RANCANG BANGUN ALAT PENGEROL ATAP DENGAN JENIS BAHAN ALKAN TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ALAT PENGEROL ATAP DENGAN JENIS BAHAN ALKAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Diploma III di Politeknik Negeri Padang Oleh: Nama : Riki Fitrah Hamdani No. BP : POLITEKNIK NEGERI PADANG JURUSAN TEKNIK MESIN 2016

2 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN MESIN PENGEROL ATAP DENGAN BERBAHAN JENIS ALKAN Disusun Oleh : Nama : Riki Fitrah Hamdani Nomor Bp. : Program Studi : Teknik Mesin Konsentrasi : Produksi Telah Lulus Sidang Pada Tanggal : 03 Oktober 2016 Disetujui Oleh : Pembimbing I Pembimbing II Mulyadi,ST.,MT Junaidi,ST., MP Nip Nip Disahkan Oleh : Ketua Program Studi Teknik Mesin Kepala Konsentrasi Produksi Sir Anderson,ST.MT Drs. Mulyadi,ST.,MT Nip Nip Ketua Jurusan Teknik Mesin Hanif,ST.,MT Nip

3 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN MESIN PENGEROL ATAP DENGAN BERBAHAN JENIS ALKAN Tugas Akhir Ini Telah Diuji dan Dipertahankan di Depan Tim Penguji Tugas Akhir Diploma III Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang Pada Tanggal : 03 Oktober 2016 Tim Penguji : Ketua/Penguji I Sekretaris/Penguji II Mulyadi,ST.,MT Nofriadi, ST.,MT Nip Nip Anggota I / Penguji III Anggota II / Penguji IV Nota Effiandi,ST.,MPd Yuliarman,ST., MT Nip Nip

4 Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan Maka apabila kamu sudah selesai (Dengan satu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain Ini hanya kepada Allah hendaknya kamu berharap (Qs : Alam Nasrah 1-8) Ya Allah berikanlah aku ilmu untuk tetap mensyukuri nikmat-mu Yang telah Engkau anugerahkan kepadaku dan kepada kedua ibu bapakku Dan untuk mengerjakan amal shaleh yang Engkau ridhoi dan masukanlah aku dengan rahmatmu ke dalam golongan hamba-hamba-mu yang shaleh (Qs : An-Nahl : 19) Allah memberikan hikmah (ilmu pengetahuan) kepada siapa yang Dikehendaki-Nya dan barang siapa yang diberi hikmah, sesungguhnya telah diberi Kebijaksanaan yang banyak dan tak ada yang dapat mengambil pelajaran kecuali orang-orang yang berakal (Qs : Al-Baqarah : 269) Doa Buat Ibu dan Ayah

5 Ya Allah, Rendahkanlah suaraku bagi mereka, Perindahlah ucapanku di depan mereka, Lunakanlah watakku terhadap mereka, Lembutkanlah hatiku untuk mereka. Ya Allah, Berikanlah mereka balasan yang sebaik-baiknya, Atas didikan mereka pada diriku, dan Pahala yang besar atas kesayangan yang Mereka limpahkan padaku Peliharalah mereka seperti mereka memeliharaku. Ya Allah, Apa saja gangguan yang telah mereka rasakan, Atau kesusahan yang mereka derita karena aku, Jadikanlah itu semua terhapusnya dosa-dosa mereka, Tinggikanlah kedudukan mereka dan Bertambahnya pahala kebaikan mereka, Dengan perkenan-mu. Ya Allah, Sebab hanya engkaulah Yang berhak membalas kejahatan dengan Kebaikan berlipat ganda. Berikanlah rahmat,hidayah dan berokah-mu dan Berikanlah mereka kesehatan dan rejeki-mu Amiiiiiiiin... Thanks to My Best Familly : Ayah ( Agusman) Ibu (Dasni), dan Adik-adikku (Riko, Hamda dan Ifzil), kalian adalah mutiara dalam hidupku yang selalu memberikan semangat dan nasehat untukku, terkadang aku khilaf dan bernada tinggi kepada kalian, ingin rasanya mata ini menangis dan mulut mengucapkan kata maaf, tetapi kalian selalu memahami keadaanku dan memaafkan kesalahanku. Aku tidak ingin membebani kalian dengan sikap dan tindakanku yang

6 terkadang menyimpang. Aku hanya menginginkan senyuman manis yang keluar dari wajah kalian. Apapun yang akan terjadi untuk hari esok, aku akan selalu bersyukur dan berusaha di jalan Allah SWT untuk membahagiankan kalian. Thanks to My Best friends : Sahabat, hanya kau yang bisa memahami karakter dan sifatku. Terkadang aku egois, jatuh dan tak tau arah, tetapi semangat yang kalian berikan membuat hidupku berkobar. Suka dan duka yang kita rasakan bersama, akan menjadi kenangan dalam hidupku. Kalian adalah yang terbaik sahabtku, Semoga kita meraih kesuksesan bersama. Thanks to One B Mess : Persahabatan, Kekompakan, Suka dan Duka, Memahami setiap karakter, Keberanian dan Kepemimpinan itulah yang aku dapatkan dan aku rasakan dikeluargaku ini. Sangat banyak ilmu, ide, pemecahan masalah dan kedewasan yang aku dapatkan. Aku merasakan perubahan sikap dan pemikiran yang signifikan dalam hidupku. Aku belajar berkomunikasi dan bisa memimpin, itu adalah berkat keluargaku One B Mess. Terima kasih yang amat indah untuk Refansyah, Muhammad Ihsan, Feri, Septiwan Werdinata, Taufik Hidayat, Mella Yohanda,, Yozi Saputra, Zulvan lindo,poniaseh, rhomi,rino,darwin,kaliang, fakri, faruki, zulfarman, iwal,tori, ijep, isan gapuak,isan preman dan temanteman III Produksi Teknik Mesin sekaligus teman-teman Mahasiswa Politeknik Negeri Padang. Jaya Teknik Mesin...

7 Thanks to My Best Teacher and Lecturer Bapak dan Ibu, terima kasih ilmu dan semangat hidup yang telah kalian berikan. Terkadang kami kurang disiplin dan mengupat dalam hati setiap teguran kebaikan yang kalian berikan. Ilmu yang kalian berikan kepada kami sungguh bermanfaat tiada kiranya. Kebaikan dan keiklasan yang kalian tunjukkan kepada kami memberikan arti bahwa begitu mahalnya ilmu pendidikan dan keiklasan dalam hidup. Tetapi kami paham itu semua untuk kebaikan dan masa depan kami. Maafkan kami dan kami janji akan membuat bangga kalian!!!!terima kasih untukmu Dosen Pembimbingku Bapak Mulyadi,ST.,MT dan Bapak Junaidi.ST.,MP serta Pengujiku Bapak Nofriadi, ST, MT, Bapak Nota Effiandi,ST.MPd dan Bapak Yuliarman,ST.,MT. Thanks to PT. PINDAD ( PERSERO ): Bapak, Ibu, Uda, Uni, Mas, Mbak, Abang, Kakak dan Keluarga Besar PT. Pindad (Persero), saya mengucapkan ribuan terima kasih atas ilmu dan sifat kekeluargaan yang kalian berikan kepada saya, Saya bangga dan beruntung bisa mengenal orangorang baik seperti kalian, Berkat ilmu, semangat dan doa yang kalian berikan sehingga dimudahkan oleh Allah SWT dalam penyusunan Tugas Akhir, Sidang Tugas Akhir, Wisuda dan Pekerjaan yang Bagus. Semoga kebakian kalian dibalas oleh Allah SWT dan semoga kita bisa ketemu kembali.. MOTTO "Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya." (Al-Baqarah: 286)

8 "Jika kamu bersabar dan bertaqwa, niscaya tipu daya mereka sedikit pun tidak mendatangkan kemudharatan kepadamu." (Ali Imran:120) "Dan jangankamuberputusasadarirahmat Allah. Sesungguhnyatiadaberputusasadarirahmat Allah, melainkankaum yang kafir." (Yusuf : 87) Kegigihan dan Kesabaran akan merubah hidupmu untuk masa depan cerah (Riki Fitrah Hamdani A.Md) Tidak ada yang tidak mungkin, selagi berusaha dijalan Allah SWT (Riki Fitrah Hamdani A.Md)

9 No. Alumni Universitas Riki Fitrah Hamdani No. Alumni Fakultas BIODATA (a) Tempat/Tgl Lahir: Alahan Panjang/12 Maret 1995 (b) Nama Orang Tua: Agusman dan Dasni (c) Jurusan: Teknik Mesin (d) Program Studi: DIII Teknik Mesin, Konsentrasi: Produksi (e) No. BP: (f) Tanggal Lulus: 03 Oktober 2016 (g) Predikat Lulus:... (h) IPK:... (i) Lama Studi: 3 Tahun (j) Alamat Orang Tua: Jorong Batang Hari,Kec. Lembah Gumanti, Kabupaten Solok, Provinsi Sumatera Barat. Tugas Akhir ini telah dipertahankan didepan sidang penguji dan dinyatakan lulus pada tanggal : 03 Oktober 2016 Abstrak telah disetujui oleh penguji : Tanda Tangan Nama Terang RANCANG BANGUN MESIN PENGEROL ATAP ALKAN Tugas Akhir D-III Oleh : Riki Fitrah Hamdani Pembimbing I : Mulyadi,ST.,MT dan Pembimbing II: Junaidi,ST.,MP ABSTRAK Pembuatan mesin pengerol atap alkan dilaksanakan di laboratorium produksi Politeknik Negeri Padang. Atap Alkan adalah Atap zincaluminium, terdiri dari perpaduan antara 43% seng, 55 % aluminium dan 1,5 % silicon yang dikombinasikan menghasilkan produk yang luar biasa kuatnya. Perpaduan unsure aluminium berguna untuk ketahanan terhadap karat, sedangkan unsure zinc berfungsi untuk kekakuan bentuk atap. Menghasilkan mesin pengerol atap yang lebih praktis atau mudah digunakan sehingga efesien dalam pengunaan tenaga. Prinsip kerja mesin yaitu dengan menghubungkan putaran motor dengan reducer, rantai yang telah dihubungkan dengan poros yang dilengkapi dengan bagian roll, dimana poros ini telah didesain dengan menggunakan beberapa roll yang telah disesuaikan. Mesin pengerol atap alkan merupakan sebuah mesin pembentuk atap alkan datar dengan ketebalan 0,35 mm.atap alkan merupakan hasil produk yang dihasilkan merupakan salah satu komponen yang sering dijumpai pada atap, dinding dan lisplank baik itu di rumahrumah maupun pabrik, gudang dan perkantoran Kata Kunci : Mesin, pengerol, alkan, reducer, pully, rantai Mulyadi,ST.,MT Nofriadi, ST.,MT Nota Effiandi,ST.,MPd Yuliarman, ST.,MT Mengetahui : Ketua Jurusan Teknik Mesin : Hanif ST.,MT. Nip Tanda Tangan Alumnus telah mendaftar ke Politeknik Negeri Padang dan mendapatakan nomor alumnus : Petugas Politeknik Nomor Alumni Jurusan Nama Tanda Tangan Nomor Alumni Politeknik Nama Tanda Tangan

