BAB 5 ANALISIS. pemilihan mekanisme tersebut terutama pada proses pembuatan dan biaya. Gambar 5-1 Mekanisme Rack Gear

Transkripsi

1 BAB 5 ANALISIS 5.1 Desain Teleskopis Desain teleskopis yang dirancang ada 2 pilihan yaitu menggunakan mekasisme rack gear dan mekanisme rantai. Ada beberapa yang harus diperhatikan dalam pemilihan mekanisme tersebut terutama pada proses pembuatan dan biaya Mekanisme Rack Gear Gambar 5-1 Mekanisme Rack Gear 19

2 Poin-poin mekanisme Rack Gear ini adalah: 1. Memerlukan beberapa motor penggerak 2. Biaya lebih mahal 3. Proses produksi lebih sulit karena harus membuat rack gear Mekanisme Rantai Gambar 5-2 Mekanisme Rantai Poin-poin mekanisme Rantai ini adalah: 1. Hanya memerlukan 1 motor penggerak 2. Biaya lebih murah 3. Proses produksi lebih murah 20

3 Gambar 5-3 Gerakan mengambil pallet dari rak Desain ini sedapat mungkin dibuat agar terlihat compact dan memiliki fleksibilitas tinggi sehingga dalam proses manufakturnya mudah dilakukan. Dimensi panjang yang tidak terlalu besar agar teleskopis tersebut mampu mengambil dan menaruh barang dengan memanjang ke depan dan belakang. Hal ini ditunjukkan pada gambar diatas. 21

4 Gambar 5-4 Gerakan menaruh pallet pada conveyor Dari gambar terlihat bahwa teleskopis tersebut bergerak memanjang ke arah sumbu x positif untuk menjangkau box dari rak dan bergerak memanjang ke arah sumbu x negatif untuk meletakkan box ke belt conveyor. Untuk peletakan telescopic shuttle diposisikan pada tengah-tengah rangka agar pada saat kondisi stand by strukturnya menjadi stabil. Telescopic Shuttle disatukan dengan rangka menggunakan baut M6 yang panjangnya disesuaikan. 22

5 Gambar 5-5 Lubang baut pada guide rail 5.2 Perhitungan Beban Manual Dari data material yang diperoleh, bisa dihitung tegangan dan defleksi yang terjadi pada bagian upper level dari telescopic shuttle dengan menggunakan rumus : Tegangan ( ) M c...(1) I dengan = tegangan normal (Mpa) M = momen (Nm) c = jarak dari pusat massa pada sumbu y (m) I = inersia benda (m 4 ) Defleksi ( ) 3 P L...(2) 8 E I dengan = defleksi (m) P = gaya yang diberikan (N) L = panjang batang (m) E = modulus Young s (Gpa) 23

6 Gambar 5-6 Model pembebanan upper level Bentuk pembebanan dilakukan untuk menghitung tegangan dan defleksi maksimum diasumsikan sebagai batang cantilever dengan beban seragam dan ujung tetap. Asumsi ini telah didiskusikan dengan pembimbing untuk mengetahui tegangan maksimum, jika batang dengan beban tepusat dan ujung terikat masih memiliki tegangan di bawah kekuatan luluh material. Dengan asumsi seperti ini defleksi yang terjadi akan maksimum dan dapat diketahui lendutannya masih berada pada batas yang diperbolehkan atau tidak. Daerah pembebanan dikonsentrasikan pada guide rail dan perhitungan hanya dilakukan pada salah satu guide rail sehingga bebannya terbagi dua dari beban Pallet 400N menjadi 200N. Berikut adalah gambar penampangnya : Gambar 5-7 Penampang dari upper level Dari gambar tesebut dapat dihitung inersianya dengan rumus : 24

7 I tot 2...(3) I A d 3 B h I...(4) 12 dengan A= luas bagian penampang (m 2 ) d= jarak pusat massa bagian ke pusat massa benda pada sumbu x(m) B= lebar bagian (m) H= tinggi bagian (m) Dari persamaan (3) dan (4) inersia dapat dihitung dengan membagi penampang menjadi 3 bagian yaitu bawah, tengah, dan atas seperti pada gambar berikut : Gambar 5-8 Pembagian penampang Dari gambar penampang tersebut dapat diketahui pusat massanya dengan persamaan : Sumbu x = luas bagian pusat massa sbx bagian ter sebut luas total = , = 550 ( ) = 7, mm dari titik 0 25

