RANCANG BANGUN ALAT PENGHANCUR LIMBAH POPOK DAN PEMBALUT (KONSTRUKSI)

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id RANCANG BANGUN ALAT PENGHANCUR LIMBAH POPOK DAN PEMBALUT (KONSTRUKSI) PROYEK AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Disusun Oleh : FAISAL NUR HANAFI NIM I PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

2 digilib.uns.ac.id IOOIEOA66I IoIBIAI sblaqes ssllsjo^r trrsel{ {.rdiei III sulodlc mqqeeua14l rme0r6sttcla?,l6t J"I,rrIS "olua{ns rueh geurryurqurs6 leurqunqtue6l Euqunqtue6 "UuxlcrnS 'e{penl gqv mpe qapradlueur {n$n pra{s n1es qeies rdeqss us{rluslpqqol ffi tr060r8 r qelo msnsl( fts"lrnursnox) INTyflrufld NYO XOdOd HVSI,rtrT UNJN\TIICNf,d TYTY NNCNYS CNYf,IIYf, Fpntuu8uag le.iuia[ sqsqes so*rsrealurl {FDIoI su{n{eg qsery {u:[ej m stuodrg ryqg uu.6ord r.rrgy ryfortr N\ilrvsflcNfld uy{r{fl'i

3 digilib.uns.ac.id RANCANG BANGUN ALAT PENGHANCUR LIMBAH POPOK DAN PEMBALUT (KONSTRUKSI) PROYEK AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Disusun Oleh : FAISAL NUR HANAFI NIM I PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012 i

4 digilib.uns.ac.id LEMBAR PENGESAHAN Proyek Akhir Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dengan judul RANCANG BANGUN ALAT PENGHANCUR LIMBAH POPOK DAN PEMBALUT (KONSTRUKSI) Disusun Oleh FAISAL NUR HANAFI I Telah disahkan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya. Pembimbing I Surakarta, Pembimbing II Wahyu Purwo Raharjo, ST.MT Heru Sukanto, ST.MT Mengetahui Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Heru Sukanto, ST.MT ii

5 digilib.uns.ac.id MOTTO Allah meninggikan orang-orang yang beriman diantara kamu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat " Setiap waktu dalam kehidupan anda dapat menjadi permulaan dari sebuah perkara besar." Jalan Hidup Memang Panjang, Yakinlah untuk Merintisnya perlahan Hidup Biar Beradap, Bukan Untuk Biadap " Jika anda memiliki keberanian untuk memulai, anda juga memiliki keberanian untuk sukses. " PERSEMBAHAN iii

6 digilib.uns.ac.id Alhamdulillah puji syukur kupanjatkan kehadirat ALLAH SWT sang pencipta semesta alam yang telah melimpahkan rahmat, hidayah serta anugrah yang tak terhingga kepada kita semua. Bapak, Ibu Dan Adiku Tercinta Terimakasih Atas Semua Doa, Motivasi Serta Materi Berlimpah Yang Telah Engkau Berikan Untuk Mewujudkan Satu Citaku Ini Mawarku Terimakasih Atas Semua Cinta dan Kasih Sayang Serta Motivasi Yang Tak Henti-Hentinya Kau Berikan Hingga Terselesaikanya Semua Perjuangan Ini... I LOVE YOU. Totok, Putut & Novianta Jalan Kita Masih Panjang Teman.. Terimakasih Telah Menjadi Sebuah Team Yang Solid Selalu. Good Jobs Man!!. We Are The Best. Rekan-Rekan Mesin Produksi 2009 Kita Semua Keluarga Broo.. Ini Awal Dari Sebuah Perjalanan Yang Panjang. Thank s Buat Semuanya. The Last Thank s to: Bapak Wahyu Purwo Raharjo ST MT yang telah memberikan bimbinganya selama Tugas Akhir ini. Ketua Prodi DIII Teknik mesin dan segenap Dosen beserta staff Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. iv

7 digilib.uns.ac.id KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya, sehingga dalam penyusun proyek akhir dengan judul Rancang Bangun Alat Penghancur Limbah Popok Dan Pembalut dapat diselesaikan dengan baik. Sholawat dan salam senantiasa tercurah kepada uswah dan pemimpin kita Nabi Muhammad SAW, keluarga, para sahabat dan kepada semua pengikut sunnah beliau hingga akhir zaman. Proyek akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar ahli madya yang wajib disusun oleh setiap mahasiswa Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta setelah selesei mengerjakan proyek akhirnya. Berkat bantuan dari berbagai pihak, proyek akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Heru Sukanto, ST. MT. Selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sekaligus merangkap sebagai pembimbing II dalam proyek akhir ini. 2. Bapak Wahyu Purwo R, ST. MT. Selaku pembimbing I dalam proyek akhir ini. 3. Bapak, ibu dan keluarga tercinta yang telah memberi motivasi, semangat dan dorongan sehingga terseleseikanya proyek akhir sekaligus memperoleh gelar ahli madya ini. 4. Rekan-rekan satu kelompok serta mahasiswa Teknik Mesin Produksi 2009 Atas segala bantuan, dukungan, saran, kritik dan petunjuk yang telah di berikan kepada penulis, penulis mengucapkan banyak terimakasih. Penulis menyadari dalam penulisan proyek akhir ini banyak kekurangan dan kesalahan, untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini dimasa mendatang. v

8 digilib.uns.ac.id ABSTRAKSI FAISAL NUR HANAFI : PROYEK AKHIR RANCANG BANGUN ALAT PENGHANCUR LIMBAH POPOK DAN PEMBALUT (KONSTRUKSI) : PROGRAM STUDI D III TEKNIK MESIN PRODUKSI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Pembalut dan popok merupakan limbah sekali pakai. Lembaga ekologi dan konservasi telah melakukan penilitian bahwa 15% dari sampah-sampah yang mencemari sungai adalah pembalut dan popok. Alat penghancur limbah pembalut dan popok ini dibuat untuk menanggulangi banyaknya limbah popok dan pembalut dengan cara menghancurkannya supaya bisa dimanfaatkan kembali sebagai pengisi sofa, boneka dll. Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat penghancur limbah pempalut dan popok dan menganalisa setiap bagian - bagian yang termasuk kedalam konstruksi yaitu meliputi kekuatan rangka, sambungan las, sambungan baut dan kekuatan bantalan. Alat Penghancur Limbah Pembalut dan Popok ini digerakan dengan motor bensin 5,5 Hp dengan sistem transmisi puli dan sabuk. Pisau pemotong mengaplikasikan dari circle saw pemotong kayu. Material rangka menggunakan profil L ST 37 dengan dimensi 40x40x4 mm. vi

9 digilib.uns.ac.id DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN...ii HALAMAN MOTTO... iii HALAMAN PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR v ABSTRAKSI... vi DAFTAR ISI vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Metode Pembahasan Tujuan dan Manfaat BAB II DASAR TEORI 2.1 Kekuatan Rangka Pengelasan Sambungan Baut Bantalan Mesin Bor Mesin Frais Sabuk BAB III PERANCANGAN DAN GAMBAR 3.1 Skema dan Prinsip Kerja Alat Diagram alir Proses Perancangan Konstruksi Perancangan Konstruksi Perhitungan Beban Pada Poros Pisau Penghancur Perencanaan Rangka Bagian Atas Perencanaan Rangka Bagian Bawah Perencanaan Pengelasan Perencanaan Sambungan Baut Dudukan Motor Penggerak Baut Pada Dudukan Bantalan Perencanaan Bantalan BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Proses Pembuatan Poros Pisau Potong Proses Pembubutan Proses milling Proses Pembuatan Ring Penyekat Antar Pisau Proses Pembuatan Rangka Pembuatan Dudukan Motor Penggerak Proses Pembuatan Garpu Penahan Proses Pembuatan Cover Rangka Pembuatan Dudukan Poros Pisau Potong Proses Pembuatan Saluran commit Input... to user 54 vii