10 KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr. Wb Segala puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia yang telah diberikan-nya sehingga Laporan Akhir ini dapat diselesaikan. Shalawat serta salam selalu kita curahkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan para pengikutnya yang setia sampai akhir zaman. Adapun tujuan penulisan Laporan Akhir ini untuk memenuhi persyaratan ujian kesarjanaan pada Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. Dalam hal ini penulis penulis mengambil judul : Rancang Bangun Mesin Pengerol Atap Berbahan Jenis Alkan Dalam kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua Pihak yang telah memberikan bantuan baik berupa Moril maupun Materil, sehingga Penulis dapat menyelesaikan Laporan Akhir ini, untuk itu Penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih banyak kepada : 1) Bapak Aidil Zamri ST, MT. Selaku Direktur Politeknik Negeri Padang. 2) Bapak Hanif, ST. MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang 3) Bapak Sir Anderson, ST. MT selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang 4) Bapak Mulyadi S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. 5) Bapak Junaidi S.T., M.P. selaku Dosen Pembimbing II dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini. 6) Segenap Dosen Pengajar dan Staff Administrasi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. i

11 7) Orang tua penulis yang selalu memberikan dukungan baik moril maupun materil, semoga Allah SWT selalu memberi kesehatan dan hidayahnya kepada beliau. 8) Teman-teman senasib seperjuangan yang telah memberikan dukungan kepada penulis. 9) Kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu 10) Dan tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada alumni Politeknik Negeri Padang atas masukan yang telah diberikan kepada penulis Dalam penyusunan Laporan Akhir ini Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangan dan jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik dari pembaca sangat Penulis harapkan untuk perbaikan dalam penyusunan laporan-laporan selanjutnya. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua yang membacanya. Wassalamu alaikum Wr. Wb Padang, September 2016 Penulis, RIKI FITRAH HAMDANI ii

12 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN PENGESAHAN ABSTRAK KATA PENGANTAR... i DAFTAR ISI... iii DAFTAR TABEL... vi DAFTAR GAMBAR... vii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Tujuan dan Manfaat... 2 C. Rumusan Masalah... 3 D. Metode Pengumpulan Data... 3 E. Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Rolling (Pengerolan)... 6 B. Tujuan Proses Rolling... 6 C. Dasar - dasar Pemilihan Bahan Fungsi Dari Komponen Sifat Mekanis Bahan Sifat Fisis Bahan Bahan Mudah Didapat Harga Relatif Murah... 9 D. Analisis Morfologis Alat Pengerol Atap... 9 E. Bahan dan Komponen Motor Listrik Bantalan Poros Sproket Rantai iii

13 6. Kerangka Pulley F. Rumus Perhitungan Pada Bahan dan Komponen Motor Listrik Reduse Daya pemutar rol Perencanaan poros Perencanaan sabuk dan pully Perencanaan bantalan Perencanaan pasak Rantai (chain ) Pengelasan BAB III PERENCANAAN A. Produk Yang Dihasilkan Aliran Proses Kontruksi Dasar Mesin Roll Pembentuk Atap Alkan B. Perencanaan Dan Perhitungan Alat Perhitungan gaya bending Perhitungan daya motor Perhitungan Rantai dan sproket Perencanaan poros Perhitungan perencanaan pully dan sabuk Perhitungan pasak Perencanaan bantalan Perhitungan pengelasan BAB IV PEMBAHASAN ( PROSES PEMBUATAN ) A. Proses Produksi Alat Bantu Membuat Atap Alkan Langkah Kerja Pembuatan Mesin C. Perhitungan Waktu Permesinan Proses Pengerjaan Mesin Bubut iv

14 2. Proses Pemotongan Pada Rangka Proses Pengelasan Proses Pengerjaan Mesin Bor D. Proses Finishing Pembersihan Komponen-Komponen Pengecatan Proses Assembling E. Perhitungan Biaya Produksi Biaya Produksi BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v

15 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Matriks Morfologis Tabel 2.2 Faktor Faktor Koreksi Daya Yang Akan Ditransmisikan Tabel 2.3 ukuran umum rantai rol Table 2.4 ukuran individual rantai no Table 2.5 nilai nilai factor konsentrasi tegangan geser Tabel 3.1 Variasi Ukuran Atap Alkan Table 3.2 pengujian gaya tarik atap alkan Tabel 4.1 Waktu Proses Pembubutan Pasangan Roll Tabel 4.2 Waktu Proses Pemotongan Pada Rangka Tabel 4.3 Waktu Proses Pengelasan Listrik Pada Rangka Tabel 4.4 Biaya Produksi vi

16 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Motor Listrik Gambar 2.2 Bantalan Gambar 2.3 Poros ambar 2.4 Sprocket Gambar 2.5 Rantai Gambar 2.6 v-belt Gambar 2.7 sabuk Gambar 2.8 sudut kontak sabuk Gambar 2.10 provil alur v Gambar 2.11 dimensi pasak Gambar 2.12 rantai rol Gambar 2.13 rantai rol Gambar 2.14 Sambungan Las Tipe Lap Joint Atau Fillet Joint Gambar 2.15 Sambungan Las Tipe Butt Joint Gambar 2.16 Tipe Sambungan Las Corner Joint, edge joint dan T-joint 34 Gambar 2.17 Sambungan Las Tipe Lap Joint Gambar 2.18 Sambungan Las Tipe Lap Joint Parallel Gambar 2.19 Sambungan Las Tipe Butt Joint Gambar 3. 1 Atap Alkan Gambar 3.2 ukuran atap alkan Gambar 3. 2 desain Mesin pengerol atap alkan Gambar 3.3 pengujian gaya tarik Gambar 3.5 poros utama beserta gaya-gaya yang terjadi vii

17 Gambar 3.6 diagram momen lentur Gambar 3.7 bantalan Gambar 4. 1 Pasangan Roll Gambar 4. 2 Roll Gambar 4. 3 Roll Kecil Gambar 4. 4 Roll Besar Gambar 4. 5 Poros Gambar 4. 6 Kaki Kerangka Meja Gambar 4. 7 Kerangka Meja Gambar 4. 8 Kerangka Dudukan Motor Gambar 4. 9 Pengeboran Kerangka Meja Gambar 4.10 pemasangan semua bearing pada kerangka meja Gambar 4.11 hubungkan putaran dari speed reduser Gambar 4.12 desain mesin pengerol atap alkan viii

18 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dengan semakin berkembangnya teknologi peralatan, permesinan dan bahan, tentu saja sangat mempengaruhi banyak hal dalam kehidupan manusia. Begitu juga di dalam pekerjaan konstruksi, dalam hal ini adalah pekerjaan pembuatan atap dari suatu bangunan. Dahulu hanya mengenal beberapa jenis bahan saja untuk pekerjaan tersebut yaitu kayu, genteng, seng dan asbes. Namun sekarang keadaan sudah sangat berubah, begitu banyak pilihan teknologi yang dapat di gunakan, baik cara pengerjaan maupun bahan yang akan di gunakan, tentu saja dengan segala macam kekurangan dan kelebihannya. Salah satunya adalah penutup atap dengan jenis bahan Alkan. Berdasarkan survey yang penulis lakukan, atap alkan tidak bisa dibeli dengan mudah, untuk membeli pun dengan memesan terlebih dahulu (Inden). Tentunya hal ini membuat mahalnya harga dari atap alkan tersebut. Dengan adanya masalah tersebut, penulis ingin membuat suatu alat pengerol atap alkan dengan biaya yang rendah, namun dengan kualitas yang setara. Selain untuk mempermudah dan mempercepat dalam pekerjaan, produk yang dihasilkan juga lebih akurat sehingga lebih efektif dan efesien. Dalam pembuatan sebuah alat pengerol ini dibutuhkan langkah perencanaan yang tepat, sehingga mesin ini mampu bekerja secara optimal, serta 0

19 pengoperasiannya lebih sederhana, agar semua orang dapat menggunakan dengan mudah. B. Tujuan dan manfaat Tujuan dari perancangan mesin pengerol ini adalah : 1. Menghasilkan mesin pengerol atap yang lebih praktis atau mudah digunakan sehingga efesien dalam pengunaan tenaga. 2. Menghasilkan mesin dengan konstruksi yang lebih aman dan relatif lebih murah. 3. Menghasilkan prototype mesin pengerol yang dapat membantu menghasilkan produksi atap alkan dalam skala rumah tangga. Sedangkan manfaat dari perancangan alat pengerol atap alkan ini adalah 1. Bagi mahasiswa, adalah: a. Merupakan implementasi ilmu yang telah diberikan selama duduk dibangku kuliah, sebagai tolak ukur kompetensi mahasiswa untuk meraih gelar Ahli Madya b. Salah satu bekal pengalaman ilmu untuk mahasiswa sebelum terjun ke dunia industri, sebagai modal persiapan untuk dapat mengaplikasikan ilmu yang telah diberikan. c. Mengetahui kendala-kendala yang timbul dalam proses pembuatan mesin 1

