Tugas metoda perancangan

Perancangan Alat bantu pengarah snij

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam dunia industri kita diharapkan mampu menemukan hal-hal baru yang dapat

mendukung peningkatan kualitas suatu produk. Peningkatan kualitas ini dapat dilakukan

dalam berbagai hal diantaranya sumber daya manusia, langkah atau proses yang efisien

dan tools / alat bantu yang mendukung. Semua hal tersebut merupakan berbagai

alternatif yang dapat ditempuh dalam peningkatan kualitas produk.

Pada kesempatan ini mahasiswa memilih Alat bantu Pengarah Snij sebagai tugas

praktik metoda perancangan. Alat bantu pengarah snij merupakan suatu pilihan dari

alternatif dalam pengembangan suatu produksi. Alat bantu ini merupakan tools

pendukung dalam pembuatan ulir luar.

Pada saat akan membuat ulir luar dengan menggunakan snij di dalam bengkel

Akademi Teknik Soroako (ATS), tangan yang berfungsi mengarahkan snij tegak lurus

terhadap poros sering kali berubah ketika melakukan pemutaran snij. Pada saat memutar

handle snij untuk mengulir, tenaga yang dikeluarkan oleh operator menyebabkan

tangannya tidak dapat mempertahankan posisi awal yang diharapkan. Dengan

menggunakan alat bantu pengarah snij ini diharapkan operator dapat dengan mudah

menggunakan tenaganya untuk memutar handle snij tanpa takut untuk terjadinya

kemiringan yang tidak diinginkan, karena dengan bantuan pengarah dari alat bantu ini

Snij akan tetap mengarah pada poros bakal benda kerja yang telah ditentukan.

1.2. Ruang Lingkup Kajian

Pada pembuatan tugas praktik metoda perancangan ini, penulis merancang suatu

alat bantu pengarah snij. Alat ini digunakan untuk melakukan proses pembuatan ulir

luar. Untuk itu penulis melingkupi pembahasan laporan ini hanya pada perancangan alat

bantu snij dan beberapa perhitungan mengenai kekuatan konstruksi snij itu sendiri.

1.3. Batasan Masalah

Dalam proses perancangan ini, penulis membatasi masalah sebagai berikut :

Akademi Teknik Soroako 1


Perancangan alat bantu pengarah snij dibatasi hanya pada sistem perencanaan terdiri

atas base plate, pengarah, handle, dudukan snij.

Konstruksi alat bantu ini dirancang disesuaikan dengan waktu, fasilitas, dan material

yang tersedia, namun tetap mengutamakan fungsi dari alat tersebut.

Perhitungan untuk bagian-bagian yang paling berfungsi seperti handle, poros

pengarah, tiang pada base plate, dan baut.

Perhitungan biaya yang dibatasi pada perhitungan material, waktu pembuatan aktual

dan tenaga kerja, serta biaya aktual selama pembuatan alat.

1.4. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :

Sebagai bahan laporan praktik metoda perancangan di Akademi Teknik Soroko.

Mengetahui tujuan dilakukannya perancangan alat bantu snij ini.

Mengetahui fungsi bagian-bagian alat bantu pengarah snij dan mekanisme

penggunaan alat bantu snij.

Mengetahui kekuatan konstruksi, biaya material dan biaya proses permesinan dari

alat bantu pengarah snij yang telah dirancang.

Sebagai bahan latihan bagi mahasiswa agar lebih berinisiatif, inovatif dan kreatif

dalam menciptakan produk baru yang lebih berguna.

Dengan pembuatan peralatan ini dapat mengembangkan ilmu pengetahuan dan

pemahaman empiris mahasiswa tentang rancang bangun suatu peralatan sehingga

mahasiswa dapat mengembangkan diri dalam merancang peralatan yang berskala

besar.

1.5. Metodologi Penulisan

Untuk mendapatkan data yang diperlukan dalam penulisan tugas akhir ini

dilakukan dengan cara sebagai berikut :

Metode Wawancara

Metode wawancara adalah mengumpulkan data atau informasi melalui tanya jawab

secara langsung pada semua pihak yang memberikan keterangan untuk penyelesaian

penulisan laporan ini.



Metode Observasi

Metode ini adalah mencari dan mengadakan pengamatan langsung di bengkel

Akademi Teknik Soroako, mempelajari bagaimana proses pemotongan logam

dengan snij dapat terjadi serta merancang beberapa alternatif konstruksi alat bantu

pengarah snij.

Studi Pustaka

Mengumpulkan data dan informasi dari buku literature maupun internet mengenai

alat penyayatan ulir luar (snij), teori metoda perancangan dan perhitungan-

perhitungan yang berhubungan dengan materi laporan ini.

1.6. Sistematika Penulisan

Secara keseluruhan dari laporan perancangan ini terdiri dari beberapa bab antara

lain :

Bab I Pendahuluan

Pada bab ini terdiri dari pembahasan mengenai latar belakang, ruang lingkup kajian,

batasan masalah, tujuan penulisan, metodologi penulisan serta sistematika penulisan.

Bab II Landasan Teori

Pada bab ini terdiri dari pembahasan mengenai teori-teori yang mendukung dalam

perancangan alat bantu pengarah snij ini, yang merupakan referensi yang digunakan

sebagai acuan dan parameter dalam perancangan dan pembuatannya.

Bab III Perancangan Alat

Pada bab ini terdiri dari pembahasan mengenai perancangan alat bantu pengarah snij

berupa identifikasi masalah perancangan, tuntutan dari alat bantu, pembagian fungsi

alat bantu serta pembuatan dan pemilihan alternatif rancangan.

Bab IV Perhitungan

Pada bab ini terdiri dari pembahasan mengenai perhitungan kekuatan konstruksi alat

bantu pengarah snij, perhitungan biaya material dan perhitungan waktu permesinan.

