan panjangnya 280 mm, 40 mm dan 10 mm

Mesin yang digunakan : Gerinda tangan, mesin bor dan mesin las

Alat yang digunakan : Penggaris besar, kikir bulat, penggores, jangka

sorong dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung

tangan, dan penutup telinga).

Gambar 4.10 Sketsa Konstruksi Lengan Pengungkit Bagian Bawah

Langkah pembuatan :



commit to user

49

b. Mengukur plat yang akan digunakan dengan ukuran panjang sesuai yang

dibutuhkan, kemudian menandainya dengan penggores.

c. Memotong plat tersebut dengan menggunakan gergaji tangan dan

merapikanya dengan menggunakan gerinda tangan.

d. Menyambung (mengelas) potongan potongan plat tersebut sesuai dengan

bentuk kontur lengan yang dibutuhkan kemudian mengebor lengan tersebut

dengan ukuran sebagai berikut :

Gambar 4.11 Dimensi Lengan Pengungkit Bagian Bawah

e. Menghaluskan sisa hasil pengeboran dengan menggunakan kikir bulat.

IV.3. Proses Perakitan Pengungkit

Perakitan merupakan suatu cara atau tindakan untuk menempatkan dan

memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari satu kesatuan

menurut pasanganya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang siap digunakan

sesuai dengan fungsi yang direncanakan. Perakitan pengungkit merupakan tahap

akhir dari perakitan keseluruhan rancangan mesin ini.

Sebelum melakukan perakitan pengungkit, hendaknya memperhatikan terlebih

dahulu beberapa hal sebagai berikut :

1. Semua komponen profil pengungkit yang akan dirakit telah selesai dikerjakan

dan sesuai dengan ukuran yang direncanakan.

2. Mengetahui jumlah komponen profilpengungkit yang akan dirakit dan

merencanakan posisi pemasanganya.


commit to user

50

3. Mengetahui urutan pemasangan komponen profil pengungkit

4. Menyiapkan semua alat-alat dan mesin yang akan digunakan untuk proses

perakitan.

5. Melakukan proses perakitan semua komponen profil pengungkit

Komponen profil pengungkit yang akan dirakit adalah :

a. Bush sliding

b. Bantalan poros pengungkit

c. Poros pengungkit

d. Dudukan lengan pengungkit bagian atas

e. Tuas pengungkit

f. Lengan pengungkit bagian atas

g. Lengan pengungkit bagian bawah

Langkah-langkah perakitan :

1. Menyiapkan semua komponenpengungkit yang akandilakukan perakitan.

2. Proses perakitan pengungkit dimulai dengan memasang bantalan poros

pengugkit pada kedua sisi rangka dengan menggunakan las listrik. Sehingga

bantalan tersebut bersifat permananen. Ukuran posisi bantalan yang akan

dipasang pada rangka adalah sebagai berikut :

Gambar 4.12 Dimensi Posisi Pemasangan Bantalan Pengungkit Pada Rangka

3. Pengelasan dilakukan pada seluruh sisi bantalan (keliling) untuk mendapatkan

kekuatan sesuai dengan perhitungan.


commit to user

51

4. Menghaluskan dan merapikan hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda

tangan.

5. Setelah bantalan terpasang pada posisinya, langkah selanjutnya adalah

memasang poros pengungkit dan dudukan tuas pengungkit pada bantalan.

Dudukan tuas pengungkit dilas bersama dengan poros pengungkit, apabila

posisi semua komponen sudah dtempatkan pada tempatnya.

Gambar 4.13 Pemasangan Poros Pengungkit dan Dudukan Tuas Pengungkit

6. Memasang bush sliding dan moulding diatas dies utama dan menyambungnya

dengan baut pada lubang baut yang sudah disediakan.

Gambar 4.14 Pemasangan Bush Sliding dan Moulding

7. Merakit lengan pengungkit atas dengan lengan pengungkit bawah agar

menjadi satu kesatuan sistem lengan pengungkit. Dalam hal ini lengan

pengungkit atas dengan lengan pengungkit bawah di sambung dengan sebuah

pin yang dilas.


commit to user

52

Gambar 4.15 Perakitan Lengan Pengungkit

8. Memasang (mengelas) lengan pengungkit dengan dudukan pengungkit pada

poros dan merapikan sisa hasil pengelasan denga gerinda tangan.

Gambar 4.16 Pemasangan Lengan Pengungkit Pada Dudukan

9. Setelah lengan pengungkit terpasang dan sudah dilas, lubang pada lengan

pengungkit bagian bawah di masukkan kedalam pin berulir pada bush sliding.

10. Memasang (mengelas) tuas pengungkit pada dudukan dengan sudut 15.

Kemudian merapikan sisa hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda

tangan.