10 digilib.uns.ac.id 4.9 Proses Pembuatan Saluran Output Modifikasi Pisau Potong Proses Pembuatan Cover Pulley dan V-Belt Proses Pengecatan Proses Pengeboran & Pengetapan Rangka Untuk Sekrup Proses Perakitan Mesin BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xii LAMPIRAN viii

11 digilib.uns.ac.id DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Sudut Mata Bor Tabel 2.2 Harga Kecepatan Potong Mata Bor HSS Tabel 2.3 Besarnya Pemakanan Berdasarkan Diameter Mata Bor ix

12 digilib.uns.ac.id DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tumpuan Rol...3 Gambar 2.2 Tumpuan Sendi... 3 Gambar 2.3 Tumpuan Jepit... 4 Gambar 2.4 Tanda Untuk Gaya Normal... 4 Gambar 2.5 Tanda Untuk Gaya Geser... 5 Gambar 2.6 Tanda Untuk Momen... 5 Gambar 2.7 Jenis Sambungan Las... 6 Gambar 2.8 Bentuk Alur / Kampuh Las... 6 Gambar 2.9 Bentuk Pengelasan Rangka... 7 Gambar 2.10 Jenis Bantalan Gelinding Gambar 2.11 Pemakanan Mesin Frais Gambar 3.1 Alat Penghancur Limbah Pembalut Dan Popok Gambar 3.2 Flow Chart Perencanaan Dan Perhitungan Gambar 3.3 Sketsa Rangka Gambar 3.4 Analisa tegangan pada puli Gambar 3.5 Analisa uraian gaya pada puli Gambar 3.6 Uraian gaya vertikal Gambar 3.7 Titik potongan pada gaya vertikal Gambar 3.8 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal Gambar 3.9 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal Gambar 3.10 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal Gambar 3.11 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya vertikal Gambar 3.12 Uraian gaya horizontal Gambar 3.13 Titik potongan pada gaya horizontal Gambar 3.14 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri horisontal Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri horizontal Gambar 3.16 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan Gambar 3.17 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal Gambar 3.18 gaya pada batang AEB Gambar 3.19 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri Gambar 3.20 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan Gambar 3.21 Diagram gaya batang AEB Gambar 3.22 konstruksi rangka Gambar 3.23 Analisa tegangan puli Gambar 3.24 Analisa uraian gaya pada puli Gambar 3.25 Dimensi rangka pada dudukan motor Gambar 3.26 gaya yang bekerja pada batang GH Gambar 3.27 Titik potongan gaya batang GH Gambar 3.28 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri Gambar 3.29 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan Gambar 3.30 Diagram gaya batang GH Gambar 3.31 Gaya pada batang HLI Gambar 3.32 Titik potongan gaya batang HLI Gambar 3.33 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri Gambar 3.34 Reaksi gaya dalam potongan commit to y-y user kanan x

13 digilib.uns.ac.id Gambar 3.35 Diagram gaya batang HLI Gambar 3.36 Bentuk pengelasan Gambar 4.1 Gambar Poros Pisau Potong Gambar 4.2 Gambar Ring Penyekat antar Pisau Potong Gambar 4.3 Gambar Rangka Mesin Gambar 4.4 Gambar Dudukan Motor Penggerak Gambar 4.5 Gambar Garpu Penahan Gambar 4.6 Gambar Cover Rangka Atas Gambar 4.7 Gambar Cover Rangka Belakang Gambar 4.8 Gambar Cover Rangka Samping Kanan Gambar 4.9 Gambar Cover Rangka Samping Kiri Gambar 4.10 Gambar Dudukan Poros Pisau Potong Gambar 4.11 Gambar Corong Input Gambar 4.12 Gambar Saluran Output Gambar 4.13 Gambar pisau Gambar 4.14 Gambar Cover Pulley dan V-Belt Gambar 4.15 Gambar Rangka yang Dibor xi

14 digilib.uns.ac.id 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Popok dan pembalut adalah jenis barang sekali pakai dan harus dibuang setelah digunakan. Limbah jenis ini tidak higienis dan dapat mencemari lingkungan karena menempel kotoran-kotoran yang banyak mengandung bakteribakteri atau mikroorganisme sebagai sumber penyakit. Penanganan limbah jenis ini tidak dilakukan dengan baik, biasanya hanya dicuci lalu dibuang ke tempat sampah atau sungai-sungai dan bercampur dengan sampah-sampah lainya. Lembaga ekologi dan konservasi telah melakukan penilitian bahwa 15% dari sampah-sampah yang mencemari sungai adalah pembalut dan popok (sumber: ). Maka dari itu popok dan pembalut harusnya diberi tempat pembuangan tersendiri dan nantinya dibawa ketempat penampungan sampah. Setelah sampai ketempat penampungan sampah, sampah jenis ini dipilah untuk di lakukan proses kimia supaya bakteri-bakteri dan mikroorganisme yang merugikan dapat di kurangi karena melihat dari sisi ekonominya limbah jenis ini dapat di olah lagi menjadi pengisi boneka, bantal dan lain-lainnya supaya tidak lagi mencemari lingkungan. Pada proyek akhir ini akan dibuat sebuah Alat Penghancur Limbah Popok dan Pembalut dengan tujuan untuk menanggulangi banyaknya limbah popok dan pembalut dengan cara menghancurkannya supaya bisa dimanfaatkan kembali. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Perumusan masalah dalam proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat penghancur limbah popok dan pembalut. 1.3 BATASAN MASALAH Perhitungan dilakukan pada konstruksi rangka, sambungan baut, kekuatan las dan kekuatan bantalan. 1

15 digilib.uns.ac.id TUJUAN DAN MANFAAT PROYEK AKHIR 1. Tujuan Proyek Akhir Tujuan dari proyek akhir ini adalah merancang dan membuat alat penghancur limbah popok dan pembalut. 2. Manfaat Proyek Akhir Proyek akhir ini mempunyai manfaat sebagai berikut : a. Teoritis Memperoleh pengetahuan dan pemahaman mengenai perancangan alat serta menciptakan suatu unit rekayasa yang efektif dan efisien dibandingkan alat sejenis yang telah ada. b. Praktis Menerapkan ilmu yang sudah diperoleh selama kuliah dengan mengaplikasikannya dalam suatu bentuk karya nyata dalam sebuah alat penghancur limbah popok dan pembalut dan melatih ketrampilan dalam proses produksi yang meliputi bidang perancangan, pengelasan dan permesinan. 2

16 digilib.uns.ac.id 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Kekuatan rangka Suatu konstruksi atau suatu rangka bertugas mendukung beban atau gaya yang bekerja pada sebuah sistem tersebut. Beban tersebut harus ditumpu dan diletakan pada peletakan peletakan tertentu agar dapat memenuhi tugasnya. Beberapa peletakan antara lain: a. Tumpuan rol Adalah tumpuan yang dapat menahan gaya tekan yang arahnya tegak lurus bidang tumpuanya. Tumpuan rol tidak dapat menahan gaya yang arahnya sejajar dengan bidang tumpuan dan momen. Gambar 2.1 tumpuan rol b. Tumpuan sendi Adalah tumpuan yang mampu menahan gaya yang arahnya sembarang pada bidang tumpuan. Tumpuan sendi dapat menumpu gaya yang arahnya tegak lurus maupun sejajar dengan bidang tumpuan. Gambar 2.2 tumpuan sendi 3

17 digilib.uns.ac.id 4 c. Tumpuan jepit Adalah tumpuan yang dapat meneruskan segala gaya dan momen. Gambar 2.3 tumpuan jepit Dalam perhitungan kekuatan rangka akan diperhitungkan gaya luar dan gaya dalam. a. Gaya luar Adalah gaya yang bekerja diluar konstruksi. Gaya luar dapat berupa gaya vertikal, gaya horizontal, momen lentur dan momen puntir. Pada persamaan statis tertentu untuk menghitung besarnya gaya yang bekerja harus memenuhi syarat kesetimbangan : = 0 = 0 = 0 b. Gaya dalam Adalah gaya gaya yang bekerja didalam konstruksi sebagai reaksi terhadap gaya luar. Reaksi yang timbul antara lain sebagai berikut : 1. Gaya normal (N) Gaya normal merupakan gaya yang melawan muatan dan bekerja tegak lurus terhadap bidang gaya. Gambar commit 2.4 Tanda to user untuk gaya normal