Bab V Penutup

Pada bab ini berisi mengenai kesimpulan dan saran yang dibuat sehubungan dengan

perancangan alat bantu pengarah snij ini.



BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Perkakas Sayat

Yang dimaksud perkakas sayat adalah alat-alat yang dikerjakan dengan tangan

dalam bengkel logam yang berguna untuk mengikis atau menyayat logam baik pada

permukaannya atau pada penampangnya.

a. Penyayat Ulir Luar ( Snij )

Snei atau alat penyayat ulir luar pada batang bulat adalah alat untuk membentuk

bentuk uliran (drad) pada batang yang bulat, bentuknya bulat dan mempunyai gigi –

gigi pemotong di tengahnya, dimana gigi pemotongnya dibuat dari baja HSS (High

Speed Steel), atau dinamakan juga baja kecepatan tinggi. Bagian snei atau penyayat

ulir luar adalah rumah, 2 blok gigi pemotong ulir dan penutup blok gigi. Jenis snij

terdiri dari :

Snij belah

Pada snij belah mempunyai keuntungan ialah bahwa untuk mencapai ukuran,

jumlah bahan yang diambil dapat dikontrol, snij belah berpasangan dan selalu

harus dipergunakan bersama-sama.

Gambar 2.1 Snij Belah

Snij Kancing

Pada snei kancing dapat di setel untuk menyesuaikan keadaan ulir, diameter ulir

dapat diperkecil dan diperbesar, harus diperbesar penuh untuk pemotongan

pertama, kemudian di reduksi berangsur – angsur sampai ukuran akhir dicapai.



Gambar 2.2 Snij Kancing

Snij kaku

Pada snei kaku tidaka dapat disetel untuk dipergunakan mereparasi kerusakan ulir

bukan untuk memotong ulir baru.

Gambar 2.3 Snij Kaku

b. Tangkai snij / die

Tangkai die digunakan untuk memegang die dan memutarnya. Mereka dilengkapi

dengan empat/lima baut yang runcing ujungnya. Baut penahan (ditangkai die yang

besar; dua baut) membantu penempatan die ditangkai. Baut pusat, dengan ujung 60o

digunakan untuk membuka secara ringan pada die, sedang dua lainnya digunakan

mengunci die untuk mengatur pemotogan. Jika baut-baut dikeraskan terlalu kuat de

akan patah. Kerja dengan die tertutup, semua baut digunakan untuk menahan die.

Gambar 2.4 Tangkai snij



Tangkai snij / die terdiri dari beberapa bagian sebagai berikut :

Baut pengatur

Baut pusat

Lengan / handle

Tangkai die

Baut penahan

Gambar 2.5 Bagian-bagian tangkai snij

c. Cara Membuat Ulir dengan Snij

Berikut ini langkah-langkah dalam pembuatan ulir dengan snij :

1. Posisi/letak snij ini harus tegak lurus dengan benda kerja.

2. Permulaan pemotongan menggunakan tekanan dengan memegang pada lengan

tangkai snij dan diputar searah dengan arah jarum jam (untuk ulir kanan).

3. Setelah permulaan pemotongan, teruskan tekanan pemotongan seperti dalam

pengetapan. Sewaktu-waktu berhenti memotong dan diputar setengah putaran

berlawanan dengan arah jarum jam. Beram akan patah dan jatuh/keluar.

4. Setelah pemotongan pertama, pemotong ulir agak diperkecil, pertama buka baut

tengah kemudian kencangkan kedua baut pengatur.

5. Lanjutkan pemotongan kedua seperti diatas.

6. Pakai pendingin/pelumas untuk besi.

7. Periksa ulir dengan pemeriksa ulir.



Gambar 2.6 Proses membuat ulir

d. Pemotongan Ulir dengan Snij Terpisah

1. Snij terpisah terdiri dari sepasang rahang atau 4 rahang yang dimasukkan pada

tangkai snij.

2. Snij ini digunakan untuk membuat ulir-ulir yang besar dengan tangan.

3. Bentuknya memungkinkan pemotongan ulir dapat diatur untuk pemotongan

dangkal, perlahan-lahan pemotong ulir diatur hingga menghasilkan ulir dan

pemotong ulir ini dapat dinuka selebar-lebarnya.

4. Tangkai snij ini ada bermacam-macam tipe.

5. Harus diperhatikan pada waktu menyisipkan pemotong ulir yang terpisah pada

posisi pasangan yang benar.

6. Rahang-rahang diberi tanda dengan nomor sehingga dapat memungkinkan

pemasangan pada tangkai snij dengan baik.

Gambar 2.7 Snij terpisah

2.2 Teori Dasar Metoda Perancangan



2.2.1. Definisi perancangan

Perancangan adalah proses pola pikir yang sistematis untuk mencapai sasaran

yang diinginkan, yaitu mewujudkan ide/gagasan berupa suatu alat yang bermanfaat.

Perancangan merupakan media komunikasi, karena didalamnya banyak memuat

gambaran dari suatu produk ataupun alat yang nantinya akan dijabarkan lebih rinci.

Rancangan dibuat atas dasar kebutuhan dan spesifikasi yang diminta oleh pihak

pemesan dan akumulasi pengalaman perancangan dan juga kemampuan visualisasi

internal dan eksternal dari para perancang

1. Tahapan Metoda perancangan

Berdasarkan VDI 2222 (Persatuan Insinyur – Verein Deutcher Ingenieure)

metoda perancangan yang sistematis atau tahapan perancangan dibagi empat langkah

yaitu :

Gambar 2.8 Diagram alir tahapan perancangan berdasarkan VDI 222

1. Perencanaan

Langkah –langkah perencanaan merupakan pendahuluan dalam proses

pembuatan suatu alat / mesin. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi

perencanaan antara lain :

Hasil penelitian


2. Pembuatan Konsep

3. Perancangan

4. Penyelesaian

1. Perancangan


Hasil penelitian merupakan langkah awal dalam perencanaan perancangan.

