BAB IV PERHITUNGAN DESAIN

Transkripsi

1 BAB IV PERHITUNGAN DESAIN 4.1. Ergonomis Untuk mendapatkan acuan dalam mendesain mesin ini kita melakukan pengukuran dimensi Antropometri terhadap beberapa orang, sehingga nantinya mesin dapat dengan nyaman untuk dioperasikan. Tabel 4.1. Pengukuran dimensi Antropometri No Nama Operator TB PGT PLB PLA TM 1. Dika Amal Esa Edi Risa Galih Didik Alif Adi Dimas Rata-rata 170,5 81,2 44,6 33,4 159,7 36

2 37 Kterangan : TB = tinggi badan (cm) PGT = panjang genggaman tangan (mm) PLB = panjang lengan bawah (mm) PLA = panjang lenga atas (mm) TM = tinggi mata (cm) Setelah dibandingkan dengan Data Antopometri Indonesia dengan kriteriakriteria yang disesuaikan dengan hasil pengukuran sampel, hasil diatas tidak memiliki perbedaan yang sinifikan, sehingga data diatas kami gunakan sebagai acuan dalam menentukan ukuran-ukuran didesain kami Perhitungan Rasio Transmisi P = 0.5 HP = kw-50 Hz n = 1390 rpm Rasio reducer = 1:10 n1 = n/rasio reducer = 1390/10 = 139 rpm

3 38 Vc = 80 mm/min D1 = 205 mm n3 = (1000xVc) / (π x D1) = (1000 x 80) / (π x 205) = rpm n2 = n3 = rpm karena satu poros n4 = n3 = rpm berbeda poros, namun memiliki diameter yang sama. i total = n1 / n4 =139 / = 1.118

4 39 Keterengan : I = Rasio P = Daya (Watt) N = Putaran Motor (rpm) N1 = putaran motor setelah direduksi (rpm) N2 = putaran pulley (rpm) N3 = putaran lower blade pulley (mm) N4 = putaran upper blade pulley (mm) Vc = blade cutting speed (m/min) D1 = Diameter lower blade pulley (mm) 4.3. Perhitungan titik berat pada poros Menentukan beban pully 1 V = π x r 2 x t V 1 = π x r 2 x t = π x 50,75 2 x 19 = mm 3 V 2 = π x r 2 x t = π x 13 2 x 19

5 40 = 10087,6 mm 3 Jadi volume total dari pulley V tot = V 1 - V 2 = ,6 = ,4 mm 3 = 0, m 3 Massa jenis logam MS steel adalah 7900 kg/m 3 M = =1,135 kg = 1 kg A B Gambar 4.3b Beban Pulley

6 41 ƩM A = 0 - (FB x 103 ) + (10 N x 223 ) = FB = 0 FB = Fb = 21,6 N ƩM B = 0 - (10 x 103 ) - ( FA x 120 ) = FA = 0 F A = F A = 8,6 N Jadi gaya total pada R A dan R B R A = 8,6 N R B = 21,6 N Momen yang terjadi pada titik A dan B M A = ( F x 223 mm) = 10 x 223 mm = 2230N M B = ( F x 103 mm ) = 10 x 103 mm = 1030 N Menentukan beban pully 2 dan 3 V 1 = π x r 2 x t

7 42 = 0,5 x π x 109,5 2 x 30 = mm 3 = 0, m 3 V 2 = π x r 2 x t = π x 56,6 2 x 19 = mm 3 = 0, m 3 Massa jenis logam MS steel adalah 7900 kg/m 3 Pulley 1 M = = 4,46 kg = 44,6 N Pulley 2 M = = 1,5 kg = 15 N ƩM A = 0 (F A x 31) - (15 x 62) = 0

8 43 31F A = 930 F A = 30 N Momen yang terjadi pada MA M A = (44,6 x 62,4) + (15 x 31,3) = 3252,5 N Menentukan beban pully 4 V pulley = 0, m 3 Pulley M = = 4,4 kg = 44 N Momen yang terjadi pada titik A M A = 44 x 78 = 3432 N 4.4 Torsi Torsi pada motor listrik. T = 9,74 x 10 5 ref 4. Hal 7

9 44 = 9,74 x 10 5 = 259,226 kg.mm Perhitungan diameter poros Torsi pada poros penerus daya T = 9,74 x 10 5 = 9,74 x 10 5 = 2972,99 kg.mm Poros 1,2 dan 3 memiliki tosi yang sama karena n1=n2=n3 Dimana : T P N = Torsi (kg.mm) = Daya (kw) = Putaran motor (rpm) 4.5. Perhitungan Sabuk ( V-belt) d = 95mm D = d x I total = 95 x = mm Tipe = V-belt A55 Inside length = 1397 mm Pitch length = inside length + 33 = = 1430mm Pitch length = 2 C + π/2 (D+d) + {(D-d) 2 / 4C} ref 4 hal 170

10 = 2 C ( ) + {( ) 2 / 4C} 1430 = 2 C (31.416/C) 1430 C = 2 C C = 2 C C = C C = mm = mm

11 46 Gambar 4.5 Jarak titik pusat pulley Keterangan C = jarak titik pusat blade pulley (mm) d = diameter motor pulley (mm) D = diameter pulley (mm) 4.6. Perhitungan Kekuatan Konstruksi Blade Guide Vtotal = mm 3 = 7.85 kg/dm 3 m = V x / = x 7.85/ = kg g = 9.81 m/s 2 Fg = m x g = x 9.81 = N