20 2. Bagi Lembaga Pendidikan, adalah: a. Merupakan pengembangan ilmu dan pengetahuan (IPTEK) yang tepat guna dalam hal menciptakan ide untuk menghasilkan suatu alat yang baru. b. Merupakan inovasi awal yang dapat dikembangkan kembali dikemudian hari dengan lebih baik. c. Menghasilkan lulusan yang benar-benar kompeten di bidang teknik mesin. C. Rumusan masalah Adapun rumusan masalah yang akan dijelaskan pada laporan akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Komponen Komponen Apa Saja Yang Dibutuhkan Untuk Pembuatan Alat Pengerol Atap Alkan? 2. Alat-Alat Apa Saja Yang Digunakan Untuk Membantu Dalam Proses Pembuatan Alat Pengerol Atap Alkan? 3. Bagaimana Cara Perakitan/Pemasangan Tiap-tiap KomponennDalam Prosses Pembuatan Alat Pengerol Atap Alkan? D. Metode Pengambilan Data Adapun metode-metode yang dilakukan dalam penyusunan Laporan Akhir ini adalah sebagai berikut: 2

21 1. Studi Literatur Metode ini dilakukan dengan jalan mengambil data dari sumber yang berkaitan dengan judul Laporan Akhir ini, baik dari perpustakaan maupun media internet 2. Melakukan wawancara Metode ini dilakukan dengan cara melakukan tanya jawab dan melihat langsung aplikasinya di masyarakat E. Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan adalah sebagai berikut: 1. BAB I : Pendahuluan Bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, manfaat, perumusan dan batasan masalah, metode pengambilan data serta sistematika penulisan Laporan Akhir 2. BAB II : Tinjauan Pustaka Bab ini membahas teori pendukung, dasar-dasar pemilihan bahan serta rumus perhitungan yang digunakan pada bahan dan komponen 3. BAB III : Perencanaan Dalam bab ini diuraikan tentang perencanaan yang menyangkut rancangan mesin roll serta aliran proses dan ukuran produk yang dihasilkan serta perhitungan komponen-komponen mesin 4. BAB IV : Pembahasan Bab ini membahas pengujian alat/mesin disertai hasil dan analisa data. 3

22 5. BAB V : Kesimpulan dan Saran Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran atau rekomendasi lebih lanjut tentang kemungkinan perbaikan yang dapat ditingkatkan pada alat/mesin. 4

23 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Rolling (Pengerolan) Rolling atau pengerolan adalah proses pengurangan ketebalan atau proses pembentukan pada benda kerja yang panjang. Proses rolling dilakukan dengan satu set rol yang berputar dan menekan benda kerja supaya terjadi perubahan bentuk. Rolling pertama kali dikembangkan pada tahun 1500an. Rolling dilakukan dalam dua tahap. Pertama dilakukan pada suhu yang tinggi atau disebut hot rolling. Hot rolling dilakukan untuk mengurangi dimensi bahan baku ( ingot) secara besar-besaran. Setelah hot rolling selanjutnya dilakukan cold rolling, yaitu pengerolan pada suhu ruang. Pada cold rolling pengurangan dimensi tidak dilakukan secara besar-besaran karena proses ini memerlukan tenaga yang sangat besar. Cold rolling dilaksanakan sebagai finishing untuk mencapai dimensi yang sesuai, memperhalus permukaan benda kerja, dan meningkatkan sifat mekanis benda kerja. B. Tujuan Proses Rolling 1) Mengurangi ukuran penampang benda kerja. 2) Memperoleh bentuk yang diinginkan. 3) Mengurangi kegetasan benda kerja (benda kerja awal biasanya berupa ingot hasil pengecoran yang bersifat getas). 4) Meningkatkan kekuatan benda kerja. 5

24 5) Meningkatkan kekerasan benda kerja. 6) Memperhalus permukaan benda kerja C. Dasar-dasar Pemilihan Bahan Di dalam merencanakan suatu alat perlu sekali memperhitungkan dan memilih bahan-bahan yang akan digunakan, apakah bahan tersebut sudah sesuai dengan kebutuhan, baik itu secara dimensi ukuran ataupun secara sifat dan karakteristik bahan yang akan digunakan. Berdasarkan pemilihan bahan yang sesuai maka akan sangat menunjang keberhasilan dalam perencanaan tersebut, adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan yaitu: 1. Fungsi Dari Komponen Dalam perencanaan ini, komponen-komponen yang direncanakan mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Yang dimaksud dengan fungsinya adalah bagian-bagian utama dari perencanaan atau bahan yang akan dibuat dan dibeli harus sesuai dengan fungsi dan kegunaan dari bagian-bagian bahan masing-masing. Namun pada bagian-bagian tertentu atau bagian bahan yang mendapat beban yang lebih besar, bahan yang dipakai tentunya lebih keras. Oleh karena itu penulis memperhatikan jenis bahan yang digunakan sangat perlu untuk diperhatikan. 2. Sifat Mekanis Bahan Dalam perencanaan perlu diketahui sifat mekanis dari bahan, hal ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi dalam penggunaan bahan. Dengan diketahuinya sifat mekanis dari bahan maka akan diketahui pula kekuatan 6

25 dari bahan tersebut. Dengan demikian akan mempermudah dalam perhitungan kekuatan atau kemampuan bahan yang akan dipergunakan pada setiap komponen. Tentu saja hal ini akan berhubungan dengan beban yang akan diberikan pada komponen tersebut. Sifat-sifat mekanis bahan yang dimaksud berupa kekuatan tarik, tegangan geser, modulus elastisitas dan sebagainya. 3. Sifat Fisis Bahan Sifat fisis bahan juga perlu diketahui untuk menentukan bahan apa yang akan dipakai. Sifat fisis yang dimaksud disini seperti : kekasaran, kekakuan, ketahanan terhadap korosi, tahan terhadap gesekan dan lain sebagainya. 4. Bahan Mudah Didapat Bahan-bahan yang akan dipergunakan untuk komponen suatu mesin yang akan direncanakan hendaknya diusahakan agar mudah didapat dipasaran, karena apabila nanti terjadi kerusakan akan mudah dalam penggantiannya. Meskipun bahan yang akan direncanakan telah diperhitungkan dengan baik, akan tetapi jika tidak didukung oleh persediaan bahan yang ada dipasaran, maka pembuatan suatu alat tidak akan dapat terlaksana dengan baik, karena terhambat oleh pengadaan bahan yang sulit. Oleh karena itu perencana harus mengetahui bahanbahan yang ada dan banyak dipasaran. 7

26 5. Harga Relatif Murah Untuk membuat komponen-komponen yang direncanakan maka diusahakan bahan-bahan yang akan digunakan harganya harus semurah mungkin dengan tanpa mengurangi karakteristik dan kualitas bahan tersebut. Dengan demikian dapat mengurangi biaya produksi dari komponen yang direncanakan. D. Analisis Morfologi Alat/Mesin Pengerol Atap Analisis morfologi adalah suatu pendekatan yang sistematis dalam mencari sebuah alternatif penyelesaian. Metode ini dapat digunakan sebagai alternatif dari spesifikasi bahan atau komponen yang akan dipakai pada produk. Analisis morfologi suatu alat/mesin dapat terselesaikan dengan memahami karateristik suatu alat/mesin dan mengerti akan berbagai fungsi komponen yang akan digunakan. Dengan segala sumber informasi tersebut selanjutnya dapat dikembangkan untuk memilih komponen-komponen alat/mesin yang paling ekonomis, segala perhitungan teknis dan penciptaan bentuk dari alat/mesin yang menarik. Analisis morfologi sangat diperlukan dalam perancangan alat/mesin pengerol atap untuk mendapatkan sebuah hasil yang maksimal. Analisis morfologi ditunjukkan dalam matriks morfologis. 8

27 NO VARIABEL Tabel 2.1 Matriks Morfologis VARIAN Penggerak Motor Bensin Manual Motor Listrik 2 Speed Reducer 3 Sistem Transmisi Reducer Vertikal Reducer Horizontal Rantai Puli Roda Gigi 9

28 Tabel 2.1 Matriks Morfologis (Lanjutan) NO VARIABEL VARIAN Bahan Profil Rangka Kanal U Siku Pipa 2 Roller Roll Bulat Roll Kotak Berdasarkan Tabel 2.1, matriks morfologis alat/mesin pengerol atap yang terpilih adalah : 1. Sistem tenaga yang terpilih adalah motor listrik atau yang ketiga karena alat/mesin ini ditempatkan di dalam ruangan sehingga tidak menimbulkan polusi udara yang berlebih jika dibanding dengan menggunakan motor bensin dan tidak menimbulkan suara yang berisik Pekerjaan proses pengerolan semakin cepat menggunakan motor listrik jika dibanding dengan tenaga manual, serta membuat nyaman bagi penggunanya dan lebih aman 2. Pereduksi putaran tinggi menggunakan reducer vertikal atau yang pertama, karena posisi poros output yang sesuai dengan kebutuhan. 10

29 3. Sistem transmisi yang terpilih adalah rantai dan pulley karena output yang sesuai dengan kebutuhan 4. Profil bahan rangka yang dipilih adalah siku (L) atau yang kedua, selain harganya lebih murah dibanding yang lain, profil siku (L) tersebut sudah dirasa cukup kuat untuk menompang bagian-bagian komponen dari alat/mesin pengerol atap. 5. Roller atau alur tempat atap yang dipilih adalah yang kedua atau roll kotak, karena pekerjaan pengerolan sesuai dengan bentuk produk yang dinginkan E. Bahan dan Komponen Dalam perancangan mesin pengerol atap ini dibutuhkan berbagai macam bahan dan komponen yang tepat, agar sistem kerja dari mesin yang akan dibuat sesuai dengan yang diinginkan. Berikut bahan dan komponen yang digunakan, antara lain : 1. Motor Listrik Motor listrik berfungsi sebagai tenaga penggerak yang digunakan untuk memutarkan alat. Penggunaan motor listrik ini disesuaikan dengan kebutuhan daya mesin tersebut, yaitu daya yang dibutuhkan dalam proses pembendingan. Gambar 2. 1 Motor Listrik 11