8 Sumbu y = luas bagian pusat massa sb y bagian ter sebut luas total = = ( ) = 25 mm dari titik 0 Dari persamaan dan (4) diperoleh nilai inersia : B h I 12 3 I bawah = [ ] m 4 = 2,08333 x m 4 I tengah = [ ] m 4 = 1,125 x 10-8 m 4 I atas = [ ] m 4 = 2,08333 x m 4 dan nilainya inersia total dari persamaan (3) adalah : d bawah = (10-7,955) mm = 2,045 mm = 2,045x10-3 m d tengah = (7,955 2,5) mm = 5,455 mm = 5,455x10-3 m d bawah = (10-7,955) mm = 2,045 mm = 2,045x10-3 m I total = {[2,083x x10-4 x(2,045x10-3 ) 2 ] + [1,125x ,5x10-4 x(5,455x10-3 ) 2 ] + [2,083x x10-4 x(2,045x10-3 ) 2 ]} m 4 = 4,78 x 10-8 m 4 Berat material dapat dihitung dengan mengalikan volume guide rail, massa jenis, dan percepatan gravitasi yaitu : [(550x220]x10-9 m 3 x 2700 kg/m 3 x 9,8 m/s 2 = 10,1267 N Dari pembebanan gambar 5-4 diatas diperoleh gambar diagram gaya dalam dan diagram momen seperti berikut : 26

9 Gambar 5-9 Shear dan Momen diagram Shear Diagram V x p L x...(5) V p L p ketika x = 0 (maks)...(6) Moment Diagram L x M x p L x...(7) 2 2 p L P L M ketika x = 0 (maks)...(8) 2 2 Dengan menggunakan persamaan (8) maka momen maksimum dan beban 200N ditambahkan berat material sebesar 10,1267 N dapat dihitung. ( ,1267) N 0,22m M = = 23,11 Nm 2 Dengan menggunakan persamaan (1) diperoleh tegangan sebagai berikut : M c I 23,11Nm m 3 m 12,08 MPa dan dengan menggunakan persamaan (2) diperoleh defleksi sebagai berikut : 3 P L 8 E I 27

10 m 8,3610 m 0,0836mm ( ,1267) N 5 9 N m m 5.3 Analisis Komputasi Pada analisis ini pembebanan dibuat sedemikian rupa sehingga mirip dengan kondisi nyata pembebanan teleskopis berdasarkan dari ukuran pallet. Berikut adalah gambar pallet yang digunakan : Gambar 5-10 Bentuk pallet yang digunakan (ref. 1) Analisis ini menggunakan program analisis tegangan yang telah terintegrasi pada Autodesk Inventor Professional Berdasarkan diskusi dengan pembimbing gambar pembebanan dapat dilihat sebagai berikut : 28

11 Gambar 5-11 Pembebanan dan tumpuan pada bantalan Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa pembebanan diusahakan sejajar dengan tumpuan bantalan (garis merah) agar beban terpusat pada guide rail. Berikut adalah gambar pembebanan pada guide rail. Gambar 5-12 Pembebanan pada guide rail 29

12 Dalam proses pembebanan ini ada beberapa asumsi yang ditetapkan oleh program analisis tegangan tersebut, keterangan lebih lengkapnya ada pada lampiran. Berikut adalah hasil perhitungan yang diperoleh dari AUTODESK INVENTOR : Gambar 5-13 Tegangan yang terjadi 30

13 Gambar 5-12 Defleksi yang terjadi 31

14 Gambar 5-13 Defleksi pada penampang Dari Gambar 5-12 didapat data maximum principal stress yang datanya akan digunakan dalam pemilihan jenis bantalan. Bantalan yang digunakan mengambil data dari SKF Cam Follower yang tercantum dalam lampiran. 32