18 digilib.uns.ac.id 5 2. Gaya Geser (S) Gaya geser merupakan gaya yang melawan muatan dan bekerja sejajar terhadap bidang gaya. Gambar 2.5 Tanda untuk gaya geser 3. Momen lentur (M) Momen lentur adalah gaya perlawanan dari beban sebagai penahan lenturan yang terjadi pada balok / penahan terhadap kelengkungan. Gambar 2.6 Tanda untuk momen 2.2 Pengelasan Pengelasan adalah suatu sambungan yang permanen yang mana berasal dari peleburan dari dua bagian yang digabungkan bersama, dengan atau tanpa penggunaan penekanan dan pengisian material. Panas yang dibutuhkan untuk meleburkan material berasal dari nyala api pada las asitelin atau las busur listrik pada las listrik. Pada proses pengerjaan proyek akhir ini menggunakan Las listrik untuk membuat rangka dan spot welding untuk membuat cover. Jenis jenis sambungan las yang dipakai pada pembuatan alat ini antara lain seperti pada gambar 2.7 dibawah ini.

19 digilib.uns.ac.id 6 Gambar 2.7 jenis sambungan las Keterangan: a. Sambungan las sudut dalam b. Sambungan las sudut luar c. Sambungan las tumpang d. Sambungan las T Biasanya sebelum dilalukan pengelasan busur listrik benda kerja dibuat kampuh atau alur las seperti pada gambar 2.8 dibawah ini. Gambar 2.8 bentuk alur / kampuh las Keterangan: a. sambungan langsung / tanpa kampuh b. sambungan V tunggal c. sambungan U tunggal d. sambungan V ganda e. sambungan U ganda

20 digilib.uns.ac.id 7 Perhitungan dalam perencanaan las. Panjang las minimum dalam proses pengelasan (l) P = s x l x...(2.1) dimana : l = panjang pengelasan (mm) P = beban yang bekerja (N) s = Tebal plat (mm) = tegangan geser ( ) Menghitung Tebal las dari bentuk pengelasan yang dipakai seperti pada gambar 2.11 ini. Gambar 2.9 bentuk pengelasan rangka Dari gambar diatas maka dapat diuraikan pusat titik beratnya x =...(2.2) y =...(2.3) maka, r 1 = BG = l x...(2.4)

21 digilib.uns.ac.id 8 r 2 =...(2.5) cos =...(2.6) keterangan: l = lebar plat (mm) b = tebal plat (mm) = jarak beban dengan pusat titik berat (mm) = jarak beban dengan pusat titik berat (mm) = sudut maksimum pengelasan Menghitung momen inersianya (J ) J = t...(2.7) Keterangan: J = momen inersia (mm 4 ) t = tebal lasan (mm) Menghitung gaya geser ( ) =...(2.8) Dimana Dan A = t. l + t. b...(2.9) =...(2.10)

22 digilib.uns.ac.id 9 Keterangan : = gaya geser normal / tegak lurus ke arah gravitasi ( N/mm 2 ) = gaya geser tegak lurus ke arah G / sesuai momen akibat dari pembebananya ( N/mm 2 ) P = gaya yang membebani ( N ) A = throat area ( mm ) e = jarak gaya dengan pusat titik berat G ( mm ) r 2 = radius las (mm) Resultan untuk tegangan geser maksimal =...(2.11) 2.3 Sambungan Baut Sambungan baut adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan. Sambungan baut merupakan jenis dari sambungan semi permanent (dapat dibongkar pasang). Sambungan baut terdiri dari 2 (dua) bagian, yakni Baut (Bolt), yakni yang memiliki ulir di bagian luar dan Mur (Nut), yakni yang memiliki ulir di bagian dalam. Ukuran dalam ulir biasanya disertakan dengan huruf (M) kemudian diikuti dengan diamter dan kisaranya. Sebagai contoh M10 x 1,5 artinya ulir dengan diameter luar 10 dan kisar jarak ulir = 1,5 mm. Perhitungan dalam perencanaan sambungan ulir antara lain menentukan besarnya diameter. Menghitung diameter dari gaya gesernya. F = x d c 2 x...(2.12)

23 digilib.uns.ac.id 10 dimana : d c = diameter baut (mm) F = gaya yang bekerja (N) = tegangan geser material ( N/mm 2 ) = safety factor 2.4 Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya. Jadi bantalan dalam permesinan dapat disamakan peranannya dengan pondasi pada gedung. Bantalan yang dipakai adalah bantakan jenis gelinding. Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum, dan rol bulat. Adapun analisa terhadap bantalan dihitung dari beban ekuivalennya yaitu gabungan beban radial (W R ) dan beban aksial (W T ). Besarnya beban ekivalen yang diterima bantalan dapat dihitung dengan persamaan. W e = (X R. V. W R + Y T. W T ) K S.... (2.13) Keterangan : W e X R V W R W T Y T K s = beban ekuivalen = Faktor Beban radial = Faktor putaran = 1.0 untuk cincin dalam yang berputar = 1.5 untuk cincin luar yang berputar = Beban radial = Beban aksial = Faktor beban aksial = Faktor keamanan = 1.0 untuk beban yang merata = 1.5 untuk beban kejut ringan

24 digilib.uns.ac.id 11 = 2.0 untuk beban kejut menengah =2.5 untuk beban kejut berat Gambar 2.10 Jenis bantalan gelinding 2.5 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 lobang bertingkat, membesarkan lobang, Chamfer dan pekerjaan lainya. a. Mata Pemotong Mata potong terdiri dari dua bagian, yaitu bibir pemotong dan sisi pemotong. Bibir pemotong mata bor terdapat dua buah yang terletak antara dua sisi pemotong yang saling berhadapan. Kedua sisi pemotongan ini diasah hingga membentuk sudut yang bervariasi commit to sesuai user dengan bahan yang di bor.

25 digilib.uns.ac.id 12 Tabel 2.1 sudut mata bor Besar sudut Bahan Kuningan, Perunggu Baja, Besi Tuang, Baja Lunak, Baja Tuang Baja Keras Sumber: b. Kecepatan pemotongan Kecepatan potong ditentukan dalam satuan panjang yang dihitung berdasarkan putaran mesin per menit. Atau secara defenitif dapat dikatakan bahwa kecepatan potong adalah panjangnya bram yang terpotong per satuan waktu. Setiap jenis logam mempunyai harga kecepatan potong tertentu dan berbeda-beda. Dalam pengeboran putaran mesin perlu disesuaikan dengan kecepatan potong logam. Tabel 2.2 harga kecepatan potong mata bor HSS Bahan Kecepatan potong (m/menit) Alumunium Campuran Kuningan Campuran Perunggu Tegangan Tinggi Besi Tuang Lunak Besi Tuang Menengah Besi Tuang Keras Tembaga Baja Karbon Rendah Baja Karbon Sedang Baja Karbon Tinggi Baja Perkakas Baja Campuran Sumber:

26 digilib.uns.ac.id 13 Berikut perhitungan kecepatan untuk proses pengeboran V = x d x n... (2.14) Dimana: V = keliling bibir potong mata bor d = Diameter mata bor n = putaran mata bor per menit c. Pemakanan pengeboran Pemakanan adalah jarak perpindahan mata potong bor ke dalam lobang/benda kerja dalam satu kali putaran mata bor. Besarnya pemakanan dalam pengeboran dipilih berdasarkan jarak pergeseran mata bor dalam satu putaran, sesuai dengan yang diinginkan. Pemakanan juga tergantung pada bahan yang akan dibor, kualitas lubang yang dibuat, kekuatan mesin yang ditentukan berdasarkan diameter mata bor. Tabel 2.3 besarnya pemakanan berdasarkan diameter mata bor Diameter Mata Bor (mm) Besarnya Pemakanan Dalam Satu Kali Putaran (mm) dst Sumber: Mesin Frais Prinsip kerja mesin frais ini adalah pahat berputar dan benda kerja dijalankan melintang dan vertikal. Macam pekerjaan yang biasa dikerjakan dengan mesin frais ini antara lain : meratakan permukaan (facing), membuat alur ( slot ), membuat roda gigi serta masih banyak lagi pekerjaan lainya.