30 2. Bantalan Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah porsos agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan. Bantalan harus cukup kuat untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Pada umumya bantalan dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu : a. Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros. 1) Bantalan Luncur Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantara lapisan pelumas. 2) Bantalan Gelinding Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol dan rol bulat. b. Berdasarkan arah beban terhadap poros. 1) Bantalan radial Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu. 2) Bantalan aksial Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros. 12

31 3) Bantalan gelinding khusus Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus sumbu poros. Gambar 2. 2 Bantalan 3. Poros Poros adalah suatu bagian material yang mentransmisikan gerak berputar dan daya. Biasanya berpenampang bulat. dimana terpasang elemen seperti pulley, bantalan dan lain-lain. Mengenai perencanaan poros ini adalah suatu persoalan dasar, dimana poros dapat menerima pembebanan lentur, tekan, tarik. atau puntir baik yang bekerja sendiri maupun kombinasi satu dengan yang lainnya. Hal-hal penting dalam perencanaan poros, antara lain : a. Beban poros Suatu poros transmisi dapat mengalami suatu beban puntir atau lentur, gabungan antara puntir dan lentur seperti telah diutarakan diatas. Juga ada poros yang mendapat beban tarik dan tekan seperti poros baling-baling kapal atau turbin. 13

32 b. Kekakuan poros Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup tetapi jika lenturan atau defleksi puntiran terlalu besar akan mengakibatkan ketidak-telitian atau getaran dan suara. Disamping kekuatan poros, kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan diterima poros tersebut. c. Putaran kritis Bila putaran suatu mesin dinaikan maka suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik dan lain-lain. Juga dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian lainnya. Jika mungkin, poros harus direncanakan sedemikian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya. d. Korosi Bahan-bahan tahan korosi (termasuk plastik) harus dipilih untuk poros propeller dan pompa bila terjadi kontak dengan fluida yang korosif. Demikian juga yang terancam kavitasi, dan poros-poros mesin yang sering berhenti lama sampai dengan batas-batas tertentu dapat pula dilakukan perlindungan terhadap korosi. 14

33 Gambar 2. 3 Poros 4. Sproket Sproket adalah roda bergerigi yang berpasangan dengan rantai, track atau benda panjang yang bergerigi lainnya. Sproket berbeda dengan roda gigi, sproket tidak pernah bersinggungan dengan sproket lainnya dan tidak pernah cocok. Sproket juga berbeda dengan pulley di mana sproket memiliki gigi sedangkan pulley pada umumnya tidak memiliki gigi Gambar 2. 4 Sproket 5. Rantai Rantai adalah elemen transmisi daya yang tersusun sebagai sebuah deretan penghubung dengan sambungan pena. Rancangan ini menyediakan fleksibilitas disamping juga memungkinkan rantai mentransmisikan gaya tarik yang besar. Ketika mentransmisikan daya antara poros-poros yang berputar, rantai berhubungan terpadu dengan roda bergerigi yang disebut sproket. 15

34 Gambar 2. 5 Rantai 6. Kerangka Kerangka yang digunakan pada komponen meja adalah material profil L dengan ukuran 40 x 40 dengan ketebalan 3 mm dan ukuran 1200 x 650 x 750 mm. Kerangka berfungsi untuk menahan berat beban keseluruhan dari semua komponen yang terdapat pada mesin ini dan sebagai penegak konstruksi mesin agar kokoh. 7. Pulley Pulley adalah termasuk elemen transmisi daya atau putaran dari satu poros ke poros lainnya. Macam-macam sabuk a. Sabuk datar (flat belt) Sabuk datar banyak dijumpai di bengkel atau industri rumah/kecil lainnya. Karena sabuk ini mudah didapat di pasaran dan pemasangannnya relatif mudah (tidak memerlukan kepresisian yang tinggi). Sabuk datar digunakan untuk kecepatan keliliing antara 2 10 m/s, dan daya sampai dengan 50 kw. b. Sabuk V Sabuk V (V-belt) digunakan untuk memindahkan daya yang relatif kecil antara satu mesin ke mesin yang lain yang mempunyai jarak tidak 16

35 terlalu jauh (1 2 m). Kecepatan sabuk diharapkan antara m/s, dengan daya maksimum sekitar 10 kw. Gambar 2.6 V-belt c. Sabuk gilir (timing belt) Sabuk gilir biasanya digunakan untuk memindahkan daya yang kecil tapi memerlukan kepresisian yang tinggi. Artinya tidak diharapkan adanya slip walaupun sangat kecil, sehingga putaran yang dipindahkan betul-betul sangat teliti, misalnya pada putaran as klep mesin motor/ mobil. F. Rumus Perhitungan Pada Bahan dan Komponen Dalam perencanaan Mesin Pengerol Atap ini diperlukan teori-teori yang mendukung dalam perhitungan, dan rumus-rumus yang digunakan pada bahan dan komponen tersebut. 1. Motor Listrik Penggerak utama yang direncanakan dalam rancang bangun ini adalah motor listrik. Motor ini berfungsi sebagai sumber energi (daya) mesin yang diteruskan ke speed reducer. Kemudian ditransmisikan melalui rantai dan sproket kepasangan poros yang menjadi sumber penggerak utama. 17

36 Untuk mencari daya motor listrik agar dapat menggerakkan poros maka digunakan persamaan : Pd = P x Fc (Sularso. 1997)(1.1 hal 7) Dimana : Pd = Daya yang direncanakan (kw) P = Daya yang ditetapkan, yaitu 1,5 Hp = 1,1025 kw Fc = Faktor koreksi (tabel 2.2) Tabel 2. 2 Faktor-Faktor Koreksi Daya Yang Akan Ditransmisikan Daya yang ditransmisikan Fc Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal 1,2 2,0 0,8 1,2 1,0 1,5 2. Reducer Reducer berfungsi sebagai alat untuk mereduksi/memperlambat putaran motor yang dihubungkan dengan belt. Perbandingan reduksi pada reducer ini adalah 50 : 1. Motor yang digunakan 1,5 Hp. Kecepatan poros reducer (input reducer) : = (Sularso.1997)(5.1 hal 166) Dimana : n1 = Putaran motor (rpm) n2 = Putaran poros reducer (rpm) Dp = Diameter pully reducer (mm) dp = Diameter pully motor (mm) Kecepatan putaran keluaran (output reducer) : n (reducer) = 18

37 3. Daya Pemutar roll P = T. ω Dimana : P = Daya motor (watt) T = Torsi atau momen puntir (kgm/s 2 ) ω = Kecepatan sudut (r/s) T = F. r Dimana : F r = Beban tekan gigi pemecah (kg)(percobaan) = jari-jari gigi pemecah (mm) ω =.. 4. Perencanaan Poros 1. Poros Dengan Beban Puntir Beban puntir biasanya terjadi pada poros yang berputar pada motor dengan sebuah kopling. Jika P adalah daya nominal output dari motor penggerak maka berbagai macam faktor keamanan dapat diambil dalam perencanaan Pd (kw) sebagai patokan adalah : Pd = fc. P (kw) (Sularso, 1980, 7) Tegangan geser yang diizinkan σ a (kg/mm 2 ) untuk pemakain umum pada poros dapat dihitung dengan mangetahui faktor keamanan Fs. faktor fs1 untuk bahan poros S-C diambil 6,0 dengan pengaruh massa dan baja paduan. 19

38 Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi alur pasak dan dibuat bertangga. Untuk memasukkan pengaruh-pengaruh ini dalam perhitungan perlu diambil faktor yang dinyatakan dengan fs2 dengan harga sebesar1,3-3,0. Dari hal-hal diatas maka besar σ a = σb / (Sf1 x Sf2) (sularso, 1980, 7). Faktor koreksi yang dianjurkan ASME adalah 1,0 untuk beban yang dikenakan secara halus, 1,0-1,5 jika terjadi sedikit kejutan dan 1,5-3,0 dengan kejutan atau tumbukan besar. Jika diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban lentur maka dapat dipertimbangkan pemakaian faktor Cb yang harganya antara 1,2 sampai 2,3, tetapi jika tidak terjadi pembebanan lentur maka Cb diambil 1,0. Dari faktor tersebut maka diameter poros dapat dicari dengan menggunakan persamaan : Ds = [, Kt.Cb.T] 1/3 (Sularso; 1980, 8) 2. Poros Dengan Beban Puntir Dan Lentur Poros dengan beban puntir dan lentur pada umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai. Dengan demikian poros pada permukaan poros akan terjadi tegangan geser τ = T/Zp, karena momen puntir T dan tegangan σ = M/Z karean momen lentur. Untuk bahan yang liat seperti pada poros, dapat dipakai teori tegangan geser maksimum. 20

39 τmax = 2 + 4τ 2 (Sularso, 1980, 17) 2 Dengan mengingat banyaknya macam-macam beban, sifat beban, ASME menganjurkan suatu rumus untuk menghitung diameter poros. Disini faktor koreksi Kt untuk momen puntir dalam persamaan disebelah akan terpakai. Faktor lentur C tidak akan dipakai dan sebagai gantinya dipergunakan faktor koreksi Km untuk momen lentur yang hitung. Besarnya faktor Km adalah 1,5 untuk beban yang tetap, 1,5 2,0 untuk beban tumbukan ringan, dan 2-3 untuk beban dengan tumbukan berat. Dengan demikian Ds (diameter poros) dapat dihitung dengan persamaan : ds = [(, ) (. ) + (kt.t) 2 ] 1/3 (Sularso, 1980, 18) 5. Perencanaan Sabuk Dan Pully Untuk merubah putaran motor yang menggerakkan poros dapat dilakukan dengan cara membandingkan sebesar pully motor dengan beban yang dipasang. Pada mesin ini menggunakan 2 buah pully. a. Perencanaan Pully Untuk menghitung perencanaan sabuk yang digunakan, maka harus dihitung besarnya putaran pully yang akan digerakkan dengan persamaan: = (Sularso, 1997) (5,1 hal 166) 21