IV.4. Proses Pengecatan

Pengecatan merupakan salah satu bagian penting dalam sebuah

perancangan mesin.Pengecatan berfungsi sebagai estetika dan pelindung dari

korosi.

Langkah pengerjaan dalam proses pengecatan :


commit to user

53

1. Membersihkan seluruh permukaan profil pengungkit dengan amplas dan air

untuk menghilangkan korosi.

2. Pengamplasan dilakukan beberapa kali sampai permukaan profil pengungkit

luar dan dalam benar-benar bersih dari korosi.

3. Karena pengungkit sudah terasang permanen pada rangka maka komponen

selain pengungkit ditutup memakai kertas terlebih dahulu agar agar tidak

terkena cat.

4. Memberikan cat dasar atau poxi keseluruhan bagian profil pengungkit yang

akan dicat.

5. Mengamplas kembali permukaan profil pengungkit yang telah diberi cat dasar

(poxi) sampai benar-benar halus dan rata sebelum dilakukan pengecatan.

6. Melakukan pengecatan warna.

Gambar 4.17 Proses Pengecatan Pengungkit

IV.5. Waktu Permesinan

IV.5.1 Waktu Proses Pengeboran

Gambar 4.18Sudut Pemotongan Mata Bor (Asyari Daryus,)


commit to user

54

Bahan mata bor yang digunakan adalah HSS untuk pembubutan material baja lunak.

Tabel 2.4 Kecepatan Potong Mesin Bor (Asyari Daryus, )

Diameter Mata Bor (mm) Hantaran (mm/put)

Dibawah 3,3

3,2 6,4

6,4 12,7

12,7 25,4

Diatas 25,4

0,03 0,05

0,05 0,10

0,10 0,18

0,18 0,38

0,38 0,64

IV.5.1.1 Pengeboran Lubang Baut Pada Plat Pengait

Pengeboran lubang baut pada plat pengait ini dilakukan pada 8 buah plat

pengait dengan tebal 8 mm, dengan jumlah lubang pada setiap plat pengait adalah

2 buah. Sehingga jumlah total pengeboran lubang baut pada plat pengait adalah 16

lubang dengan diameter 12 mm. Pengeboran ini dilakukan dengan 2 tahap

yaitu pengeboran dengan mata bor 5 mm dan pengeboran dengan mata bor

12 mm. Berikut dapat dilihat waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran lubang

baut pada plat pengait

a. Pengeboran lubangbaut dengan mata bor 5 mm.

Diketahui :

lt = 8 mm

d = 5 mm

Sr = 0,1 mm/put

n = 330 rpm

Waktu pengeboran :

Tm = .n

3,0 r

t

Sdl +

= 3300,1

53,08

+

= 0.29 menit

Waktu setting total (Ts) = 20 menit

Waktu pengukuran total (Tu) = 10 menit


commit to user

55

Total waktu pengerjaan = (Tmx 16+ Ts +Tu )

= (0,29 x 16 + 20 + 10)

= 34,64 menit

b. Pengeboran lubang baut dengan mata bor 12 mm.

Diketahui :

lt = 8 mm

d = 12 mm

Sr = 0,1 mm/put

n = 330 rpm

Waktu pengeboran :

Tm = .n

3,0 r

t

Sdl +

= 3300,1

123,08 +

= 0.35 menit


Waktu pengukuran total (Tu) = -menit


= (0,35 x 16 + 20 +0)

= 25,6 menit

IV.5.1.2 Pengeboran Lubang Pin Pada Komponen Pengungkit

Pengeboran lubang pin pada komponen pengungkit ini dilakukan pada plat

dengan tebal 6 mm, dengan jumlah total lubang 8 buah serta dengan diameter 9

mm. Pengeboran ini juga dilakukan dengan 2 tahap yaitu pengeboran dengan

mata bor 5 mm dan pengeboran dengan mata bor 9 mm. Berikut dapat dilihat

waktu yang dibutuhkan untuk pengeboran lubang pin.

a. Pengeboran lubang baut dengan mata bor 5 mm.

Diketahui :

lt = 6 mm

d = 5 mm

Sr = 0,1 mm/put


commit to user

56

n = 330 rpm

Waktu pengeboran :

Tm = .n3,0

r

t

Sdl +

= 3300,1

53,06

+

= 0.23 menit


Waktu pengukuran total (Tu) = 10 menit


= (0,23 x 8 + 20 + 10)

= 31,84 menit

b. Pengeboran lubang baut dengan mata bor 12 mm.