27 digilib.uns.ac.id 14 Gambar 2.11 pemakanan mesin frais Sumber: Menentukan Kecepatan potong mesin frais : V =...( 2.15) Maka n =...(2.16) Dimana: v = kecepatan (mm/min) d = diamter pisau / end mill (mm) n = putaran mesin (rpm) 2.7 Sabuk Pada alat penghancur limbah popok dan pembalut ini menggunakan sabuk untuk mentransmisikan daya dari motor ke poros pisau penghancur. Sabuk yang dipakai adalah jenis v-belt tipe A dengan panjang 60 inchi (nomor sabuk A60). Maka gaya-gaya yang bekerja pada sabuk dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut. Sudut kontak ( ) sin =...(2.17)

28 digilib.uns.ac.id 15 maka, = ( ) rad...(2.18) Tarikan sisi kencang dan sisi kendor ( T 1 dan T 2 ) 2.3 log ( ) =...(2.19) Keterangan: = sudut kontak untuk transmisi sabuk terbuka ( derajat ) r 1 = diameter puli motor (mm) r 2 = diameter puli pisau penghancur (mm) = sudut kontak (derajat) = koefisien gesek untuk puli berbahan alumunium adalah 0,3 = sudut alur puli, untuk tipe A 2 = 32, maka = 16 = Tarikan sisi kencang (kg) = Tarikan sisi kendor (kg)

29 digilib.uns.ac.id 16 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Skema dan prinsip kerja alat Gambar 3.1 Alat penghancur limbah pembalut dan popok. Prinsip kerja dari Alat penghancur limbah pembalut dan popok ini adalah menggunakan tenaga motor bakar 5.5 Hp. Daya dari motor ini ditransmisikan dengan pulley dan sabuk. Putaran mesin direduksi dengan perbandingan pulley 1:2 dan dihubungkan oleh sabuk dengan diameter / panjang 60 inchi. Material pembalut yang sudah dibersihkan dengan zat kimia dan sudah dikeringkan dimasukkan melalui corong masukan yang kemudian diteruskan untuk dihancurkan melaui pisau pemotong yang mana pada poros antara sela sela pisau potongnya terdapat sisir penahan yang berfungsi sebagai penahan pembalut agar dapat tersayat oleh pisau potong sehingga pembalut menjadi hancur. Potongan pembalut yang sudah hancur turun kebawah keluar dari antara sela-sela sisir penahan untuk diteruskan ke corong keluaran. 16

30 digilib.uns.ac.id Diagram Alir Proses Perancangan konstruksi Proses perancangan konstruksi alat penhancur limbah popok dan pembalut ini seperti terlihat pada diagram dibawah: Gambar. 3.2 Flow Chart Perencanaan dan Perhitungan

31 digilib.uns.ac.id Perencanaan konstruksi Gambar 3.3 sketsa rangka Direncanakan rangka untuk menyangga gaya-gaya yang bekerja dengan spesifikasi sebagai berikut : Daya motor bakar Putaran motor (N 1 ) Putaran pencacah (N2) Diameter puli penggerak (D 1) Diameter puli pencacah (D 2 ) Jarak antar sumbu poros ( c ) Bahan puli Jenis sabuk = 5,5 HP = 2600 rpm = 1300 rpm = 4 inchi = 101,6 mm = 8 inchi = 203,2 mm = 540 mm = alluminium = v-belt

32 digilib.uns.ac.id 19 a. Perhitungan putaran pisau: N 1. D 1 = N 2. D = N 2. 8 N 2 = 1300 rpm b. Panjang sabuk ( L ) : L= p ( r 1 + r 2 Gambar 3.4 Analisa tegangan pada puli ì( r1 - r2 ) ) + 2x+ í î x ì(50,8-101,6) = 3,14(50,8+ 101,6) í î 540 = 478, ,6 = 1563,1 mm = 61 inchi r1 - r2 50,8-101,6 Sin α = = = 0,094 = 5,4 c ü ý þ Jadi standar sabuk yang dipakai adalah sabuk jenis V tipe A 61 dengan panjang 1563 mm. c. Kecepatan linear sabuk : p. Dp. n V = = 60 d. Sudut kontak : 3,14.0, = 13,6 m / s 2 ü ý þ

33 digilib.uns.ac.id 20 p θ = ( α ). 180 = ( ,4 ). 3, e. Tarikan sisi kencang dan sisi kendor ( T 1 dan T 2 ) sabuk: T1 2,31. log T 2 = μ. θ = 2,95 rad T1 2,31. log T 2 T1 log T 2 = 0,3. 2,95 = 0,88 2,31 T 1 = 2,4. T 2 Maka, P = ( T 1 T 2 ). V 3401 = (2,4 T 2 - T 2 ). 13,6 1,4 T 2 = 250 T 2 = 178 N Maka, T 1 = 2,4. T 2 = 2, = 427 N Perhitungan Beban Pada Poros Pisau Penghancur. Gambar 3.5 Analisa uraian gaya pada puli a. Perhitungan uraian gaya yang bekerja: - Gaya berat dari pemotong : Massa 1 buah pisau = 0,15kg Þ 10 buah pisau = 10. 0,15kg = 1,5kg Massa 1 buah ring = 0,5kg Þ 21 buah ring = 21. 0,5kg = 10,5kg Massa total = massa total pisau + massa total ring

34 digilib.uns.ac.id 21 = 1,5kg + 10,5kg = 12kg F 2 = massa total. gaya gravitasi = 12kg. 10m/s 2 = 120 N - Gaya vertikal: T 1V = T 1 cos α = 427 cos 47 = ,68 = 290 N W pulley = m. g = 0,5. 10 = 5 N T 2V = T 1 cos α = 178 cos 36 = ,8 = 142 N T total = T 1V T 2V + W pulley = = 153 N ( F 1 ) - Gaya horisontal: T h1 = T 1 sin α T 2 sin α = 427 sin sin 36 = , ,58 = 186 N (F 1 ) T h2 adalah besarnya gaya potong pada pisau = 340 N (F 2 ) Uraian gaya vertikal: Gambar 3.6 Uraian gaya vertikal Kesetimbangan gaya luar: M B = 0 F F2 165 R D. 330 = commit to user RD. 330 = 0

35 digilib.uns.ac.id 22 M D = RD. 330 = R D. 330 = R D = = 27,5 N 330 F R B. 330 F = R B = R B = R B. 330 = 0 R B = = 245,5 N 330 Gambar 3.7 Titik potongan pada gaya vertikal Kesetimbangan gaya dalam: a. potongan x-x kiri: Gambar 3.8 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri vertikal Nx = 0 Vx = -153 Mx = x

36 digilib.uns.ac.id 23 Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 A Na = 0 Va = -153 N Ma = 0 x = 70 B Nb = 0 Vb = -153 N Mb = Nmm b. potongan y-y kiri: Gambar 3.9 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri vertikal Nx = 0 Vx = 92,4 N Mx = (70+x) + 145,4. x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 B Nb = 0 Vb = 92,5 N Mb = Nmm x = 165 C Nc = 0 Vc = 92,5 N Mc = Nmm c. potongan z-z kanan: Gambar 3.10 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan vertikal

37 digilib.uns.ac.id 24 Nx = 0 Vx = -27,5N Mx = 27,5. x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 D Nd = 0 Vd = -27,5 N Md = 0 x = 165 C Nc = 0 Vc = -27,5 N Mc = 4537,5Nmm Diagram: Gambar 3.11 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya vertikal Uraian gaya horizontal: Gambar 3.12 Uraian gaya horizontal

