RANCANG BANGUN SISTEM PNEUMATIK PADA...
Transcript of RANCANG BANGUN SISTEM PNEUMATIK PADA...
UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
RANCANG BANGUN SISTEM PNEUMATIK
PADA MESIN PEMROSES BUAH KELAPA
TERPADU Disusun Oleh :
Nama : Jiwandana Nugraha
Npm : 23411830
Jurusan : Teknik Mesin
Pembimbing : 1. Dr. Ir. Tri Mulyanto, MT
2. Supriyono, ST., MT
Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat
Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1)
Jakarta
2015
4/5/2016
Latar Belakang
• Sistem kerja pneumatik mirip dengan sistem hidrolik, dimana beberapa bagian komponen sedikit berbeda, namun seperti aktuator (motor dan silinder), filter, dan solenoid valve memiliki prinsip yang sama dengan sistem hidrolik. Perbedaan mendasar dari kedua sistem tersebut yaitu pada media kerja fluida yang digunakan, sistem hidrolik menggunakan fluida inkompresibel sedangkan pada sistem pneumatik menggunakan fluida kompresibel. Fluida merupakan zat yang dapat mengalir, fluida mencakup zat cair, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir. Sistem kerja pneumatik dapat diterapkan pada mesin pengolah buah kelapa, yaitu pada operasi pemotongan dan penyerutan buah kelapa.
Tujuan Perancangan
1. Menghasilkan ragum cekam batok kelapa.
2. Merancang bangun sistem pneumatik yang digunakan untuk mencekam
batok kelapa.
3. Merancang bangun sistem pneumatik yang digunakan untuk
memindahkan batok kelapa.
4
Mekanisme Penggerak Ragum dan Pemindah
Proses
Mekanisme penggerak ragum
menggunakan sistem pneumatik,
dimana terdapat 2 buah
pneumatik diantaranya pneumatik
500 mm sebagai pemindah proses
pembelah ke proses penyerut
sedangkan pneumatik 300 mm
sebagai pemegang cekam/ragum.
Tampak Isometric
Pneumatik
500 mm
Pneumatik
300 mm
Perhitungan Pneumatik
1. Gaya efektif piston
Karena jenis aktuator yang digunakan merupakan
aktuator kerja ganda, maka terdapat dua arah gaya.
a. Gaya efektif piston langkah maju dapat dihitung
menggunakan rumus :
dimana :
F = Gaya piston (N)
D = Diameter piston (m) = 32 mm = 0.032 m
P = Tekanan Kerja (Pa) = 10 bar = 10x105 Pa
maka :
F = 0.0322 xx 10x105
F = 1.024x10-3 x 0.785 x 10x105
F = 803.84 N
b. Gaya efektif piston langkah mundur dapat dihitung me
nggunakan rumus :
dimana :
F = Gaya piston (N)
D = Diameter piston (m) = 32 mm = 0,032 m
d = Diameter batang piston (m) = 15 mm = 0,015 m
P = Tekanan Kerja (Pa) = 10 bar = 10x105 Pa
maka :
F = (0.0322-0.012) x x 10x105
F = (1.024x10-3- 1x10-4) x 0.785 x 10x105
F = (9.24x10-4) x 785000
F = 725.34 N
2.Gaya akibat beban
Dapat dihitung menggunakan rumus :
Fm = m . g
dimana :
Fm = Gaya (N)
m = Massa (Kg) = 5 Kg
g = Gravitasi (m/s2) = 9.81 m/s2
maka :
Fm = m . g
Fm = 5 kg x 9.81 m/s2
Fm = 49.05 N
3.Kerja piston akibat gaya
Dapat dihitung menggunakan rumus :
Wf = Fm . L
dimana :
Fm = Gaya (N) = 49.05 N
Wf = Kerja piston akibat gaya (Nm)
L = Panjang langkah / stroke (m) = 0.5 m
maka :
Wf = Fm . L
Wf = 49.05 N x 0.5 m
Wf = 24.525 Nm
4.Daya piston
Dapat dihitung menggunakan rumus :
Pp =
dimana :
Wf = Kerja piston akibat gaya (Nm) = 8.829 N
Pp = Daya piston (J/s)
t = Waktu langkah (s) = 10 sekon
maka :
Pp =
Pp =
Pp = 2.4525 J/s
5. Konsumsi udara total
Silinder kerja ganda dengan diameter (D) 63 mm,
panjang langkah (h) 300 mm membutuhkan udara sebesar :
Q = V1 + V2
dimana :
V1 = Konsumsi udara saat piston maju (liter)
V2 = Konsumsi udara saat piston mundur (liter)
Q = Konsumsi udara total (liter)
maka :
Q = V1 + V2
Q = 6.713 liter + 5.769 liter
Q = 12.482 liter
t
Wf
10
829.8
t
Wf
Perhitungan Pengeboran Pencekam
1.Menghitung kecepatan potong menggunakan
rumus :
v =
dimana :
v = Kecepatan potong (mm/min)
d = Diameter gurdi (mm) = 15 mm
n = Putaran poros utama (r/min) = 300 rpm
maka :
v =
v =
v = 14.13 mm/min
1000
.. nd
1000
.. nd
1000
rpm300mm1514.3 xx
2.Menghitung gerak makan permata potong menggunakan
rumus :
fz = ; z = 2
dimana :
fz = Gerak makan permata potong (mm/(r))
vf = Kecepatan makan (mm/min) = 14.13 mm/min
n = Putaran poros utama (r/min) = 300 r/min
maka :
fz = ; z = 2
fz =
fz = 0.02355 mm/r
zn
v f
.