Diketahui :

lt = 6 mm

d = 12 mm

Sr = 0,1 mm/put

n = 330 rpm

Waktu pengeboran :

Tm = .n

3,0 r

t

Sdl +

= 3300,1

123,06 +

= 0.3 menit


Waktu pengukuran total (Tu) = -menit


= (0,3 x 8 + 20 +0)

= 22,8 menit

Jadi total waktu permesinan untuk pengeboran adalah 34,64 menit + 25,6

menit31,84+ menit +22,8 menit = 114,88 menit = 3,829 jam 3,8 jam.


commit to user

57

IV.5.2 Waktu Proses Pengelasan

Dalam proses pembuatan pengungkit diperlukan biaya permesinan untuk

proses pengelasannya. Oleh karena itu, harus dihitung berapa panjang pengelasan

terlebih dahulu untuk mengetahui berapa banyak elektroda yang digunakan dan

waktu untuk proses tersebut. Pengelasan dalam pembuatan sistem pengungkit ini

dilakukan pada penyambungan komponen komponen pengungkit yang

diantaranya adalah bush sliding, plat pengait pada moulding, bantalan, lengan

pengungkit bawah dan prakitan lengan.

Berikut ini adalah rincian panjang pengelasan pada komponen - komponen

pengungkit :

1. Bagian bush sliding

Panjang las = (75 mm x 2) x 2

= 300 mm

2. Penyambungan plat pengait dengan bush sliding


= 300 mm

3. Penyambungan plat pengait pada moulding


= 450 mm

4. Pembuatan bantalan

Panjang las = (37,5 mm x 2) x 2

= 150 mm

5. Pembuatan lengan pengungkit bawah


= 192 mm

6. Pemasangan bantalan pada rangka

Panjang las = (37,5 mm x 2) x 2

= 150 mm

7. Pemasangan lengan pengungkit

Panjang las =(50 mm x 2) x 2

= 200 mm

Total panjang permesinan pengelasan (lt) adalah 1742 mm


commit to user

58

Elektroda yang digunakan pada proses pengelasan adalah jenis elektroda

dengan 2,6 mm dan panjang 350 mm. Satu batang elektroda dapat mengelas

sepanjang 300 mm dan waktu yang dibutuhkan adalah 7 menit. Maka waktu

permesinan untuk proses pengelasan dapat dihitung sebagai berikut :

a. Menentukan jumlah elektroda yang dibutuhkan

jumlah elektroda =1742 mm

300= 5.8

b. Menentukan waktu pengelasan

Waktu pengelasan = 6 batang elektroda x 7 menit = 42 menit

c. Waktu penggatian elektroda = 1 menit

d. Waktu setting total = 20 menit

e. Menentukan waktu total pengelasan

Tm = 42 menit + 1 menit + 20 menit

= 63 menit

= 1,05 jam

Jadi total waktu permesinan untuk proses pengelasan adalah 1,05 jam.

IV.5.3 Waktu Proses Penggerindaan Permukaan

Penggerindaan permukaan digunakan untuk merapikan dan mengaluskan

benda kerja setelah dilakukan pemotongan dan pengelasan. Penentuan waktu

permesinan pada proses penggerindaan permukaan dihitung dengan rumus di

bawah ini :

Menentukan jumlah pemakanan :

g = x t x

Menentukan waktu penggerindaan :

tc = x x t

x 1000 x

ket :

g = jumlah pemakanan

b = lebar profil

t = pengurangan tebal benda kerja

Sr = kecepatan pemakanan

v = kecepatan potong


commit to user

59

lt = panjang permesinan

d = diameter batu gerinda

Pada perhitungan waktu penggerindaan ini ditetapkan,

t = 0,05 mm (hasil pemotongan)

= 0,5 mm ( hasil pengelasan)

= 1 mm (hasil pemotongan dengan brander las acetylen)

d = 100 mm

v = 800mm/menit

Sr = 0,005mm/menit

Berikut ini adalah perhitungan waktu untuk proses permesinan

penggerindaan permukaan pada komponen komponen sistem pengungkit.

a. Penggerindaan hasil pemotongan plat pengait (jumlah 8 plat)

Diket :

lt = 45 x 2 = 90 mm

b = 8 mm


g = 8 x 0,05

100 x 0,005

g = 0,8 1 kali


tc = 90 x 8 x 1

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,18 menit

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

Total waktu penggerindaan untuk 8 buah plat 0,43 menit x 8 = 3.44 menit 4

menit

b. Penggerindaan hasil pengelasan bagian bush sliding (jumlah 2 batang)

Diket :

lt = 75 x 2 = 150 mm

b = 5 mm


g = 5 x 0,5

100 x 0,005


commit to user

60

g = 5 kali


tc = 150 x 5 x 5

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,94 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2batang bagian bush sliding 1,19 menit x 2