38 digilib.uns.ac.id 25 Kesetimbangan gaya luar: M B = 0 M D = 0 F F2 165 R D. 330 = RD. 330 = RD. 330 = R D. 330 = 0 R D = = 130,5 N 330 F R B. 330 F = R B = R B = R B. 330 = 0 R B = = 395,5 N 330 Gambar 3.13 Titik potongan pada gaya horizontal Kesetimbangan gaya dalam: a. potongan x-x kiri: Gambar 3.14 Reaksi commit gaya dalam to user potongan x-x kiri horisontal

39 digilib.uns.ac.id 26 Nx = 0 Vx = -186 Mx = x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 A Na = 0 Va = -186 N Ma = 0 x = 70 B Nb = 0 Vb = -186 N Mb = Nmm b. potongan y-y kiri: Gambar 3.15 Reaksi gaya dalam potongan y-y kiri horizontal Nx = 0 Vx = 208,5 Mx = 395,5. x (70 + x) Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 B Nb = 0 Vb = 208,5 N Mb = Nmm x = 165 C Nc = 0 Vc = 208,5 N Mc = 21547,5 Nmm c. potongan z-z kanan: Gambar 3.16 Reaksi gaya dalam potongan z-z kanan

40 digilib.uns.ac.id 27 Nx = 0 Vx = -130,5 Mx = 130,5. x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 D Nd = 0 Vd = -130,5 N Md = 0 x = 165 C Nc = 0 Vc = -130,5 N Mc = 21547,5 Nmm Diagram: Gambar 3.17 Diagram NFD, SFD dan BMD gaya horizontal Maka untuk menghitung gaya yang membebani pada rangka dimulai dari : - Beban di titik E = 395,5 N (di dapat dari R B ) - Beban di titik F = 130,5 N (di dapat dari R D ) Perencanaan rangka bagian atas 1. Analisa gaya pada batang AEB

41 digilib.uns.ac.id 28 Gambar 3.18 gaya pada batang AEB Kesetimbangan gaya luar A = 0 F E. 200 R B. 450 = 0 395, R B. 450 = R B. 450 = 0 R B = 175,77 N Y = 0 R A + R B - F E = 0 R A + 175,77 395,5 = 0 R A 219,73 = 0 R A = 219,73 N Kesetimbangan gaya dalam a. Potongan x-x kiri Gambar 3.19 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri Nx = 0 Vx = 219,73 N Mx = 219,73. x

42 digilib.uns.ac.id 29 Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 A Na = 0 Va = 219,73 N Ma = 0 x = 200 E Ne = 0 Ve = 219,73 N Me = Nmm b. Potongan y-y kanan Gambar 3.20 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan Nx = 0 Vx = - 175,77 N Mx = 175,77. x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 B Nb = 0 Vb = -175,77 N Mb = 0 x = 250 E Ne = 0 Ve = -175,77 N Me = Nmm c. Diagram gaya: Gambar 3.21 Diagram gaya batang AEB

43 digilib.uns.ac.id Tegangan pada rangka Rangka yang ingin dipakai berupa besi profil L St 37 dengan dimensi 40mm x 40mm x 4mm a. Momen inersia ( I ) I = = = = 22939,2 mm 4 b. Jarak titik berat y = = = y = 8,52 mm c. Beban maksimum ( M max ) = Nmm d. Tegangan tarik maksimum (f max ) = 370 N/mm 2 e. Faktor keamanan (S f ) = 4 f. Tegangan tarik ijin (f ci ) = = = 92,5 N/mm 2 g. Tegangan tarik pada rangka (f c ) = = = 16,32 N/mm 2 Jadi karena f ci > f c maka pemilihan rangka dengan bahan profil L St 37 dengan dimensi 40mm x 40mm x 4mm aman untuk menahan beban Perencanaan Rangka Bagian Bawah Direncanakan rangka bagian bawah untuk menyangga gaya-gaya yang bekerja dengan spesifikasi sebagai berikut: - Berat motor penggerak : 16 kg - Diameter puli motor : 4 inchi = 101,6 mm - Daya motor : 5,5 Hp / 4100 watt dengan Putaran mesin : 2600 rpm - Jarak poros mesin ke poros pisau : 540 mm - Koefisien gesek ( ) = 0,3 dan = 16

44 digilib.uns.ac.id 31 - Sudut kontak puli ( ) = 5,4 = 2,95 rad - Kecepatan linear sabuk ( v )= 13,6 m/s (,, dan v di dapat dari perhitungan sabuk dan puli). Gambar 3.22 konstruksi rangka a. Perhitungan gaya yang bekerja pada motor. 1. Torsi pada motor T p = = = 15,066 N.m T p = N.mm 2. Tarikan sisi kencang dan sisi kendor ( T 1 dan T 2 ) Gambar 3.23 Analisa tegangan puli

45 digilib.uns.ac.id log ( ) = 2.3 log ( ) = 2.3 log ( ) = 3,21 log ( ) = log ( ) = 1,39 ( ) = antilog 1,39 = 24,54 T 1 = 24,54 T 2 T p = ( T 1 T 2 ). v = ( 24,54 T 2 T 2 ). 13, = 23,54 T 2 x 13, = 320,144 T 2 T 2 = = 47,06 N T 1 = 24,54 x T 2 = 24,54 x 47,06 = 1154,8 N 3. Gaya pada puli motor Gambar 3.24 Analisa uraian gaya pada puli Gaya vertikal: T 1V = T 1 cos α = 1154,8 cos commit 47 = to 1154,8 user. 0,68 = 787,5 N

46 digilib.uns.ac.id 33 T 2V = T 1 sin α = 47,06 sin 36 = 47,06. 0,58 = 27,29 N W pulley = m. g = 0,5. 10 = 5 N F total = T 1V T 2V + W pulley = 787,5 27, = 765,21 N Gaya horisontal: F h = T 1 sin α T 2 cos α = 1154,8 sin 47 47,06 cos 36 = 1154,8. 0,68 47,06. 0,8 = 785,26 37,6 = 747,66 N 4. Gaya pada motor F motor = = = 75,3 N F total = F motor + W motor = 75, = 235,3 N Gaya yang terbesar dari gaya pada motor yaitu sebesar 765,21 N b. Reaksi gaya pada rangka bagian bawah Gambar 3.25 Dimensi rangka pada dudukan motor

47 digilib.uns.ac.id Analisa gaya batang GH Gambar 3.26 gaya yang bekerja pada batang GH Kesetimbangan gaya luar G = 0 F M. 210 R H. 450 = 0 762, R H. 450 = ,1 R H. 450 = 0 R H = 355,23 N Y = 0 R G + R H - F M = 0 R G + 355,23 762,21 = 0 R G 406,98 = 0 R G = 406,98 N Gambar 3.27 Titik potongan gaya batang GH Kesetimbangan gaya dalam a. Potongan x-x kiri

48 digilib.uns.ac.id 35 Gambar 3.28 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri Nx = 0 Vx = 406,98 N Mx = 406,98. x Jarak Titik GayaNormal Gaya Geser Momen x = 0 G Ng = 0 Vg = 406,98 N Mg = 0 x = 210 M Nm = 0 Vm = 406,98N Mm = 85465,8 Nmm b. Potongan y-y kanan Gambar 3.29 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan Nx = 0 Vx = - 355,23 N Mx = 355,23. x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 H Nh = 0 Vh = -355,23 N Mh = 0 x = 240 M Nm = 0 Vm = -355,23N Mm = 85255,2 Nmm

49 digilib.uns.ac.id 36 c. Diagram gaya Gambar 3.30 Diagram gaya batang GH 2. Analisa batang HLI /GKJ Gambar 3.31 Gaya pada batang HLI F L = 406,98 kg (karena batang GH = batang KL) Kesetimbangan gaya luar H = 0 F L. 115 R I. 350 = 0 406, R I. 350 = ,7 R I. 350 = 0 R I = 133,7 N