40 Dimana : n1 = putaran motor (Rpm) n2 = putaran poros reducer (Rpm) Dp = diameter pully reducer (mm) dp = diameter pully motor (mm) b. Perencanaan sabuk Gambar 2.7 sabuk Daya yang diperlukan untuk menggerakkan mesin perkakas biasanya dipindahkan dari motor listrik menggunakan pully. Menghitung perencanaan sabuk, dapat dihitung dengan persamaan persamaan : Panjang Sabuk (L) L = 2C + (Dp + dp) + (Dp dp) (Sularso, 1997) (5,3) 22

41 keterangan : L = Panjang pully (mm) π = 3,14 Dp = Diameter pully yang digerakkan (mm) dp C = Diamter pully yang bergerak (mm) = Jarak antara pully motor dengan pully poros (mm) Sudut Kontak(θ) Gambar 2.8 Sudut Kontak Sabuk (Sumber : Elemen Mesin, Sularso 1994) sudut kontak dapat ditentukan dengan rumus : θ = ( ) (Sularso, 1997) (5.11 hal 173) Menetukan Profil Alur Sabuk V Berdasarkan diameter nominal atau diameter lingkaran jarak bagi (dp), maka profil alur sabuk V dapat ditentukan berdasarkan tabel A seperti lampiran. 23

42 Gambar 2.10 Profil Alur V (Sumber : Sularso 1997) kecepatan linear sabuk (v) ϑ = dp.n1( Sularso 1997 ) (5.2) Perencanaan Bantalan Perencanaan bantalan mengikuti persamaan sebagai berikut : a. Menetukan Kapasitas Nominal Spesifik (C) Untuk menetukan kapasitas nominal spesifik (C) diberikan dalam bentuk grafik dan juga bentuk tabel, seperti dilihatkan pada lampiran. b. Menetukan Faktor Kecepatan Fn = [, ] 1/3 (Sularso 1997) (4.52 Hal 136) Dimana, n = putaran poros utama c. Menetukan Beban Ekivalen Dinamis (Ps) Ps = X.Fr + Y.Fa (Sularso 1997) (4.52 Hal 135) dimana : X = Factor beban radial (faktor ini dib erikan dalam bentuk tabel seperti diperlihatkan dalam lampiran B) Fr =Beban radial 24

43 Y = Faktor beban aksial (faktor ini diberikan dalam bentuk tabel seperti diperlihatkan dalam lampiran B) Fa = Beban radial d. Menetukan Faktor Umur (fh) Fh = fn. (Sularso 1997) (4.53 Hal 136) Dimana : Fn C P = Faktor kecepatan = Beban nominal dinamis spesifik (kg) = Beban ekivalen dinamis (kg) e. Mentukan Umur Bantalan (Lh) Lh = 500 (fh) 3 (Sularso 1997) (4.54 Hal 136) Dimana : Fh = faktor umur bantalan 7. Perencanaan Pasak Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, pully, sprocket, kopling. Pasak pada umumnya dapat digolongkan dalam beberapa macam : a. Pasak menurut letak poros 1. pasak pelana 2. pasak rata 3. pasak benam 4. pasak singgung 25

44 b. Pasak tembereng atau pasak benam Yang paling umum dipakai adalah pasak benama yang dapat meneruskan momen besar. untuk momen dengan tumbukan dapak dipakai pasak singgung Hal-Hal Penting Dan Tata Cara Perencanaan Pasak Kadang-kadang pada perencanaan pasak sengaja dipilih bahan yang lemah, sehingga pasak lebih dahulu rusakdaripada porosnya. Ini disebabkan pasak lebih mudah serta mudah menggantinya. Pada perencanaan ini bahan pasak yang digunakan adalah S 35 C dengan kekuatan tarik 58 kgmm 2. Dimensi pasak ditentukan dengan mengikuti persamaan persamaan berikut : 1. Menetukan Gaya Tangensial Pada Permukaan (F3) F3 = / (kg)...(lit 1. hal 25) Dimana : T = momen rencana dari poros (kgmm) d = diameter poros (mm) 2. Menetukan Tegangan Geser Yang Diizinkan (Τg2) τg2 =τ1...(lit 1. hal 8) sf1 + sf2 Dimana : τ1 =kekuatan tarik bahan poros, dimana bahan poros rencana adalah St.37 dengan kekuatan tarik 37 N/mm 2 sf1 = faktor koreksi kekuatan sf1 = 6 sf2 = faktor koreksi alur pasak 26

45 sf2 = 1-1,5 untuk beban diberikan secara perlahan sf2 = 1,5-3, untuk beban dikenakan dengan tumbukan ringan sf2 = 2-5, untuk beban dikenakan tiba tiba dengan tumbukan berat c. Menetukan Panjang Pasak (L) Panjang pasak ditentukan berdasarkan diameter poros yang didapat (ihat lampiran tabel C) Gambar 2.11 Dimensi Pasak d. Menentukan Tekanan Pada Permukaan Pasak Pa =...(lit 1. hal 27) Dimana : Pa = tekanan pada permukaan pasak (kg/mm 2 ) t1 = kedalaman alur pasak pada poros t2 = kedalaman alur pasak pada naf 8. Rantai (Chain) Rantai transmisi daya biasanya dipergunakan dimana jarak poros lebih besar dari pada transmisi roda gigi tetapi lebih pendek dari pada dalam transmisi sabuk. Rantai mengait pada gigi sprocket dan meneruskannya daya tanpa slip, jadi menjamin perbandingan putaran yang tetap. 27

46 Gambar 2.12 Rantai Rol Rantai sebagai transmisi mempunyai keuntungan-keuntungan seperti : 1. Mampu meneruskan daya besar karena kekuatannya yang besar. 2. Tidak memerlukan tegangan awal. 3. Keausan kecil pada bantalan. 4. Mudah memasangnya Rantai Sebagai transmisi rantai mempunyai beberapa keuntungan yaitu: 1) Variasi kecepatan yang tak dapat di hindari karena lintasan busur pada sprocket yang mengait mata rantai. 2) Suara dan getaran karena tumbukan antara rantai dan dasar kaki gigi sprocket. 3) Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus yang diakibatkan oleh gesekan dengan sprocket. a. Pemilihan Rantai Rol Pemilihan rantai rol disesuaikan dengan kondisi mesin pada saat mesin beroperasi. Ukuran umum rantai rol yang sesuai dengan perancangan mesin pengaduk serat dan perekat sebagai bahan pembuat papan komposit adalah rantai No. 40 yang di jelaskan oleh table

47 Gambar 2.13 Rantai Rol Ukuran umum dari rantai rol No.40 dapat dilihat pada table berikut : Tabel 2.3 Ukuran umum rantai rol. Ukuran individuil dari rantai rol pada table di atas adalah seperti terlihat pada table berikut : Tabel 2.4 Ukuran individuil rantai no.40 29

48 b. Perhitungan Panjang Rantai. Panjang rantai yang dibutuhkan untuk mentransmisikan daya dan putaran dapat di hitung dengan menggunakan rumus : Lp = [( 2 1)/6,28] (Sumber :Sularso dan Suga, 1997: 197) Dan, C = Cp.P (Sumber :Sularso dan Suga, 1997: 198) Dimana : Lp = Panjang rantai (jumlah mata rantai) P = Jarak bagi rantai (mm) Z1 = Jumlah gigi sprocket kecil Z2 = Jumlah gigi sprocket besar C = Jarak sumbu poros (mm) Cp = Jarak sumbu poros (jumlah mata rantai) c. Sproket Sproket adalah gigi tarik yang berfungsi sebagai pasangan rantai selama mentransmisikan daya dan putaran. Besar dan kecilnya ukuran sprocket yang digunakan berpengaruh pada kecepatan putar yang dihasilkan.jika kita menginginkan putaran yang lambat, maka sprocket penggerak harus lebih kecil dari pada sprocket yang digerakkan. 30

49 Dalam perencanaan sebuah sprocket yang akan digunakan, ada beberapa tahapan yang dilakukan diantaranya : Jumlah gigi sprocket yang direncanakan bisa dihitung dengan menggunakan rumus perbandingan ratio, yaitu : i = = Dimana : i n1 n2 Z1 Z2 = Ratio putaran = Putaran sprocket kecil (rpm) = Putaran sprocket besar (rpm) = Jumlah gigi sprocket kecil = Jumlah gigi sprocket besar d. Penentuan Besar diameter sprocket Diameter lingkaran jarak bagi (pitch) dan diameter luar sprocket dapat dihitung dengan menggunakan rumus : dp = (180 / Z1) dan Dp= (180 / Z2) dk= {0,6 + cot (180 / Z1} P dan Dk = {0,6 + cot (180 / Z2} P Dimana : dp = diameter pitch sporoket kecil (mm) Dp = diameter pitch sprocket besar (mm) 31

50 d1 = diameter luar sprocket kecil (mm) D1 = diameter luar sprocket besar (mm) (Sumber :Sularso dan Suga, 1997: 197) 9. Pengelasan a. Tipe-tipe Sambungan Las Secara umum sambungan dibagi dalam dua tipe: 1) Lap Joint atau Fillet Joint a) Single transverse fillet. b)double transverse fillet. c) Parallel fillet joints. Gambar 2.12 : Sambungan las tipe lap joint atau fillet joint 2) Butt Joint : Digunakan untuk pelat dan penumpu yang tidak terputusputus. Kampuh temu lebih kuat menahan beban statik terutama beban dinamik dibandingkan dengan kampuh leher. Kekuatan dinamik akan bertambah secara drastis bila kedua permukaan dari kampuh akar dilas dan digerinda searah dengan arah gaya. Kampuh miring juga lebih kuat menahan beban statik. Sambungan butt joint terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu: 32