Penelitian akan memberikan suatu informasiyang akan memberikan data

akurat dalam suatu perencanaan alat.

Analisa pasar

Dalam perencanaan suatu alat atau mesin, kita juga harus mampu

menganalisa pasar. Bagaimana alat atau mesin tersebut dalam pengunaannya

sangat dibutuhkan. Kelebihan dari alat yang kita rancang harus kita

maksimalkan.

Adanya pesanan akan barang tersebut merupakan hal utama karena ini akan

memacu kita untuk menciptakan alat/mesin yang lebih baik.

Hak paten

Dengan membuat suatu alat/mesin kita telah mempunyai hak paten. Hak

paten ini merupakan hasil dari kerja keras dalam perencanaan perancangan

suatu alat/mesin.

Adanya studi kelayakan

Studi kelayakan ini akan menentukan layak tidaknya alat/mesin tersebut

untuk digunakan.

Faktor lingkungan

Adanya kemajuan dalam perkembangan teknologi merupakan hal yang

diinginkan, namun dalam perkembangannya kita juga tidak boleh melupakan

atau mengabaikan faktor lingkungan. Faktor lingkungan memegang peranan

penting dalam kehidupan. Alat yang akan kita rencanakan tidak berdampak

pada lingkungan.

Adanya kebutuhan akan barang tersebut

Kita merencanakan suatu alat karena adanya kebutuhan akan barang tersebut.

Kebutuhan akan suatu alat dapat dilihat dari segi fungsi dan perawatannya.

2. Pembuatan Konsep

Proses pembuatan konsep merupakan proses kelanjutan dari perencanaan

yang akan memperjelas kegiatan selanjutnya. Tahapan dari kegiatan pembuatan

konsep antara lain :

Gambaran dari alat / mesin

Gambaran permasalahan yang akan dihadapi



Membuat beberapa alternatif

Membuat daftar fungsi

Kombinasi alternatif fungsi

Evaluasi rancangan

Keputusan pemilihan rancangan

3. Perancangan

Langkah – langkah dalam merancang antara lain :

Membuat skets dari rancangan awal

Skets merupakan tarikan garis dari imajinasi dan khayalan yang dituangkan

dalam lembaran kertas. Skets ini merupakan rancangan awal dari pembuatan

alat.

Merancang beberapa alternatif

Bagian-bagian dari suatu alat, dapat dirancang lebih dari satu alternatif. Hal

ini dimaksudkan agar rancangan yang kita buat mampu memberikan

kepuasan pada perancang, pembuat maupun orang yang menggunakannya.

Penggunaan akan alat/mesin tersebut diharapkan efektif dan seefisien

mungkin.

Menentukan spesifikasi komponen

Dalam merancang alat/mesin, yang harus diperhatikan antara lain spesifikasi

dari komponen tersebut. Hal ini dimaksudkan jika ada bagian/komponen yang

rusak, maka untuk menggantinya tidak terlalu sulit.

Melakukan perbaikan terhadap rancangan yang terpilih

Dari beberapa alternatif yang ada, maka terpilihlah satu rancangan dengan

berbagai pertimbangan dan dilakukan pula perbaikan terhadap rancangan

yang terpilih. Hal ini dimaksudkan agar rancangan yang dipilih memiliki

kelebihan dibandingkan dengan alternatif-alternatif yang lain.

Membuat rancangan yang lebih rinci

Dari tahap-tahap perancangan tersebut akan menghasilkan rancangan sesuai

keinginan dengan pertimbangan yang akan diperlihatkan lebih rinci dalam

gambar kerja.

4. Penyelesaian



Langkah penyelesaian antara lain :

Membuat gambar susunan

Membuat gambar bagian secara rinci

Membuat daftar bagian secara detail.

Membuat operation plan dari gambar kerja.

Menyiapkan material dan alat-alat yang dibutuhkan.

Membuat benda rancangan sesuai gambar kerja.

Membuat petunjuk perawatan.

2.3 Pemilihan Material

Dalam membuat dan merencanakan suatu alat atau mesin perlu sekali

memperhitungkan dan memilih material yang akan dipergunakan. Bahan merupakan

unsur utama disamping unsur-unsur lainnya. Bahan yang akan diproses harus diketahui

guna meningkatkan nilai produk. Hal ini akan sangat mempengaruhi peralatan tersebut

karena kalau material tidak sesuai dengan fungsi dan kebutuhan maka akan berpengaruh

pada keadaan peralatan dan nilai produknya.

Pemilihan material yang sesuai akan sangat menunjang keberhasilan pembuatan

rancang dan perencanaan alat tersebut. Material yang akan diproses harus memenuhi

persyaratan yang telah ditetapkan pada desain produk, dengan sendirinya sifat-sifat

material akan sangat menentukan proses pembentukan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi didalam pemilihan material merupakan hal-hal

yang harus kita perhatikan dalam pemilihan material dalam pembuatan suatu alat . Hal-

hal tersebut adalah sebagai berikut :

1. Kekuatan material

Yang dimaksud dengan kekuatan material adalah kemampuan dari material yang

dipergunakan untuk menahan beban yang ada baik beban punter maupun beban

lentur.

2. Kemudahan mendapatkan material

Dalam perancangan diperlukan juga pertimbangan apakah material yang diperlukan

ada dan mudah mendapatkannya. Hal ini dimaksudkan apabila terjadi kerusakan

sewaktu-waktu maka material yang rusak dapat diganti atau dibuat dengan cepat

sehingga waktu untuk penggantian alat lebih cepat.