50 digilib.uns.ac.id 37 Y = 0 R H + R I - F L = 0 R H + 133,7 406,98 = 0 R H 273,28 = 0 R H = 273,28 N Gambar 3.32 Titik potongan gaya batang HLI Kesetimbangan gaya dalam a. Potongan x-x kiri Gambar 3.33 Reaksi gaya dalam potongan x-x kiri Nx = 0 Vx = 273,28 N Mx = 273,28. x Jarak Titik GayaNormal Gaya Geser Momen x = 0 H Nh = 0 Vh = 273,28 N Mh = 0 x = 115 L Nl = 0 Vl = 273,28 N Ml = 31427,2 Nmm

51 digilib.uns.ac.id 38 b. Potongan y-y kanan Gambar 3.34 Reaksi gaya dalam potongan y-y kanan Nx = 0 Vx = - 133,7 N Mx = 133,7. x Jarak Titik Gaya Normal Gaya Geser Momen x = 0 I Ni = 0 Vi = -133,7 N Mi = 0 x = 235 L Nl = 0 Vl = -133,7 N Ml = 31419,5 Nmm c. Diagram gaya Gambar 3.35 Diagram gaya batang HLI 3. Tegangan pada rangka Rangka yang ingin dipakai profil L st 37

52 digilib.uns.ac.id 39 - Dimensi rangka = 40 x 40 x 4 mm - Momen inersia ( I ) = 22939,2 mm 4 - Jarak titik berat ( y ) = 8,52 mm - Beban maksimum ( M max ) = 85465,8 Nmm - Tegangan tarik maksimum (f max ) = 370 N/mm 2 - Faktor keamanan (S f ) = 4 - Tegangan tarik ijin (f ci ) = = = 92,5 N/mm 2 - Tegangan tarik pada rangka (f c ) = = = 31,74 N/mm 2 Jadi karena f ci > f c maka pemilihan material rangka dengan bahan profil L St 37 dengan dimensi 40mm x 40mm x 4mm aman untuk menahan beban. 3.4 Perencanaan pengelasan Dari data perhitungan rangka bagian atas - 374,8 N dengan jarak 200 mm ke titik A dan 250 mm ke titik B ,2 N dengan jarak 250 mm ke titik C dan 200 mm ke titik D. Dari data perhitungan rangka bagian bawah - 762,21 N dengan jarak 210 ke titik G dan 240 ke titik H ,98 N dengan jarak 115 ke titik H dan 235 ke titik I. Tegangan tarik rangka = 370 N/mm 2. Perhitungan berdasarkan tipe pengelasan seperti pada gambar 3.24 di bawah ini.

53 digilib.uns.ac.id 40 Gambar 3.36 Bentuk pengelasan Dari data hasil perhitungan diatas diambil beban terberat untuk dilakukan perhitungan yaitu pada titik M yaitu 762,21 N. Data : b = 36 mm l = 40 mm e = 240 mm P = 762,21 N safety factor = 4 = = 92,5 kg/mm 2 Menghitung tebal / lebar pengelasan : Mencari x dan y pada titik G x = = = 10,52 y = = = 8,52 cos = = = 0,809 Momen inersia I = t = t

54 digilib.uns.ac.id 41 = t = 22939,2 t mm 4 Throat area A = t. l + t. b = t.( l + b ) = t. ( ) = 76 t Gaya geser langsung = = = N/mm 2 = = = N/mm 2 Resultan dari gaya geser maksimum = 92,5 = 92,5 = 92,5 = = = 1,02 Maka s = 0,707 x t = 0,707 x 1,02 = 0,72 mm Jadi tebal pengelasannya sebesar 0,72 mm. 3.5 Perencanaan Sambungan Baut Dudukan motor penggerak - Daya motor = 5,5 HP = 4100 w - Putaran mesin maksimal = 2600 rpm - Tegangan sisi kencang yang menyebabkan geseran W se = 1154,8 N - Safety factor = 2 - Material baut menggunakan St 42 dengan baut = 420 N/mm 2, baut = 250 N/mm 2

55 digilib.uns.ac.id 42 Perhitungan Diameter : Dihitung dari tegangan geser ijin materialnya. W =. 1154,8 =. 1154,8 = 98,125 = = = 3,43 à M4 Dari pabrikan motor penggerak, diameter lubang bautnya adalah M Baut pada dudukan bantalan - Beban (W se ) = 427 N (didapat dari tegangan sisi kencang yang menyebabkan geseran) - Material baut menggunakan St 42 dengan baut = 420 N/mm 2, baut = 250 N/mm 2 - Safety factor = 2 Maka, Diameter dihitung dari tegangan geser ijin materialnya. W =. 427 =. 427 = 98,125 = = = 2,1 à M 2,5 Dari pabrikan bantalan, diameter lubang bautnya adalah M14. Jadi baut pada bantalan tersebut aman menyangga beban.

56 digilib.uns.ac.id Perencanaan Bantalan Direncanakan bantalan untuk poros pisau pemotong dengan data data sebagai berikut : - Reaksi gaya di titik A = 399,5 N - Reaksi gaya di titik B = 130,5 N - Berat poros + pisau + ring = 12 kg = 120 N (data dari perhitungan poros) Jadi beban radial ( W R ) maksimum berada pada titik A sebesar 399,5 N. Diameter poros ( d ) 20 mm, maka nomor bantalan yang digunakan adalah 204 dengan data data sebagai berikut: - Lebar bantalan : 14 mm - Diameter luar bantalan ( D ) : 47 mm - Kapasitas beban statis ( C o ) : 6550 N - Kapasitas beban dinamis ( C ) : N Beban radial ekuivalen ( W e ) yaitu dengan menggunakan persamaan Beban radial ekuivalen statis ( W e ) - Faktor radial x dan y W A / C o = 120/6550 = 0,018 Maka dari tabel didapat x = 1 dan y = 2 - Faktor keamanan ( K s ) = 1,0 - Beban aksial ( W A ) = 170 N - Faktor rotasi ( v ) = 1 Maka, W e = (x. v. W R + y. W A ). K s = ( , ). 1,0 = 639,5 N Jadi bantalan dengan nomor 204 aman di pilih karena W e < C ( N )

57 digilib.uns.ac.id 44 BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Proses Pembuatan Poros Pisau Potong Proses Pembubutan Porospisau potong terbuat dari baja karbonst58 denganf 28mm dan panjangnya 420mm. Dalam pembubutan pahat yang digunakan adalah pahat TCT (Tungston Carbide Tipped tools). Gambar 4.1 Gambar Poros Pisau Potong - Perhitungan pembuatan poros : 1) Dept of cut ( kedalaman pemotongan ) t 1 = t 2 = D - d 2 D - d 2 2) Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing 28-25,2 = = 1,4mm (roughing) 2 25,2-25 = = 0,1mm (finishing) 2 Feed motion ( s ) = interpolasi dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman &Eduard Scharcus. Westerman tables Hal V ,6 x (-95) = 0,8V 145 x 0,8-51 = 0,8V 116-0,8V = ,8V = -61 1,4-0,8 = 1,6-0,8 0,6 = 0,8 V V