51 a) Squard butt joint b)single V- butt joint c) Single U- butt joint d)double V- butt joint e) Double U- butt joint Gambar 2.13: Sambungan las tipe butt joint 3) Tipe sambungan lain a) Corner joint. b)edge joint. c) T-joint. Gambar 2.14: Tipe sambungan las corner joint, edge joint dan T-joint b. Perhitungan Kekuatan Sambungan Las 1) Tipe Lap Joint (transverse) 33

52 Gambar 2.15: Sambungan las tipe lap joint Untuk single fillet Untuk double fillet = 2 = 2 2 = 2 Panjang leher pengelasan = 2 Luas minimum pengelasan = 2 BD t l = Panjang leher pengelasan (mm) = Tebal pelat atau tebal lasan (mm) = Panjang lasan (mm) = Tegangan geser bahan yang dilas ( ) L = Luas minimum lasan ( ) 2) Tipe Lap Joint (parallel) Gambar 2.16: Sambungan las tipe lap joint parallel 34

53 Untuk single parallel = 2 Untuk double parallel = 2 2 = 2 Panjang leher pengelasan = 2 Luas minimum pengelasan = 2 BD t l = Panjang leher pengelasan (mm) = Tebal pelat atau tebal lasan (mm) = Panjang lasan (mm) = Tegangan geser bahan yang dilas ( ) L = Luas minimum lasan ( ) 3) Tipe Butt Joint Single V-Joint Double V-Joint Gambar 2.17: Sambungan las tipe butt joint 35

54 Untuk single V-joint = Untuk double V-joint = ( + ) l = Throat thickness top (mm) = Tthroat thickness bottom (mm) = Panjang lasan (mm) = Tegangan geser bahan yang dilas ( ) Tabel 2.3: Nilai-nilai faktor konsentrasi tegangan geser untuk beban dinamik Type of Joint Stress Concentration Factor 1. Retinfoced butt joint 1,2 2. Toe of transverse fillet weld 1,5 3. End of parallel fillet weld 2,7 4. T-butt joint shap corner 2,0 36

55 BAB III PERENCANAAN A. Produk Yang Dihasilkan Produk yang dihasilkan adalah atap alkan dengan bentuk dua gelombang. Atap dengan jenis ini sering dijumpai pada atap, dinding dan lisplank baik itu di rumah-rumah maupun pabrik, gudang dan perkantoran. Gambar 3. 1 Atap Alkan Dalam proses produksi pada rancang bangun mesin roll pembentuk alkan yang penulis buat sebagai Tugas Akhir yaitu khusus alkan yang mempunyai ketebalan 0,35 mm dengan ukuran sebagai berikut. Gambar 3. 2 ukuran atap alkan 38

56 Berikut tabel variasi ukuran material alkan yang digunakan sebagai salah satu komponen pada atap rumah : Tabel 3.1 Variasi ukuran Atap Alkan NO Tebal (mm) Ukuran 1 0,35 mm 2 0,40 mm 3 0,45 mm Dapat Dibuat dalam berbagai ukuran sesuai dengan 4 0,50 mm pesanan 5 0,55 mm 6 0,70 mm 1. Aliran Proses Dalam tahap perencanaan ini penulis menggunakan sepasang poros pembentuk lembaran alkan datar sehingga menjadi bentuk yang telah ditentukan 2. Konstruksi Dasar Mesin Roll Pembentuk Atap Alkan Dalam perencanaan alat roll ini, pertama harus dilakukan pembuatan desain dan juga prinsip kerja alat tersebut, agar dapat dengan mudah dipahami dan mudah dalam pembuatannya. Untuk memperjelas konstruksi alat tersebut dapat dilihat pada gambar 3. 2 di bawah ini dengan nama dan fungsi komponennya masing-masing : 39

57 Gambar 3. 3 desain Mesin Pengerol Atap Alkan 1) Motor Pada motor listrik ini, tenaga motor listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet ketahui bahwa yang disebut elektromagnet. Sebagaimana kita kutub-kutub dari magnet yang sama akan tolak menolak dan kutub-kutub yang berbeda akan tarik menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada suatu poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Motor listrik berfungsi sebagai tenaga penggerak yang digunakan memutar pulley. Penggunaan dari motor listrik ini disesuaikan dengan kebutuhan daya dari mesin roll tersebut. 2) Speed Reducer Speed reducer adalah suatu elemen mesin yang dapat digunakan untuk menstabilkan kecepatan. 40

58 Dalam rancang bangun mesin roll ini speed reducer berfungsi menurunkan kecepatan putaran yang dihasilkan motor listrik dengan perbandingan yang digunakan adalah 1 : 60 3) Pulley dan v-belt Pulley dan v-belt dipasang dari dinamo motor menuju speed reducer, pemilihan v-belt ini dikarenakan menghindari kerusakan pada dinamo motor ketika terjadinya paksaan dari roll 4) Pasangan Roll Pada desain mesin roll ini roll yang digunakan yaitu sepasang roll yang memiliki fungsi dan ukuran masing-masing. 5) Bearing Dalam desain mesin roll ini bearing digunakan untuk menahan poros yang berputar dan menerima beban dari poros tersebut. Pemilihan bearing yaitu menyesuaikan ukuran poros yang telah direncanakan, yaitu menggunakan bearing dengan diameter 25 mm. 6) Kerangka Kerangka yang digunakan pada komponen meja adalah material profil L dengan ukuran 40 x 40 dengan ketebalan 3 mm dan ukuran 1200 x 650 x 750 mm. Kerangka berfungsi untuk menahan berat beban keseluruhan dari semua komponen yang terdapat pada mesin ini dan sebagai penegak konstruksi mesin agar kokoh. 41

59 7) Rantai dan Sproket Dalam rancang bangun mesin roll ini, rantai dan sproket digunakan untuk mentransmisikan daya dari Speed Reducer Menuju Poros. Sproket yang digunakan mempunyai jumlah gigi 36. Sproket ini dipilih juga karena jarak sumbu sproket kebawah mempunyai jarak yang aman terhadap poros dibawahnya. B. Perencanaan dan Perhitungan Alat Sebelum menghitung daya motor terlebih dahulu menghitung gaya bending yang terjadi pada proses pembentukan alkan. 1. Perhitungan gaya bending Rumus : Gaya bending F = (0,5 x b x s x Rm) b s Rm = Bidang sentuh poros (155 mm) = Tebal alkan (0,35 mm) = Tegangan tarik alkan ( 255,6 N/ mm )... (Pengujian Lab. PNP) Gambar 3.4 Pengujian gaya tarik ( labor PNP ) 42

60 Dengan ukuran alkan : P = 160 mm L = 20 mm t = 0,5 mm jadi didapat luas penampang atap alkan adalah 10 mm 2. A = L x t = 20 mm x 0,5 mm = 10 mm 2 Table 3.2 Pengujian gaya tarik atap alkan ( uji labor PNP ) NO Beban (Kg) Hasil Percobaan Kg Putus Kg Putus Kg Putus Berdasarkan data yang telah didapatkan maka dapat di asumsikan nilai rata-rata dari tegangan tarik alkan adalah 260 kg = 260 kg x 9,81= 2550,6 N/mm 2. Dari keterangan tersebut dapat di peroleh gaya dengan rumus adalah : τt = τt = 2550,6 N = 255,06 N/mm 2 43

61 Perhitungan : F = (0,5 x b x s x Rm) F = (0,5 x 155 mm x 0,35 mm x 255,06 N/mm ) F = 6918,5 N Jadi dari hasil perhitungan diatas maka didapat gaya bedding nya adalah 6918,5 N. Setelah gaya bending yang terjadi pada proses pembentukan alkan didapat, maka selanjutnya menghitung daya motor yang dibutuhkan. 2. Perhitungan daya motor Torsi pada rol Untuk mengetahui besarnya torsi pada rol maka terlebih dahulu mengetahui gaya gesek antara rol dengan plat. Diketahui besarnya gaya (F) pada plat = 6918,5 N = 705,2 kg. Maka besar torsi pada rol adalah : Fs = F. μ = 705,2 kg. 0,74 = 521,8 kg Dimana : Fs = gaya gesek ( kg ) μ = koefisien gesek ( 0,74 ) T = Fs. r = 521,8 kg. 0,0466 m = 20,872 kg = 204,7 N Dimana : T = torsi ( Nm ) r = jari-jari rol ( m ) 44

62 Gaya Normal : = 0 F W = 0 F = m. g F = 2,2 kg. 9,81 = 21,6 N x 4 = 86,4 N Daya P = T x ω Ket : P = Daya ( watt ) T = Torsi ( Nm ) ω = Omega ( r/s ) Omega ω =. Sebelum kita menghitung omeganya kita hrus mencari dulu putaran poros nya. Perhitungan Putaran Reducer Kecepatan putaran motor yaitu 1450 Rpm, besarnya pully motor 4 inchi (101,6 mm) dan besarnya pully reducer 5 inchi (127 mm). Perbandingan putaran reducer 50 : 1, jadi kecepatan putaran masuk (input reducer) : 1 2 = 45

63 n2 = =,, = 1160 rpm Karena perbandingan reducer 50 : 1 maka putaran keluaran : n (reducer) = n2 = = 23,2 rpm Jadi putaran keluaran (output reducer) = 23,2 rpm ω = =.,., = 2,43 r/s Perhitungan daya : P = T x ω = 204,7 x 2,43 = 497,421 watt = 0,497 KW 1 Hp = 0,75 kw Jadi P =,, = 0,663 Hp Dengan mempertimbangkan fakator koreksi (tabel 2. 2) maka daya pengerol atap alkan : P = Fc. P = 1,2. 0,663 Hp = 0,796 Hp Jadi daya untuk memutar roll atap alkan adalah 0,796 Hp 46