3. Fungsi dari komponen

Dalam pembuatan peralatan ini komponen yang direncanakan mempunyai fungsi

yang berbeda-beda sesuai dengan bentuknya. Oleh karena itu perlu dicari material

yang sesuai dengan komponen yang dibuat.

4. Harga bahan relatif murah

Untuk membuat komponen yang direncanakan maka diusahakan agar material yang

digunakan untuk komponen tersebut harganya semurah mungkin dengan tidak

mengurangi kualitas komponen yang akan dibuat. Dengan demikian pembuatan

komponen tersebut dapat mengurangi atau menekan biaya produksi dari pembuatan

alat tersebut.

5. Daya guna yang seefisien mungkin

Dalam pembuatan komponen permesinan perlu juga diperhatikan penggunaan

material yang seefisien mungkin, dimana hal ini tidak mengurangi fungsi dari

komponen yang akan dibuat. Dengan cara ini maka material yang akan digunakan

untuk pembuatan komponen tidak akan terbuang dengan percuma dengan demikian

dapat menghemat biaya produksi.

6. Kemudahan proses produksi

Kemudahan dalam proses produksi sangat penting dalam pembuatan suatu

komponen karena jika material sulit untuk dibentuk maka akan memakan banyak

waktu untuk memproses material tersebut, yang akan menambah biaya produksi.

2.4 Dasar-Dasar Perhitungan

2.4.1 Rumus-Rumus Perhitungan Elemen Mesin dan Kekuatan Bahan

Dalam perencanaan alat bantu pengarah snij ini dibutuhkan perhitungan untuk

mengetahui kekuatan dari konstruksi, sehingga dibutuhkan rumus-rumus sebagai

berikut :

1. Perhitungan poros

Poros merupakan salah satu bagian terpenting dari stiap mesin. Poros bisa

menerima beban-beban lenturan, tarikan, tekan, atau puntiran yang bekerja sendiri-

sendiri atau berupa gabungan satu sama lainnya. Berikut rumus-rumus yang

digunakan untuk perhitungan kekuatan poros :

1.1 Momen bengkok dan tegangan bengkok maksimal



Momen Bengkok

Mb = F x l (N.mm)

Dimana:

F = gaya yang bekerja (N)

l = jarak titik gaya yang bekerja terhadap sumbu tumpuan (mm)

Tegangan Bengkok

σ b=M b max

Wb (N/mm2)

Dimana:

Mb max = Momen bengkok terbesar (N.mm)

Wb = Momen tahanan aksial pada daerah yang paling kritis (mm3)

Sumber : Modul Elemen Mesin IV

1.2 Momen puntir dan tegangan puntir

Jika pada suatu konstruksi poros mendapat pembebanan utama berupa torsi,

meskipun demikian diperkirakan akan terjadi pembebanan lain berupa lenturan,

tarikan, ataupun tekanan, maka perlu dipertimbangkan faktor keamana yang

diambil.

Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak, maka berbagai

macam faktor keamanan, biasanya dapat diambil dalam perencanaan. Jika faktor

koreksi adalah fc (lampiran 01), maka:

Daya rencana Pd (KW) sebagai patokan adalah:

Pd = fc.P (KW)

Jika momen puntir adalah T (Kg.mm) maka

Pd =

(T /1000)(2 πn1/60 )102

Sehingga, T= 9,74 x 105 Pdn1

Perhitungan diameter poros (ds)

ds =[

5,1τ a

Kt .Cb .T]1/3 (mm)

Tegangan izin

τa = σB/(Sf1.Sf2) (N/mm2)



Keterangan:

Nilai Sf1, Sf2, Kt, Cb lihat lampiran 03

Nilai σB lihat lampiran 02

Perhitungan dapat juga dilakukan dengan cara menghitung momen puntir seperti

dibawah ini.

Momen puntir

M p=9550P .Cb

n (N.mm)

Dimana:

P = Daya (Watt)

n = Putaran mesin (Rpm)

Cb = Faktor kerja motor (mm), nilai Cb dapat dilihat pada lampiran 01

Sumber: Elemen Mesin IV (Hal 11-2)

Tegangan puntir

τ p=M p

W p (N/mm2)

Dimana:

Mp = Momen puntir (N.mm)

Wp = Momen tahanan polar (mm3)


Momen Gabungan

MR =

√ M b 2+0 ,75(α 0 . M p )2

(N.mm2)

Dimana:

Mb = Momen bengkok (N.mm)

Mp = Momen puntir (N.mm)

α0 = Perbandingan tegangan pada pembebanan dinamis ( lampiran 04)




Diameter poros

d =

√ M R

0,1 xσ biz


2. Perhitungan Baut

Baut merupakan salah satu sambungan pengikat yang dapat dilepas dan paling

sering dijumpai dalam suatu konstruksi mesin.

a. Klasifikasi baut

Pada dasranya baut dikelompokkan menjadi 2 kelompok utama:

Baut pengikat

Baut penggerak (spindel)

b. Perhitungan baut pengikat

Kekuatan bahan baut dinyatakan dalam angka yang disebut juga kualitas baut,

umumnya tertulis pada kepala baut misal 5.6, 6.9, 8.8 dan sebagainya..

Artinya: angka pertama kali 100 menyatakan kekuatan patah B dalam N/mm2.

Angka kedua kali angka pertama kali 10 adalah batas mulur M dalam N/mm2.

Contoh: 5.6 artinya bahan baut mempunyai

Kekuatan patah (B) = 500 N/mm2

Batas mulur (M) = 300 N/mm2

Luas penampang tegangan (mm2)

As = π4

.( d2+d32

)3

Dimana :

d2 = diameter pitch (mm)

d3 = diameter kaki (mm)

Sumber:Elemen mesin ATS (Hal:8-09)

c. Baut beban memanjang tanpa tegangan awal

Untuk menghindari perpanjangan plastis, baut tidak boleh dibebani lebih dari 0,8

kali kekuatan mulurnya.