58 digilib.uns.ac.id 45 V = ,4 = 76,25 m/min n = V.1000 = p d 76, = 966,17 rev/min 3,14.28 Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 755 rpm. b). Proses finishing Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman &Eduard Scharcus. Westerman tables Hal 95. s = 0,1mm Þ V = 240m/min n = V = = 3032,98 rev/min p d 3,14.25,2 Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 2000 rpm. 3. Waktu pembubutan T roughing = T finishing = T total L i = = = 0,4 menit n s 755.1, L i = = = 2,1 menit n s ,1 200 = T roughing + T finishing = 0,4 + 2,1 = 2,5 menit Proses Milling Poros yang telah dikerjakan diproses pembubutan kemudian dikerjakan lagi di mesin milling. Pengerjaan di mesin millingantara lain pembuatan slot untuk pasak pulley dan pembuatan slot untuk counter baut pengencang pada bearing. Untuk pembuatan slot untuk pasak pulley dibuat alur dengan lebar 5mm sepanjang 20mm dengan kedalaman alur 4mm. Sedangkan pembuatan slot untuk counter baut pengencang pada bearingdibuat alur dengan lebar 5mm sepanjang 10mm dengan kedalaman 3mm. Poros ini mempunyai fungsi untuk penopang pisau potong dan ring penyekat antar pisau potong. - Perhitungan pembuatan slot pasak pada poros : Proses pembuatan slot ini dengan pemakanan roughing sedalam 4,5mm sebanyak 1 kali pemakanan dan pemakanan finishing sedalam

59 digilib.uns.ac.id 46 0,5mm sebanyak 1 kali pemakanan. Pengerjaan milling untuk pengefraisan secara vertikal dapat ditentukan menurut tabel Suggested cutting speed and feed. (Jusz Herman &Eduard Scharcus. Westerman tables Hal 110).Pada pembuatan slot, endmill yang digunakan adalah HSS. a). Proses roughing 1) Kecepatan potong ( V ) n = V x 1000 = a.b 4, = = 355,6 rev/min 22,5 Maka putaran yang dipakai pada mesin milling adalah 310 rpm. 2) Panjang pemakanan L = l + 2 d + 2 = = 42mm 3) Waktu pembuatan slot T roughing = b). Proses finishing L.i = 42.1 = 42 = 2,1 menit s ) Kecepatan potong ( V ) n = V x 1000 = a.b 0,5.5 = 8000 = 3200 rev/min 2,5 Maka putaran yang dipakai pada mesin milling adalah 2150 rpm. 2) Panjang pemakanan L = l + 2 d + 2 = = 42mm 3) Waktu pembuatan slot L.i T finishing = = s = 42 = 2,3 menit 18 Maka T total = T roughing + T finishing = 2,1 + 2,3 = 4,4 menit 4.2 Proses PembuatanRing Penyekat Antar Pisau Bahan untuk membuat ring penyekat antar pisau potong terbuat dari dari besi pejal ST58, dengan f 110mm dan lebar 10mm yang berjumlah 21 buah.

60 digilib.uns.ac.id 47 Pada pembubutan pahat yang digunakan adalah TCT (Tungston Carbide Tipped tools). Proses pembuatannya : a. Benda kerja dilubangi menggunakan centre drill. b. Benda kerja dibor di mesin bubut dengan menggunakan mata borf 20mm. c. Lubang yang telah dibor, dibubut dalam menggunakan pahat dalam hingga f 25mm. d. Kemudian ring penyekat dibubut pada diameter luarnya menjadif 105mm dengan menggunakan bantuan mandrel. Ring ini mempunyai fungsi sebagai penyekat antar pisau potong. Ring ini disusun secara berselingan dengan pisau potong dalam proses penyusunannya. - Perhitungan : 1) Dept of cut ( kedalaman pemotongan ) t 1 = D - d 2 D - d t 2 = = 2 t 3 = t 4 = D - d 2 D - d ,4 = = 2 108,4-106,8 2 1,6 2 = 106,8-105,2 = = 2 105,2-105 = = 2 2) Kecepatan potong ( V ) a). Proses roughing = 0,8mm (roughing) 1,6 = 0,8mm (roughing) 2 1,6 2 0,2 2 = = 0,8mm (roughing) 0,1mm (finishing) Feed motion ( s ) = dari tabel turning cutting speeds. Jusz Herman &Eduard Scharcus. Westerman tables Hal 95.Pahat yang digunakan adalah pahat TCT (Tungston Carbide Tipped tools). s = 0.8 Þ V = 145m/min n = V.1000 p d = = 419,8 rev/min 3, Maka putaran yang dipakai pada mesin adalah 300 rpm.

61 digilib.uns.ac.id 48 b). Proses finishing Feed motion ( s ) = dari tabelturning cutting speeds. Jusz Herman &Eduard Scharcus. Westerman tables Hal 95.Pahat yang digunakan adalah pahat TCT (Tungston Carbide Tipped tools). s = 0.1mm Þ V = 240m/min n = V = = 726,55 rev/min p d 3,14.105,5 Maka putaran yang dipakai pada mesin bubut adalah 460 rpm. 3. Waktu pembubutan 1 buah ring L.i 8.3 T roughing = = = 0,1 menit n.s 300.0,8 L.i 8.1 T finishing = = = 0,2 menit n.s 460.0,1 T 1 ring = T roughing + T finishing = 0,1 + 0,2 = 0,3 menit T 21 ring = T 1 ring.21 buah = 0,3. 21 = 6,3 menit Gambar 4.2 Gambar Ring Penyekat antar Pisau Potong 4.3 Proses Pembuatan Rangka Rangka penopang dibuat dari besi siku dengan ukuran 4cm x 4cm x 4mm. Cara pembuatannya: a. Memotong besi siku dengan panjang 330mm sebanyak 6 buah. b. Memotong besi siku dengan commit panjang to user 400mm sebanyak 4 buah.

62 digilib.uns.ac.id 49 c. Memotong besi siku dengan panjang 450mm sebanyak 2 buah. d. Memotong besi siku dengan panjang 100mm sebanyak 4 buah. e. Memotong besi siku dengan panjang 600mm sebanyak 4 buah. f. Menggabungkan besi siku tersebut sesuai dengan gambar kerja dengan proses pengelasan menggunakan las lisrik pada setiap sambungannya. Rangka ini berfungsi untuk menopang seluruh berat dari mesin. Dimensi dari rangka ini dibuat sedemikian rupa, disesuaikan dengan dimensi motor penggerak dan pisau potong. Gambar 4.3 Gambar Rangka Mesin 4.4 Pembuatan Dudukan Motor Penggerak Dudukan motor penggerakdibuat dari besi siku dengan ukuran 4cm x 4cm x 4mm. Cara pembuatannya, dengan memotong besi siku dengan panjang 450mm sebanyak 2 buah. Besisiku tersebut dibor dan kemudian dibuat slot menggunakan mesin milling. Fungsi dari pembuatan slot yaitu, agar motor penggerak bisa digeser-geser saat mengatur kencang kendornya v-beltpada saat di setting dengan pulley poros pisau potong. Besi siku tersebut kemudian dilas

63 digilib.uns.ac.id 50 dengan rangka dikedua ujungnya, penggabungannya dilakukan dengan menggunakan las lisrik. Pembuatan dudukan ini berfungsi untuk menopang berat dari motor penggerak dan untuk mempermudah dalam penyettingan kencang kendornya v- belt dengan cara menggeser baut motor penggerak sesuai dengan slot yang telah dibuat. Gambar 4.4 Gambar Dudukan Motor Penggerak 4.5 Proses Pembuatan Garpu Penahan Garpu penahan ini dibuat dari plat besi dengan tebal 5mm dan lebar 5cm. Cara pengerjaannya, memotong plat tersebut dengan ukuran panjang 30cm sebanyak dua buah dengan menggunakan mesin potong. Kemudian kedua plat disambung menggunakan las listrik, dengan di las bolak-balik. Menandai plat yang akan dibuat garpu sesuai dengan susunan pisau potong. Membuatnya dengan menggunakan gerinda potong, plat digerinda sesuai dengan tanda yang telah dibuat. Kemudian plat tersebut dibengkokkan pada sisir-sisirnya menggunakan palu besi. Kemudian plat dibor menggunakan mata borf 12mm sebanyak tiga lubang untuk tempat baut. Setelah jadi garpu diberi perlakuan panas, dengan cara dipanasi menggunakan brander las asetilen sampai garpu tersebut membara. Kemudian garpu tersebut langsung didinginkan menggunakan air. Garpu dipasang pada dudukan pisau potong dengan

64 digilib.uns.ac.id 51 menggunakan baut dan di setting supaya pisau potong tidak menggenai garpu penahan tersebut. Garpu penahan ini memiliki fungsi sebagai penahan pembalut yang dimasukkan dari corong input, agar pada waktu proses pencacahan pembalut tersebut tidak hanya lewat saja tetapi karena ada gaya potongnya maka pembalut tersebut tercabik-cabik dan hancur. Gambar 4.5 Gambar Garpu Penahan 4.6 Proses PembuatanCover Rangka Cover ini dibuat dari plat besi dengan tebal 0,8mm. Cara pengerjaannya, memotong plat dengan ukuran 29cm x 20cm sebanyak dua buah untuk cover depan dan belakang dengan menggunakan cutting plate machine dan gunting plat. Memotong plat dengan ukuran 36cm x 20cm sebanyak dua buah untuk cover samping. Memotong plat dengan ukuran 40cm x 33cm sebanyak satu buah untuk cover atas. Kemudian setiap plat di bending pada sisi-sisinya. Pada cover samping dibor dengan mata bor f 22mm untuk tempat poros. Setiap cover dibor dengan mata bor f 4mm pada ujung-ujungnya untuk tempat sekrup, kemudian cover dipasangkan pada rangka.