64 Daya Mesin Daya yang didapatkan dari hasil perhitungan yaitu 0,796 HP. Untuk itu mesin yang ada dipasaran yang mendekati daya tersebut adalah 1 HP. Jadi motor yang digunakan adalah 1 HP. 3. Perhitungan Rantai Dan Sproket Perhitungan Rantai Rantai yang digunakan untuk mentransmisikan daya dan putaran dari speed reducer ke poros pemutar atap alkan adalah rantai nomor 40. Perhitungan Panjang Rantai Untuk menghitung panjang rantai yang direncanakan digunakan rumus : Lp = [( 2 1)/6,28] C p = {(L - ) + L, ( 2 - Z 1)² Dan, C = Cp. P Dimana : Lp = Panjang rantai (jumlah mata rantai) P = Jarak bagi rantai (mm) = 12,7 mm (Table 2.2) Z1 = Jumlah gigi sprocket kecil = 21 Z2 = Jumlah gigi sprocket besar = 21 C = Jarak sumbu poros (mm) Cp = Jarak sumbu poros (jumlah mata rantai) L = Jumlah Mata Rantai = 70 (Ditetapkan) 47

65 1) Jarak Sumbu Poros C p = {(L - ) + L, ( 2 - Z 1)² C p = {(70 - ) + 70, (21-21)² C p = 12, Cp = 61,25 C = Cp. P C = 61,25. 12,7 C = 777,87 mm = 77,787 cm 2) Panjang Rantai [( )/, ] Lp = [( )/, ] Lp = ,25 +, [( )/, ] Lp = + 122,5 +, Lp = ,5 + 0 LP = 143,5 = 144 Perhitungan Sproket 1. Perhitungan Jumlah Gigi Sproket dipilih berdasarkan jenis rantai yang digunakan. Sprocket pada poros keluaran speed reducer dipilih sprocket 48

66 dengan jumlah gigi 21 gigi berdiameter Ø 90 mm. Untuk mengetahui jumlah gigi pada sprocket yang terdapat pada poros, digunakan persamaan perbandingan ratio : i = = Dimana : n1 = Jumlah putaran pada sprocket penggerak Input dari reducer = 1450 Rpm 1:50). = 1450 / 50 = 29 Rpm (Keluaran dari speed reducer n = Jumlah Putaran pada sprocket digerakkan = 29 rpm (Penetapan) Z1 = Jumlah gigi pada sprocket penggerak = 21 (penetapan) Z2 = Jumlah gigi pada sprocket yang digerakkan = 21 (Penetapan) 2. Perhitungan Dimensi Sproket Diameter lingkaran jarak bagi (pitch) dan diameter luar sprocket dapat di hitung dengan menggunakan rumus : dp = (180 / Z1) dk = {0,6 + cos (180 / Z1} P Dp = (180 / Z2) Dk = {0,6 + cos (180 / Z1} P Dimana : dp = diameter pitch sporoket penggerak (mm) Dp = diameter pitch sprocket yang digerakkan (mm) dk= diameter luar sprocket yang penggerak (mm) 49

67 Dk = diameter luar sprocket yang digerakkan (mm) P = Jarak bagi (pitch) rantai (mm) = 12,7 mm a) Diameter Pitch sprocket penggerak (dp) : dp = (180 / Z1) dp=, ( / ) =., dp= 90,7 mm b) Diameter Pitch Sproket yang digerakkan (Dp) Dp= (180 / Z2) Dp=, ( / ) Dp =., Dp = 90,7 mm c) Diameter Luar Sproket Penggerak (dk) dk= {0,6 + cos (180 / Z1} P = {0,6 + cos (180 /21} P = {0,6 + (0,98) 12,7 = 13,046 mm d) Diameter Luar Sprocket yang Digerakkan (Dk) dk= {0,6 + cos (180 / Z1} P = {0,6 + cos (180 /21} P = {0,6 + (0,98) 12,7 = 13,046 mm 50

68 Sudut kontak ( ѳ ) Untuk menghitung sudut kontak dapat di hitung persaman : Ѳ = ( ) ( Sularso, hal 173 ) Dimana : Dp = diameter pitch sprocket yang digerakkan = 90,7 mm dp = diameter pitch sprocket yang penggerak = 90,7 mm C = jarak sumbu poros = 77,787 cm Maka : Ѳ = (,, ), Ѳ = Jadi dari perhitungan di atas didapat sudut kontaknya Ѳ = Perencanaan Poros a. Dudukan poros FL FR A B C D RA X1 X2 X3 RB 325 mm 325 mm 150 mm Gambar 3.5 poros utama beserta gaya-gaya yang terjadi beban di FL 1) Beban F = 6918,5 N 51

69 2) Massa roll = 2,2 kg karna rol terdiri dari 4 buah Maka massa rol 2,2 kg x 4 = 8,8 kg x 9,81 = 86,328 N Jadi besar beban di FL : FL = F + massa rol = 6918,5 N + 86,328 N FL = 7004,8 N Beban di F2 1) Ws ( Beban sprocket ) = 1kg x 9,81 = 9,81 N 2) Gaya rantai dengan rumus : FR = ( kg ) ( Sularso, hal 198 ) Dimana : FR = gaya yang bekerja pada rantai ( kg) Pd = daya motor =1,25 Hp x 0,75 = 0,94 Kw = kecepatan rantai ( m/s ) Jadi kecepatan rantai ( m/s ) dapat dihitung dari : =.. ( sularso, hal 198 ) Dimana : p = jarak bagi rantai (mm) = 12,7 mm ( table 2.2 ) z1 = jumlah gigi sprocket kecil = 21 ( penetapan ) n1 = putaran sprocket kecil = 29 rpm (penetapan ) maka : =.. =, Maka : FR1 = = 0,1289 / 52

70 FR1 =,, FR1 = 743,9 kg FR1 = 743,9 kg x 9,81 = 7297,66 N Jadi FR total = Ws + FR1 = 9,81 N ,66 N FR = 7307,47 N Torsi : T = FR x r = 7307,47 N x 0,045 m = 328,8 Nm b. Analisa gaya + = 0 FL. 0,325m + FR. 0,8m RB. 0,65 = 0 RB =.,., RB =,.,,., RB = 12496,2 N + = 0 - RA = - FL + RB - FR - RA = 7004,8 N ,2 N 7307,47 N RA = 1816,07 N Potongan 1-1 Mx ( 1-1 ) = RA. X1 Mx ( 1-1 ) = 1816,07 N.( X1) Pada saat X1 = 0 MA = 0 Nm 53

71 Pada saat X1 = 0,325 m MB = 1816,07 N. 0,325 N = 590,2 Nm Potongan 2-2 Mx ( 2-2 ) = RA. ( 0,325 m+ X2 ) ( FL. X2 ) Mx ( 2-2 ) = 1816,07 N.(0,325 m + X2) ( 7004,8 N. X2 ) Pada saat X2 = 0 MB = 590,2 Nm Pada saat X2 = 0,325 m MC = 1816,07 N.(0,325 m + 0,325 m ) ( 7004,8 N. 0,325 m ) = 1096,2 Nm Uji : MC = FR. 0,15 m = 7307,47 N. 0,15 m = 1096,2 Nm Te = MC 2 + T 2 = (1096,2 Nm) 2 + (328,8 Nm) 2 = ,88 = 1144,4 Nm Te = 116,6 kgm = kgcm 54

72 c. Dagram momen lentur FL FR A B C D X1 X2 X3 RA RB 325 mm 325 mm 150 mm R B = 12496,2 N F L = 7004,8 N F R = 7307,47 N RA = 1816,07 N R B = 12496,2 N Gambar 3.6 diagram momen lentur d. Diameter poros Poros menggunkan bahan S45C ( b = 55 kg/mm 2 = 5500 kg/cm 2 ) Te =.d 3S ds 3 = Te =, x 5500, = 10,80 cm ds = 10,80 1/3 cm ds = 2,2 cm = 22 mm. 55

73 Jadi poros yang didapat sesuai hitungan adalah diameter 22 mm. karena bearing dipasaran yang ada diameter 20, maka poros yang digunakan untuk mesin pengerol atap alkan ini adalah diameter 25 mm. 5. Perhitungan Perencanaan Pully Dan Sabuk a. Perhitungan Putaran Pully Motor Dalam perencanaan ini, karena pully motor langsung dihubungkan dengan poros motor, maka besarnya putaran pully sama dengan putaran pada poros motor, yaitu : (n1) = 1450 rpm b. Perhitungan Putaran Pully Reducer Dengan menggunakan persamaan : = dimana diketahui : n1 = putaran pully poros motor Dp = diameter pully reducer dp = diameter pully motor = 1450 rpm = 50,8 mm = 25,4 mm = n2 =,,,, = 725 rpm Perbandingan Reduksi : I = = 56

74 = = 2 c. Perhitungan Perencanaan Sabuk 1. Menetukan Jenis Sabuk Yang Digunakan Berdasarkan tabel A, dipilih sabuk type A dengan ukuran sebagai berikut : lebar (l) = 12,5 mm panjang (p) = 9 mm sudut = Menentukan Panjang Sabuk (L) Untuk menentukan panjang sabuk dapat ditentukan dengan menggunakan rumus dimana : Dp dp C = Diameter pully yang digerakkan = 50,8 mm = Diameter pully penggerak = 25,4 mm = Jarak antara poros motor dengan poros reducer = 300 mm (perencanaan) L = 2C + (Dp + dp) + (Dp dp) L = 2 x 300 mm +, ( 50,8 + 25,4 ) + ( 50,8 25,4 ) = 600 mm + 39, ,02 = 639,89 mm = 25,19 inch 3. Sudut Kontak Sabuk (θ) Sudut kontak sabuk pully motor ke pully poros reducer Dp dp = Diameter pully yang digerakkan = 50,8 mm = Diameter pully penggerak = 25,4 mm 57