1

1FN


Luas penampang yang diperlukan

As = F

0,8. σM (mm2)

Tegangan yang terjadi

σ t=FAs (N/mm2)

Sumber: Elemen Mesin ATS (Hal: 8-10)

3. Kekuatan Bahan

3.2 Tegangan

Tegangan adalah gaya per satuan luas penampang. Pada ilmu kekuatan bahan

dikenal dua macam tegangan yaitu :

a. Tegangan normal

Tegangan normal merupakan tegangan yang terjadi akibat gaya normal yaitu gaya

yang bekerja sejajar sumbu atau tegak lurus penampang potong.

σN =

F N

A

Gambar 2.9 Gaya Normal

b. Tegangan Tekan

Tegangan tekan σd =

Fd

A



Gambar 2.10 Gaya Tekan

c. Tegangan Bengkok

Tegangan bengkok σB =

M b

W b

Gambar 2.11 Gaya Bengkok

Keterangan :

σN = Tegangan Normal [N/mm2]

σt =Tegangan tarik [N/mm2]

σd = Tegangan dorong [N/mm2]

σB = Tegangan bengkok [N/mm2]

FN = Gaya Normal [N]

Ft = Gaya tarik [N]

Fd = Gaya dorong/tekan [N]

MB = Momen bengkok [Nmm]

WB = Tahanan momen bengkok [mm3]

A = Luas penampang potong [mm2]

3.2 Tegangan Izin

Tegangan ijin yaitu batas tegangan suatu bahan yang diperbolehkan, dimana

sewaktu bahan menerima beban maksimum tidak terjadi perubahan bentuk yang

mana akan mengakibatkan rusak/ patahnya bahan tersebut. Dengan kata lain,



tegangan ijin adalah tegangan yang diijinkan (ijin / ijin) pada sebuah benda sampai

dimana batas tegangan benda tersebut masih boleh dibebani.

Untuk mendapatkan harga tegangan ijin kita harus mempertimbangkan faktor

keamanan (Sf) yang tergantung dari jenis bahan dan macam pembebanan (statis,

dinamis). Besar tegangan ijin tidak boleh melebihi batas proporsional kekuatan

bahan tersebut.

a. Tegangan izin pada pembebanan statis

Untuk bahan ulet:

=

σ M

Sf ; N/mm2 Sf = 1,2 2

Untuk bahan rapuh:

=

σ B

Sf ; N/mm2 Sf = 1,5 2,5

Sf = Faktor Keamanan

Sumber: Elemen Mesin ATS (Hal 8-6)

b. Tegangan izin pembebanan dinamis

=

σ D .b1 .b2

βk .Sf ; N/mm2 Sf = 1,22

D = tegangan kekal, tergantung dari macam pembebanan ulang, ganti, b

ulang, b ganti, p ulang dan p ganti(lihat lampiran 02 )

b1 = faktor keadaan permukaan

b2 = faktor kebesaran

k = faktor penurunan tegangan = I + (k 1)k

k = faktor penurunan tegangan akibat bentuk

k = faktor kepekaan bahan

Sf = faktor keamanan

Sumber: Elemen Mesin ATS (Hal 8-7)

Secara praktis tegangan ijin pada pembebanan dinamis dapat diambil dari

pengalaman dengan perbandingan sbb:

σiz.I : σiz.II : σiz.III = 1 : 0,8 : 0,5

Sumber: Elemen Mesin ATS (Hal )

Keterangan:



iz.I tegangan ijin pada pembebanan statis

iz.II tegangan ijin pada pembebanan dinamis berulang

iz.III tegangan ijin pada pembebanan dinamis berganti

2.4.2 Rumus-Rumus Perhitungan Waktu Pengerjaan

Dalam perencanaan alat bantu pengarah snij ini dibutuhkan waktu pengerjaan

secara teoritik untuk memperkirakan waktu operasi ditentukan oleh jenis-jenis

pengerjaan dan mesin yang digunakan, yaitu :

1. Proses pengerjaan mesin bubut

Proses bubut merupakan salah satu proses permesinan dimana benda kerja

dipegang oleh alat cekam yang dipasang pada poros utama (spindle) dan alat potong

bergerak memanjang dan atau melintang. Pada mesin bubut, putaran poros utama (n)

dan gerakan pemakanan (f) dapat diatur sesuai dengan nilai yang distandarkan pada

suatu mesin bubut. Untuk perhitungan waktu proses pembubutan dapat dilihat pada

Tabel berikut.


sL1L

lal


Tabel 2.1 Persamaan waktu proses permesinan bubut

2. Proses pengerjaan mesin frais

Besarnya daya mesin yang digunakan dan penampang beram menentukan

kecepatan pemakanan maksimum, sedangkan untuk waktu operasi dimesin frais

ditentukan oleh gerakan meja mesin dan kecepatan pemakanan. Untuk perhitungan

waktu proses frais dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Gambar 2.12 Proses pemakanan pada mesin frais


GAMBAR PERSAMAAN KET

BUBUT : Waktu pemesinan

th =

LSxn

n =

Vcx 1000π xd

L = l + (la + lu)

(bubut silinder)

L = r + la

(bubut permukaan)

th = waktu pemesinan [m/min]

L = panjang langkah [mm]

d = diameter benda kerja [mm]

Vc = kecepatan potong [m/min]

n = putaran [rpm]

r = radius benda kerja [mm]