65 digilib.uns.ac.id 52 Fungsi dari cover ini adalah agar debu dari proses penghancuran pembalut tidak berterbangan kemana-mana. Cover ini juga menggambarkan penampilan dari mesin ini sehingga dibuat semenarik mungkin. Gambar 4.6 Gambar Cover Rangka Atas Gambar 4.7 Gambar Cover Rangka Belakang Gambar 4.8 Gambar Cover Rangka Samping Kanan

66 digilib.uns.ac.id 53 Gambar 4.9 Gambar Cover Rangka Samping Kiri 4.7 Pembuatan Dudukan Poros Pisau Potong Dudukan poros pisau potong dibuat dari plat siku dengan ukuran 4cm x 4cm x 4mm. Cara pembuatannya dengan memotong plat siku dengan panjang 330mm sebanyak 2 buah dan memotong plat siku dengan panjang 400mm sebanyak 2 buah. Pada kedua buah plat siku yang panjangnya 400mm dibor untuk tempat baut pada bearing, setiap plat siku dibor sebanyak 2 buah lubang sesuai dengan dudukan baut pada bearing house dengan menggunakan mata bor f 10mm. Kemudian penggabungan antar plat dilakukan dengan proses pengelasan menggunakan las lisrik. Pembuatan dudukan ini berfungsi sebagai penopang dari poros, pisau potong, dan bearing. Gambar 4.10 Gambar Dudukan Poros Pisau Potong

67 digilib.uns.ac.id Proses Pembuatan Saluran Input Saluraninput dibuat dari plat dengan tebal 0,8mm. Cara pengerjaannya, plat dipotong menggunakan gunting plat dan dibagi menjadi empat bagian. Setelah digunting plat di bendingdibagian tepi-tepinya. Kemudian antar plat digabungkan menggunakan spot welding hingga membentuk sebuah corong. Saluran ini dibor dengan mata bor f 4mm pada tiga tempat untuk tempat sekrup, kemudian corong dipasang pada rangka. Saluran ini berfungsi untuk input masuknya pembalut ke pisau potong. Sistem kerjanya yaitu menggunakan gaya gravitasiuntuk menggumpankan pembalut ke pisau potong. Gambar 4.11 Gambar Corong Input

68 digilib.uns.ac.id Proses Pembuatan Saluran Output Prosotan ini dibuat dari plat dengan tebal 0,8mm. Cara pengerjaannya, plat dipotong menggunakan gunting plat dan dibagi menjadi tiga bagian, yaitu dua buah segitiga dan satu buah persegi panjang. Setelah digunting plat kemudian di bendingdibagian tepi-tepinya. Untuk menggabungkan antar plat digunakan spot weldingdan las listrik pada bagian yang sulit dilas spot. Saluran output ini kemudian dibor dengan mata bor f 4mm pada lima tempat untuk tempat baut, saluran output dipasang pada cover rangka bawah dengan cara dibaut. Fungsi dari saluran ini adalah sebagai bak penampungan sementara dan sebagai output keluarnya pembalut setelah dicabik-cabik pisau potong. Sistem kerjanya yaitu menggunakan gaya gravitasiuntuk mengeluarkan pembalut yang telah dicabik-cabik oleh pisau potong. Gambar 4.12 Gambar Saluran Output

69 digilib.uns.ac.id Modifikasi Pisau Potong Pisau potong ini mengadopsi dari pisau potong serkel yang diameter porosnya diperbesar menjadi f 25mm. Gambar 4.13 Gambar Pisau Potong 4.11 Proses Pembuatan Cover Pulley dan V-Belt Cover ini dibuat dari plat besi dengan tebal 3mm, lebar profil 2cm sebagai rangka dan plat dengan tebal 0,8mm sebagai cover. Cara pengerjaannya, memotong plat besi sesuai dengan jarak dan diameter pulley, yaitu sepanjang 120cm sebanyak satu buah. Plat tersebut kemudian dibengkokkan sesuai dengan dimensi pulley dan diberi toleransi ukuran 2cm. Rangka tersebut digunakan untuk membuat jaring-jaring pada plat yang akan digunakan sebagai cover. Setelah ditandai plat cover dipotong sesuai dengan tanda yang telah dibuat tadi menggunakan gunting potong. Proses penggabungan antara rangka dengan cover dilakukan dengan proses pengelasan. Setelah itu membuat dudukan baut agar bisa dipasang pada rangka. Dudukan ini dibuat dari plat besi kemudian di las dengan rangka coversebanyak dua buah. Dudukan ini dibor dengan mata bor f 8mm, kemudian dipasang dengan rangka mesin dengan menggunakan baut. Cover ini berfungsi sebagai safetyagar tidak membahayakan bagi operator mesin.

70 digilib.uns.ac.id 57 Gambar 4.14 Gambar Cover Pulley dan V-Belt 4.12 Proses Pengecatan Proses ini diawali dari pengamplasan dengan menggunakan amplas kasar pada seluruh bagian yang akan dilapisi dengan cat, guna menghilangkan korosi pada permukaannya. Setelah pengamplasan kemudian proses selanjutnya adalah proses pendempulan, proses ini berguna untuk menutup bagian-bagian yang berlubang atau tidak rata seperti pada las an. Setelah kering kemudian dempulan diamplas menggunakan amplas halus. Kemudian benda dicuci menggunakan air yang mengalir supaya bersih. Setelah bersih dan kering benda di poxy untuk memperoleh warna dasar dan agar tidak mudah terkorosi dengan udara sekitar. Setelah kering benda di amplas kembali menggunakan

71 digilib.uns.ac.id 58 amplas halus supaya benar-benar halus sehingga pada waktu pengecatan juga akan didapatkan hasil yang memuaskan. Setelah di amplas benda di cuci kembali menggunakan air dan dijemur sampai kering. Setelah kering benda kemudian di cat, warna cat untuk cover berwarna putih dan warna cat untuk rangka berwarna biru. Pengecatan ini berfungsi sebagai pelindung mesin dari korosi udara luar sehingga tidak mudah berkarat. Pengecatan ini juga untuk penampilan dari mesin ini sendiri, sehingga dibuat semenarik mungkin Proses Pengeboran dan Pengetapan Rangka untuk Tempat Sekrup Untuk mengencangkan cover dengan rangka maka pada rangka di bor. Proses pengeboran rangka ini menggunakan mata bor f3.5mm. Pengeboran rangka disesuaikan dengan lubang pada cover yang telah dibuat. Setelah itu lubang pada rangka di tap menggunakan tap M4 untuk tempat sekrup. Gambar 4.15 Gambar Rangka yang Dibor 4.14 Proses Perakitan Mesin Langkah dari proses perakitan mesin adalah sebagai berikut : a. Memasang baut M25 pada poros pisau potong. b. Menyusun ring penyekat dan pisau potong pada poros secara bergantian.