12 47 Ʋ = 2 = 90 N/mm 2 w = / V = 90 / 2 = 45 N/mm 2 A (min) = Fg / w = / 45 = mm 2 ( Aman apabila pengelasan straight welding ukuran 3x3 mm ) 3 x x 45 0 Gambar Konstruksi Las Blade Guide Keterangan V = volume (mm 3 ) = massa jenis (kg/m 3 ) m = massa (kg) g = percepatan grfitasi (m/s 2 ) Fg = gaya berat (N) Ʋ = angka keamanan = batas patah pengelasan (N/mm 2 ) w = batas patah izin pengelasan (N/mm 2 ) A = luas area (mm 2 )

13 Blade Tensioner V1 = mm 3 V2 = mm 3 1 = 7.85 kg/dm3 (steel) 2 = kg/dm 3 (alumunium) Massa1 = V1 x / = x 7.85/ = kg Massa2 = V2 x / = x 2.691/ = kg Massa total = Massa1+Massa2 = = kg g = 9.81 m/s 2 Fg = Massa total x g = x 9.81 = N Ʋ = 2 = 90 N/mm 2 w = / V = 90 / 2 = 45 N/mm 2 A (min) = Fg / w = / 45 = mm 2 ( Aman apabila pengelasan straight welding ukuran 3x3 mm) 3 x x 45 0 Gambar Konstruksi Las Blade Tensioner

14 49 Keterangan V = volume (mm 3 ) = massa jenis (kg/m 3 ) m = massa (kg) g = percepatan grfitasi (m/s 2 ) Fg = gaya berat (N) Ʋ = angka keamanan = batas patah pengelasan (N/mm 2 ) w = batas patah izin pengelasan (N/mm 2 ) A = luas area (mm 2 ) 4.7. Table, work piece feeder, & work piece guide Kekuatan konstruksi las...ref 5 hal 13 V total = mm 3 = 7.85 kg/dm 3 Massa = V x / = x 7.85/ = kg g = 9.81 m/s 2 Fg = Massa x g = x 9.81 = N Ʋ = 2 = 90 N/mm 2 w = / V = 90 / 2 = 45 N/mm 2 A (min) = Fg / w = / 45 = 7.33 mm2 (aman apabila pengelasan straight welding ukuran 3x3 mm)

15 Kekuatan baut pengencang Ukuran baut pengencang (M8) A = 4 π = mm 2 Ʈb = 370 N/mm 2 Ʋ = 2 Ʈb = Ʈb / Ʋ = 370 / 2 = 185 N/mm 2 F max = Ʈb x A = 185 x = N = ton (aman karena Fg < F max) 3 x x 45 0 Gambar Konstruksi Las Table Keterangan : V = volume (mm 3 ) = massa jenis (kg/m 3 ) m = massa (kg) g = percepatan grafitasi (m/s 2 )

16 51 Fg = gaya berat (N) Ʋ = angka keamanan = batas patah pengelasan (N/mm 2 ) w = batas patas izin pengelasan (N/mm 2 ) A = luas area (mm 2 ) Tb = batas patah tarik material (N/mm 2 ) Tb = batas tarik izin material (N/mm 2 ) Profil U100 Kekuatan tegangan lekuk (rumus Euler) A = mm 2 L = 1580 Lk = 2L = 2 x 1580 = 3160 mm Ʋ = 2 E = N/mm 2 ǀ1 = 1/12 x b x h 3 = 1/12 x 60 x = mm 4 ǀ2 = 1/12 x b2 x h2 3 = 1/12 x 55 x 85 3 = mm 4 ǀ min = ǀ1 - ǀ2 = = mm 4 Fk = π x E x ǀ min / Lk 2

17 52 = π x x / = ton ( aman karena Fg < Fk ) A = luas area (mm 2 ) L = panjang konstruksi (mm) Lk = panjang lekuk (mm) E = modulus elastisitas (N/mm 2 ) Ʋ = angka keamanan ǀ = momen inersia (mm 4 ) Fg = gaya berat (N) Fk = gaya lekuk (N) 4.8. Beban Maksimal Pada Meja Ukuran baut pada tilting (M8) D = (M8) A = karena menggunakan dua buah baut pengencang maka dua kali diameter A = 2 x π x r 2 = 2 x π x

18 53 = mm 2 Ʈb = 370 N/mm 2 Ʋ = 3 Ʈb = Ʈb / Ʋ = 370 / 3 = N/mm 2 F max = 2xƮb x A = 2x x = N = 1.7 ton 4.9. Kekuatan Pencahayaan N = 1 Z = 1 ɸ = 350 lumen µ = 60% A = 1 m 2 = 1.25 Ex = Ex = Ex =

19 54 Ex = 168 lux * (*note : hasil mencukupi karena Ex masuk kriteria standar E yang ada yaitu berkisar antara 100 s/d 200) Keterangan : = factor pemeliharaan umumnya 1.25 untuk waktu yang panjang Ex = tingkat penerangan yang dikehendaki (lux) A = luas area kerja (m 2 ) N = jumah armature yang digunakan (pcs) µ = factor efisiensi (%) z = jumlah lampu per armature (pcs) ɸ = arus cahaya lampu (lumen)