S = kecepatan pemakanan [m/min]

la/lu = jarak alat potong terhadap

benda kerja yang akan

dipotong [mm]

i = jumlah pemotongan



FRAIS RODA GIGI :

nc =

iZ

R = ik

iZ ' ( Z’ – Z )

dl = m ( Z + 2 )

h = (2,1÷2,2 ) m

nc = jumlah putaran engkol

i = rasio kepala pembagi

Z = jumlah gigi

R = perbandingan roda gigi

ik = perbandingan roda gigi pada

kepala pembagi

m = modul

dl = diameter luar

h = tinggi gigi

FRAIS : Waktu pemesinan

th = i

LS

Feeding

S = n x z x sz

n =

Vcx 1000π xd

L = l + la + lu

th = waktu pemesinan [min]

n = jumlah putaran [rpm]

z = jumlah gigi pisau

sz = kemampuan tiap gigi

[mm/min]

L = panjang gerak meja [mm]

l = panjang benda [mm]

la = gerak awal [mm]

lu = gerak akhir [mm]

i = jumlah pemotongan

x = jumlah pemotongan ke

samping.

Tabel 2.2 Persamaan waktu proses pada mesin frais



3. Proses pengerjaan mesin bor

Pemotongan pada proses bor terjadi karena mata bor yang mempunyai dua mata

potong diputar oleh poros utama mesin bor. Putaran tersebut dapat dipilih dari

beberapa tingkatan putaran yang tersedia pada mesin bor. Selain putaran gerak

pemakanan juga dapat dipilih bila mesin tersebut mempunyai system gerak

pemakanan dengan tenaga motor (power feeding). Untuk jenis mesin bor yang kecil,

gerak pemakanan tersebut tidak dapat dipastikan karena tergantung pada kekuatan

tangan untuk menekan lengan poros utama. Selain itu proses bor juga dapat

dilakukan pada mesin bubut, dimana benda kerja diputar oleh spindel utama dan

gerak pemakanan dilakukan oleh mata bor yang dipasang pada kepala lepas (tail

stock). Untuk waktu proses pengeboran dapat dilihat pada Tabel 2.3.


GURDI : Waktu pemesinan

th =

LSxn

L = l+0,3 d

n =

Vcx 1000π xd

th = waktu pemesinan [min]

l = kedalaman lubang [mm]

L = jarak tempuh mata bor [mm]

d = diameter mata bor [mm]

Vc= kecepatan potong [m/min]

n = putaran [rpm]

S = feeding [m/min]

x = jumlah lubang

Tabel 2.3 Persamaan waktu proses permesinan bor

2.5 Biaya dan Perhitungan Permesinan

2.5.1 Estimasi Kebutuhan Material dan Biaya Material

Berdasarkan gambar teknik susunan dan detail yang ada, maka dibuat

estimasi kebutuhan material untuk merealisasikan produk yang akan dibuat.



Hal-hal yang harus dipertimbangkan:

Spesifikasi material

Jumlah yang diperlukan

Satuan pembentuk material

Harga per satuan material

Dan beberapa informasi yang dibutuhkan pada saat pembuatan komponen.

2.5.2 Estimasi Waktu dan Biaya Pemprosesan

Berdasarkan gambar teknik susunan dan detail yang ada, maka dibuat

estimasi waktu proses untuk menentukan biaya pemrosesan produk. Untuk

menentukan waktu proses maka diperlukan kemampuan untuk menentukan jenis

proses apa saja yang diperlukan untuk menghasilkan suatu produk. Sebagai contoh:

proses bubut, bor, dan frais. Selain itu dikenal juga proses pembentukan logam

seperti: proses tekuk. Pada industri penghasil produk fabrikasi maka dikenal teknik

penyambungan logam melalui proses las gas, las listrik, dan lain-lain. Semua jenis

pengelasan tersebut memiliki karakteristik yang berbeda dalam pemrosesannya.

2.5.3 Analisa Waktu Proses Permesinan

Analisa waktu dan studi gerakan (time motion study) merupakan usaha untuk

melakukan pendekatan terhadap masalah-masalah aktual di lapangan/work shop.

Terdapat sembilan jenis waktu yang menjadi titik perhatian analisa:

a. Waktu persiapan

Yaitu waktu yang digunakan sebelum memulai proses kerja agar bisa didapatkan

hasil yang optimal meliputi: pelajari gambar, penentuan jenis mesin, urutan

proses pengerjaan, jenis alat, metoda alternative dan metoda pengerjaan.

b. Waktu setting mesin dan alat

Yaitu waktu yang digunakan untuk memasang dan melepas alat potong pada alat

cekam dan mendekatkan alat potong pada benda kerja.

c. Waktu store

Yaitu waktu yang dipergunakan untuk meminjam dan mengembalikan alat di

tool store/tool crib.

d. Waktu pemotongan

Yaitu waktu efektif yang digunakan untuk melakukan proses pengerjaan benda

kerja, dimana benda kerja mengalami perubahan fisik.



e. Waktu handling

Yaitu waktu yang digunakan untuk meletakkan benda kerja di atas mesin,

memindahkan ke tempat penyimpanan sementara atau akhir.

f. Waktu pengukuran

Yaitu waktu yang digunakan untuk melakukan pengukuran dan pemeriksaan

benda kerja.

g. Waktu cleaning

Yaitu waktu yang digunakan untuk melakukan pembersihan terhadap mesin, alat

potong, alat cekam, dan benda kerja.

h. Waktu komunikasi

Yaitu waktu yang digunakan untuk berkomunikasi atau saling tukar informasi.

i. Waktu personal

Yaitu waktu yang digunakan seorang operator menyangkut kebutuhan pribadi,

misalnya: minum, ke kamar kecil dan lain-lain.