=2,38 menit 3 menit

c. Penggerindaan hasil sambungan lasbush sliding dan plat pengait (jumlah 2

batang)

Diket :

lt = 75 x 2 = 150 mm

b = 5 mm


g = 5 x 0,5

100 x 0,005

g = 5 kali


tc = 150 x 5 x 5

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,94 menit


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

menit 3 menit

d. Penggerindaan hasil sambungan las plat pengait dan moulding (jumlah 4

sambungan)

Diket :

lt = 75 x 2 = 150 mm

b = 5 mm


g = 5 x 0,5

100 x 0,005

g = 5 kali


commit to user

61


tc = 150 x 5 x 5

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,94 menit


Total waktu penggerindaan untuk 4 sambungan 1,19 menit x 4 = 4,76 menit

5 menit

e. Penggerindaan hasil pengelasan bantalan poros pengungkit (jumlah 2 plat)

Diket :

lt = 37,5 x 2 = 75 mm

b =5 mm


g = 5 x 0,5

100 x 0,005

g = 5 kali


tc = 75 x 5 x 5

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,47 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 bantalan 0,72 menit x 2 = 1,44 menit 2

menit

f. Penggerindaan poros pengungkit (jumlah 1 batang)

Diket :

lt = 5 x 2 = 10 mm

b = 20 mm


g = 20 x 0,05

100 x 0,005

g = 2 kali


Tc = 10 x 5 x 2

800 x 1000 x 0,005


commit to user

62

tc = 0,025 menit


g. Penggerindaan hasil pemotongan lengan pengungkit atas dengan brander las

acetylen (jumlah 2 batang)

Diket :

lt = 50 x mm

b = 6 mm


g = 6 x 1

100 x 0,005

g = 12 kali


tc = 50 x 6 x 12

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,9 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 lengan 1,15 menit x 2 = 2,3 menit 3

menit

h. Penggerindaan hasil pemotongan lengan pengungkit bawah (jumlah 2 batang)

Diket :

lt = 24 x 8 = 192 mm

b = 6 mm


g = 6 x 0,05

100 x 0,005

g = 0,6 1 kali


tc = 192 x 6 x 1

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,29 menit



menit


commit to user

63

i. Penggerindaan hasil pengelasan lengan pengungkit bawah (jumlah 2 batang)

Diket :

lt = 24 x 4 = 96 mm

b = 6 mm


g = 6 x 0,5

100 x 0,005

g = 6 kali


tc = 96 x 6 x 6

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,86 menit



menit

j. Penggerindaan hasil pengelasan pada pemasangan bantalan (jumlah 2 plat)

Diket :

lt = 37,5 x 2 = 75 mm

b = 5 mm


g = 5 x 0,5

100 x 0,005

g = 5 kali


tc = 75 x 5 x 5

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,47 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 bantalan 0,72 menit x 2 = 1,44 menit 2

menit

k. Penggerindaan hasil pengelasan pada pemasangan lengan pengungkit (jumlah 2

lengan)


commit to user

64

Diket :

lt = 50 x 2 = 100 mm

b = 5 mm


g = 5 x 0,5

100 x 0,005

g = 5 kali


tc = 100 x 5 x 5

800 x 1000 x 0,005

tc = 0,625 menit


Total waktu penggerindaan untuk 2 bantalan 0,875menit x 2 = 1,75 menit 2

menit.

Total waktu permesinan (Tm) = 30 menit

Waktu setting dan penyiapan peralatan = 15 menit

Total waktu permesinan penggerindaan = 45 menit 0,75 jam

IV.6 Rincian Biaya Pembuatan Sistem Pengungkit

IV.6.1 Rincian Biaya Material

No KOMPONEN

BAHAN

SPESIFIKASI JUMLAH HARGA

PER @

BIAYA

1 Besi pejal (tiang

punch)

panjang = 195cm 1 (10 kg) Rp 10.000 Rp100.000

diameter = 12 cm

2 Baut M16 4 Rp 2.000 Rp 8.000

3 Plat besi

( lengan

bawah )

tebal = 6 mm 2 (13,5kg) Rp 10.000 Rp135.000

lebar = 2 cm

panjang = 50 cm

4 Besi pejal diameter = 2cm 1 (12 kg) Rp 10.000 Rp120.000


commit to user

65

(sliding)

panjang = 120 cm

5 Pipa roll ( tuas

pengungkit )

panjang = 80 cm 1 ( 6 kg ) Rp 12.500 Rp 75.000

diameter = 3,5cm

6 Besi pejal

( poros

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI …/Rancang... · perpustakaan.uns.ac.id...

Documents

Transcript of PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI …/Rancang... · perpustakaan.uns.ac.id...