zn
v f
.
2300
13.14
x
3.Menghitung kedalaman potong menggunakan rumus
:
a = d / 2
dimana :
a = Kedalaman potong (mm)
d = Diameter gurdi (mm)
maka :
a = d / 2
a = 15mm/2
a = 7.5 mm
4.Menghitung waktu pemotongan menggunakan
rumus :
tc = lt / vf
dimana :
tc = Waktu pemotongan (min)
lt = lv + lw + ln (mm)
ln = (d/2) / tan kr (mm) ; kr = 600
lw = 3 mm
lv = 2 mm
maka :
ln = (d/2) / tan kr
ln = (15mm/2) / tan 60o
ln = (7.5 mm) / 1.73
ln = 4.33 mm
lt = lv + lw + ln
lt = 2 mm + 3 mm + 4.33 mm
lt = 9.33 mm
tc = lt / vf
tc = 9.33 mm / 14.13 mm/min
tc = 0.66 min = 39.6 detik
Perhitungan Pengelasan Pencekam
1.Menghitung luas permukaan las dengan rumus
segitiga
A = ½ x a x t ; ( mm2 )
dimana :
A = Luas area (mm2)
t = Tebal logam las (mm) = 2 mm
a = Lebar las (mm) = 2 mm
maka :
A = ½ x a x t
A = ½ x 2 x 2
A = 1 x 2
A = 2 mm2
2.Volume las untuk 1 meter
V = A x L
dimana :
A = Luas area (mm)
V = Volume las (cm3)
L = Panjang las (mm) = 10 mm
maka :
V = A x L
V = 2 mm2 x 10 mm
V = 30 mm3 = 0.03 cm3
3.Berat logam las untuk 1 meter
Berat logam = 7.85 gr/cm3
4.Kawat las yang diperlukan
dimana :
G = Jumlah kawat las (gram)
P = Jumlah sambungan las (mm) = 10 x 8 titik = 80 mm
GL = Berat logam las persatuan panjang (gr/cm3) = 7.85gr/cm3
DE = Deposition efficiency = 62%
maka :
G =
G = 1.01 gram
%62
cm8/85.7 3xcmgr
Kesimpulan
1. Ragum pencekam tempurung kelapa yang dihasilkan memiliki diameter cekam
maksimal ragum 180 mm, dengan tinggi ragum 200 mm, dan lebar ragum 106 mm.
2. Sistem pneumatik yang digunakan untuk mencekam dan terhubung dengan ragum
pencekam tempurung kelapa, dengan spesifikasi silinder aktuator dengan stroke 300
mm dan diameter silinder 32 mm. Pressure yang digunakan 0.1-1 Mpa
3. Sistem pneumatik yang digunakan untuk memindahkan tempurung kelapa dari proses
pemotongan ke proses penyerutan, dengan spesifikasi silinder aktuator dengan stroke
500 mm dan diameter silinder 40 mm. Pressure yang digunakan 0.1-1 Mpa
4. Sistem pneumatik pencekam dan pemindah tempurung kelapa menggunakan satu
buah kompressor dengan tekanan 10 bar. Kedua sistem pneumatik ini masing-masing
menggunakan katup 5/2 untuk mengatur gerak pneumatik.