Work Center

Faktor Pengali

dari Teoritis ke

Aktual (n)

Waktu

Pemotongan

Aktual

Waktu

X

Bubut 1.6 40 % 60 %

Frais 1.2 35 % 65 %

Gerinda Datar 1.8 23 % 77 %

Gerinda Silinder 1.6 27 % 73 %

Bor 1.25 45 % 55 %

Tabel 2.4 Persentase waktu pemotongan dan waktu x

Keterangan:

Waktu X terdiri dari jenis waktu yang telah dianalisa sebelumnya

N = faktor pengali dari waktu perhitungan atau waktu teoritis ke waktu aktual

Waktu pemotongan aktual = N x waktu teoritis pemotongan (Wcu)

Semua hasil ini adalah hasil analisa secara langsung dan berdasarkan pengalaman.



BAB III

PERANCANGAN ALAT

Metode perancangan yaitu langkah-langkah pendekatan yang sistematis yang

merupakan tahap paling penting dalam suatu perancangan pembuatan produk dimana

tahapan ini adalah proses awal dari pembuatan suatu produk. Proses perancangan

dilakukan berdasarkan permintaan yang ada atau berdasarkan tuntutan yang diinginkan

dari konsumen.

Pada proses perancangan diuraikan beberapa permasalahan yang ada pada alat yang

dimaksud, kemudian dijabarkan dalam suatu konsep perancangan, perhitungan,

spesifikasi teknik dan beberapa aspek lainnya sehingga pada akhir rancangan ini akan

dihasilkan model alat, spesifikasi teknik, hasil perhitungan, sketsa, dan berbagai

alternatif-alternatif yang dapat dipilih untuk direalisasikan pada suatu alat. Dari

berbagai konsep tersebut kemudian dibuat dalam bentuk gambar yang terdiri dari

gambar bagian dan gambar susunan yang sesuai dengan standar yang berlaku agar

dapat dibaca dan dimengerti.

Dari adanya tuntutan yang diberikan maka akan memberikan arahan pada

penggambar untuk membuat desain produk yang akan dibuat dengan beberapa pilihan



alternatif yang dapat dipilih sesuai dengan fungsi dan faktor keuntungan serta kerugian

dari alternatif yang akan digunakan yang telah diperhitungkan sebelumnya.

Hal-hal yang perlu diperhitungkan dalam membuat suatu rancangan adalah :

Kemudahan dalam mendapatkan material yang akan digunakan

Ketersediaan fasilitas/alat yang akan digunakan untuk proses pembuatan

Bentukan produk yang akan dibuat tidak terlalu rumit, sehingga memudahkan dalam

proses pembuatannya.

Keuntungan yang dapat diperoleh.

Keselamatan kerja.

Adapun metoda perancangan yang dapat digunakan sebagai acuan dalam

menyelesaikan pengerjaan tersebut diantaranya :

3.1 Identifikasi masalah

Dalam proses perancangan, mengidentifikasi masalah harus dilakukan terlebih

dahulu sebelum memulai proses. Dalam tahap ini beberapa hal yang menjadi masalah

dalam proses perancangan akan diuraikan. Tahap ini akan sangat membantu dalam

menganalisa kebutuhan atau tuntutan, batasan-batasan dan parameter lain yang terlibat

dalam satu permasalahan. Dari uraian tersebut dapat diklasifikasikan berbagai alternatif-

alternatif yang dapat dipilih guna penyelesaian masalah tersebut.

Gambaran permasalahan yang dihadapi dalam pembuatan alat bantu snij ini adalah

sebagai berikut :

Pada saat akan membuat ulir luar dengan menggunakan snij di dalam bengkel

Akademi Teknik Soroako (ATS), tangan yang berfungsi mengarahkan snij tegak

lurus terhadap poros sering kali berubah ketika melakukan pemutaran snij. Pada saat

memutar handle snij untuk mengulir, tenaga yang dikeluarkan oleh operator

menyebabkan tangannya tidak dapat mempertahankan posisi awal yang diharapkan.

Kenyamanan dan keselamatan operator dalam penggunaan dan pengoperasian alat

bantu snij.

Perancangan alat bantu pengarah snij dioperasikan secara manual.

Pengarah mampu bertahan tegak lurus dan tidak goyang saat digunakan.



Material untuk pembuatan alat bantu pengarah snij ini memanfaatkan material sisa

yang ada di ATS.

Proses permesinan untuk pembuatan alat disesuaikan dengan fasilitas mesin yang ada

di ATS.

3.2 Daftar tuntutan

Dalam daftar tuntutan suatu rancangan akan membatasi dan memperjelas tuntutan

permintaan konsumen/pemesan. Pada bagian ini, data-data teknis rancangan diuraikan.

Dengan demikian, batasan suatu rancangan untuk memenuhi tuntutan rancangan

semakin jelas terlihat bila data-data yang dibuat terinci dan akurat.

Daftar tuntutan dari sistem konstruksi alat bantu pengarah snij ini adalah sebagai

berikut :

NO TUNTUTAN URAIAN

1. Pembuatan

Komponen dari mesin yang dirancang mudah

dalam proses pembuatan.

Bentuk rancangan sederhana mungkin/tidak rumit.

2. Perakitan

Komponen mudah dirakit

Tidak menggunakan penyetingan pada saat proses

assembly.

3. Pengoperasian Mudah dalam saat dioperasikan.

Pengoperasian cepat.

4. Keamanan Tidak membahayakan operator saat digunakan.

5. Bahan / material Bahan / material mudah didapatkan.

6. Handling Mudah dipindah tempatkan.

7. Biaya dan waktu Waktu yang dibutuhkan untuk merancang dan

membuatnya relatif singkat.

8. Ergonomis Tampilan menarik.



Hasil setelah perakitan terlihat lebih rapi.

Tabel 3.1 Daftar tuntutan sistem konstruksi alat bantu pengamat snij

3.3 Penetapan dan pembagian fungsi

Secara umum, alat bantu pengarah snij ini berfungsi sebagai pemegang snij dan

pengarah snij agar posisi snij selalu tegak lurus terhadap poros yang akan diulir saat

proses pembuatan ulir dengan snij.

Bagian-bagian dari alat bantu pengarah snij ini ditetapkan fungsinya dalam tabel

sebagai berikut :

NO PART / KOMPONEN FUNGSI KOMPONEN

1. Base Plate Sebagai dudukan / tumpuan dari alat

2. Poros PengarahMengarahkan snij kearah vertikal atau horizontal

menuju ke benda kerja

3. Handle Sebagai pemutar alat saat proses snij

4. Dudukan Snij Tempat diletakkannya dan dicekamnya snij

5. Poros penggerak Penerus putaran

Tabel 3.2 Fungsi komponen alat bantu pengarah snij

3.4 Pembuatan Alternatif Rancangan

Dalam suatu rancangan produk, diperlukan adanya suatu alternatif rancangan untuk

dijadikan sebagai bahan pertimbangan pembuatan konstruksi itu sendiri, baik dari segi

bentuk, biaya, material, dan kemudahan pembuatannya.

No

.

Nama

Bagian

Alter

natifGambar Sketsa Penilaian



1. Base Plate

A

B

2.Poros

Pengarah

C

D



3. Handle

E

F

4.Dudukan

Snij

G

H



5.Poros

Penggerak

I

J

Tabel 3.1 Daftar alternatif rancangan

3.5 Pembuatan Alternatif Fungsi Bagian

Dari daftar alternatif komponen Alat bantu pengarah snij diatas dilanjutkan menjadi

kombinasi alternatif fungsi masing-masing bagian yang bertujuan untuk memilih

alternatif fungsi bagian yang sesuai dengan alternative fungsi bagian yang lain,

sehingga apabila dirakit diharapkan dapat menghasilkan suatu rancangan konstruksi

yang optimal.

FungsiAlternatif Fungsi Bagian

Alternatif I Alternatif II

Base Plate

Poros Pengarah

Handle

Dudukan Snij



Poros Penggerak

Tabel 3.2 Daftar alternatif fungsi bagian

Berdasarkan pertimbanagan dari keunggulan dan kelemahan masing-masing

alternative fungsi maka diperoleh alternatif terpilih yaitu alternatif I yang akan

digunakan dalam konstruksi Alat bantu pengarah snij, yaitu : Gambar A, Gambar C,

Gambar E, Gambar G, Gambar I.

3.6 Penilaian alternatif rancangan

Untuk mendapatkan konstruksi rancangan yang optimal, perlu dilakukan penilaian

pada setiap alternatif rancangan

No. Aspek PenilaianAlternatif I Alternatif II

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

1. Pembuatan

2. Perakitan

3. Pengoperasian

4 Keamanan

5. Bahan / Material

6. Handling

7. Biaya dan Waktu

8. Ergonomis

Tabel 3.3 Penilaian Alternatif Rancangan

Keterangan Nilai :

Point 1 = Sangat Kurang

Point 2 = Kurang

Point 3 = Sedang

Point 4 = Baik

Point 5 = Sangat Baik

3.7 Konstruksi Alternatif Rancangan



BAB IV

PERHITUNGAN



BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Setelah melalui proses perancangan serta pembuatan laporan karya tulis ini,

maka dapat penulis simpulkan beberapa hal sebagai berikut :

Perancangan alat bantu pengarah snij ini bertujuan untuk membantu mahasiswa

ataupun karyawan di bengkel ATS ketika akan melakukan proses pembuatan ulir luar

dengan snij.

Alat bantu pengarah snij ini terdiri dari bagian utama yakni base plate, poros

pengarah, handle, dudukan snij, dan poros penggerak.



Mekanisme penggunaan alat bantu pengarah snij ini adalah snij dipasang dan

dicekam pada dudukan snij kemudian snij diarahkan pada poros yang akan diulir dan

handle diputar sehingga terjadi pemakanan pada poros dan terbentuk ulir.

Dengan perancangan alat bantu pengarah snij ini, maka dapat menjadi sarana latihan

bagi mahasiswa untuk merancang suatu alat yang bermanfaat dan sebagai tempat

untuk mengaplikasikan segala ilmu yang telah diperoleh di perkuliahan selama ini.

5.2 Saran

Alat bantu pengarah snij ini masih memiliki kekurangan yang perlu diperhatikan

untuk pengembangan alat ini. Berikut beberapa saran yang dikemukakan oleh penulis :

Penggunaan alat ini sebagai alat bantu pengarah snij hanya terbatas pada penggunaan

untuk pembuatan ulir dengan diameter yang kecil saja, sehingga perlu diperhatikan

pengembangan alat ini sehingga bisa digunakan untuk pembuatan ulir berdiameter

besar.

Perhitungan kekuatan konstruksi ini masih terbatas, sehingga untuk kedepannya

perhitungan kekuatan konstruksi bisa lebih maksimal pada semua bagian konstruksi

yang kritis.

DAFTAR PUSTAKA

Arisandi, Duddy, ST. 2010. Buku Ajar Perencanaan dan Pengendalian Produksi.

Akademi Teknik Soroako. Soroako.

Fretz. H. R. 1978. Teknik Bengkel. Politeknik Mekanik Swiss-ITB. Bandung.

Inco - Sumitomo Memorial Technical Training Center. 1991. Ilmu Kekuatan Bahan.

Soroako, South Sulawesi.

Inco - Sumitomo Memorial Technical Training Center. 1991. Perhitungan Elemen

Mesin. Soroako, South Sulawesi.


Tugas metoda perancangan

Documents

Transcript of Tugas metoda perancangan