75 C = Jarak antara poros motor dengan poros reducer = 300 mm (perencanaan) θ = =180 0 ( ) (,, ) = ,83 = 175, Kecepatan Linear Sabuk (V) V =.. =,.,. =1927,4 mm/s = 1,92 m/s 6. Perhitungan Pasak Perencanaan pasak untuk poros utama (penggerak) dengan diamaeter (d) = 25 mm T = 9, , =,2 kgmm Menetukan Gaya Pada Permukaan Pasak (F3) f3 = t (d/2) = 873,2 = 58,2 kg (25/2) Berdasarkan tabel C pada lampiran untuk ukuran poros ϕ25 mm ukuran pasak adalah : lebar pasak (b) = 7 mm tinggi pasak (h) = 7 mm 58

76 Menetukan Tegangan Geser Yang Diizinkan dengan menggunakan persamaan didapat : 2 = dimana τt. = kekuatan tarik bahan poros, dimana poros rencana adalah st 37 dengan kekuatan tarik 37 n/mm2 sf1 = 6, diambil karena untuk bahan S-C (baj a karbon konstruksi mesin) dengan penbgaruh massa dan baja paduan sf2= 2, diambil karena poros bertingkat jadi : 2 = 37 n/mm 2 = 3,08 n/mm 2 6 x 2 Menetukan Panjang Pasak Panjang pasak adalah 18 mm, ditentukan berdasarkan diameter poros yang didapat. (lihat lampiran tabel C) Menetukan tekanan pada permukaan pasak fa = dimana : f3 l (t1 atau t2) l = panjang pasak 18 mm t1 = kedalaman alur pada poros (4 mm) t2 = kedalaman alur pada naf (3 mm)...(lihat lampiran tabel C) Diambil t1 pada perhitungan menetukan tekanan pada permukaan pasak Pa = 58,2 kg 18 mm x 4 mm = 0,11 kg/mm 2 59

77 7. Perencanaan Bantalan Pemilihan jenis bantalan Dalam perencanaan ini bantalan yang direncanakan adalah bantalan gelinding yaitu bantalan peluru rel satu baris dengan pertimbangan pertimbangan sebagai berikut : - Bidang kecil sehingga panas yang ditimbulkan lebih kecil - Perawatan lebih mudah dibandingkan dengan bantalan luncur - Dapat dipakai untuk putaran yang tinggi - tempat dudukan lebih kecil dibandingkan peluru rel dua baris Gambar 3.7 Bantalan a. Menentukan beban ekivalen dinamis (P1) P = X V Fr + Y Fa Dimana : Y = 0 (dianggap nol) Fa = diabaikan Fr (poros 1)= massa pengerol + massa roda gigi = 0,75 kg + 3 kg = 37,84 kg b. Menentukan Kapasitas Nominal Spesifik (C3) Berdasarkan diameter poros yang digunakan pada perencanaan mesin, gaya dan arah gaya yang terjadi pada bantalan maka pada perencanaan ini digunakan bantalan bola radial alur 60

78 dalam baris tunggal agar dapat menahan benan radial yang terjadi pada bantalan. Berdasarkan tabel, nomor bantalan yang terdapat dalam tabel G seperti yang diperlihatkan pada lampiran, maka digunakan bantalan dengan nomor 6205 Spesifikasi tersebut adalah : Diameter dalam (d) Diameter luar (D) Tebal bantalan (B) = 25 mm = 52 mm = 15 mm Kapasitas nominal dinamis spesifik (C3) Kapasitas nominal statis (Co) = 1100 kg = 730 kg c. Menetukan Faktor Kecepatan (Fn) Dengan menggunakan persamaan didapat : fn = 33,3 1/3 n fn =33,3 1/3 = 1,1 23,2 d. Menentukan Factor Umur Bantalan (Fn) Menentukan Faktor umur Bantalan (fh) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : fh = fn c/p fh = 1,1 1100/37,84 = 31,9 61

79 Menghitung umur nominal bantalan (Lh) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Lh = 500 (fh)³ = 500 (31,9)³ = jam Bantalan penumpu yang digunakan untuk mesin handle thresher ini adalah bantalan jenis terbuka, dengan nomor bantalan 6007 dan umur bantalan jam. 8. Perhitungan pengelasan Adapun perhitungan kekuatan las, seperti pada rumus dibawah ini adalah Tegangan total : Rumus : = 2 t l = tebal pelat atau tebal lasan (mm) = panjang lasan (mm) = tegangan geser bahan yang dilas ( ) = 2 = F = 37123,10 N/cm 2 62

80 BAB IV PEMBAHASAN (PROSES PEMBUATAN) A. Proses Produksi Dalam rancang bangun mesin harus diutamakan tentang pembahasan mengenai proses produksi karena disini berhubungan juga dengan perhitungan biaya produksi seperti perhitungan waktu permesinan, bahan dan alat yang digunakan untuk membuat mesin tersebut, sehingga jelas dan dapat diperhitungkan biaya produksi dipembahasan selanjutnya. Selain itu juga yang paling utama dalam pembahasan ini memberikan petunjuk bagaimana mesin tersebut dapat dibuat dari komponen yang sederhana hingga rumit. 1. Alat-alat yang digunakan untuk membuat mesin pengerol atap alkan a. Mistar Baja b. Penggores c. Gergaji Besi d. Gerinda Potong e. Kikir f. Penitik g. Palu h. Mesin Bor dan Mata Bor i. Mesin Las dan Elektroda 63

81 2. Langkah kerja Pembuatan Bagian-bagian Mesin a. Pembuatan pasangan roll Pada tahap proses pembuatan pasangan roll ini harus di lakukan dengan teliti kerena komponen ini merupakan komponen utama dari mesin yang ingin dibuat. Pada bab perencanan, roll yang digunakan pada komponen mesin ini ada satu pasang roll, lihat gambar 4.1 Gambar 4.1 Pasangan Roll Untuk menghemat biaya dan waktu, maka proses pembuatan roll dibuat dengan cara terpisah-pisah, lihat gambar 4.2 dibawah ini Gambar 4.2 Roll 64

82 b. Pembuatan roll kecil Gambar 4.3 Roll kecil Material mentah yang digunakan dalam membuat roll kecil ini adalah besi dengan diameter 62.5 mm panjang 30 mm. Cekam besi pada chuck mesin bubut, lakukan pembubutan ukuran Ø62.5 mm menjadi Ø53.2 mm. kemudian bubut rata Ø25 mm pada bagian kiri dan kanan (lihat gambar 4. ) dari 30 menjadi 25 mm. Waktu permesinan mesin bubut pasangan roll Dimana N = Putaran Mesin (rpm) Tm = Waktu Pengerjaan (menit) L = Panjang pemakanan (mm) Sr = Kedalaman pemakanan (mm/putaran) Vc = Kecepatan Potong D = Diameter benda kerja Diketahui D Vc Sr = 62.5 mm = 20 m/menit = 0.5 mm/putaran 65

83 Terlebih dahulu cari N diameter poro Ø 62.5 mm N = =.. =. = rpm Pembubutan memanjang dari Ø menjadi Ø53.2 Tm1 = =... = 1.22 menit Tebal pemakanan yang dibubut 9.3 mm maka total waktu adalah Tm1 = (1.22 x 9.3) = menit Pembubutan rata Ø 25 mm dari 30 mm menjadi 25 mm Tm2 = = rpm = 0.49 menit Tebal pemakanan yang dibubut 38.2 mm maka total waktu adalah Tm2 = (0.49 x 38.2) = menit Pasangan rol kecil ini dibutuhkan lima buah, maka Tm Total = Tmf 5 = 18,76 menit 5 = 93,8 menit 66

84 c. Pembuatan roll besar Gambar 4.4 Roll Besar Material mentah yang digunakan dalam membuat roll besar ini adalah besi dengan diameter 100 mm panjang 75 mm. Cekam besi pada chuck mesin bubut, lakukan pembubutan ukuran Ø100 mm menjadi Ø93.2 mm. Kemudian bubut Champer 20 45º pada kedua sisi, serta dilakukan pengeboran Ø25 mm dengan kedalaman 65 mm. Waktu permesinan mesin bubut pasangan roll Dimana N = Putaran Mesin (rpm) Tm = Waktu Pengerjaan (menit) L = Panjang pemakanan (mm) Sr = Kedalaman pemakanan (mm/putaran) Vc = Kecepatan Potong D = Diameter benda kerja Diketahui D Vc Sr = 100 mm = 20 m/menit = 0.5 mm/putaran 67

85 Terlebih dahulu cari N diameter Ø 100 N = =. = = rpm Pembubutan memanjang 75 mm dari Ø 100 mm menjadi Ø 93.2mm Tm1 = =.. = 2.35 menit Tebal pemakanan yang dibubut 6.8 mm maka total waktu adalah Tm1 = (2.35 x 6.8) = menit Pembubutan Champer 20 45º mm pada poros Ø 93.2mm Tm2 = = rpm = 3.14 menit Pada roll ini ada 2 bagian yang ingin di champer 20 45º mm maka, total waktu pengerjaannya adalah Tm2 = 3.14 x 2 = 6.28 menit Jadi Tmf = Tm1 + Tm2 = = menit 68

86 Pengeboran Dimana N = Putaran Mesin (rpm) Tm L Sr = Waktu Pengerjaan (menit) = Kedalaman pemakanan (mm) = Ketebalan pemakanan (mm/putaran) N = π =. =, = 254,77 rpm Dik D = 25 mm N = 254,77 rpm Vc = 20 m/menit Sr = 0.1 mm/putaran Tmb1 = =., = 0.98 menit Pasangan rol besar ini dibutuhkan 7 buah, maka Tm Total = (Tmf + Tmb1 ) = ( ,98 ) 5 = 162,68 menit d. Pembuatan Poros 69

87 Siapkan dua buah besi Ø 27 mm sebagai poros dengan ukuran panjang 800 mm, dan 700 mm. Masing-masing akan dibubut spi Ø 2 mm, lihat gambar 4.5 Gambar 4.5 Poros Waktu permesinan mesin bubut poros Dimana N = Putaran Mesin (rpm) Tm = Waktu Pengerjaan (menit) L = Panjang pemakanan (mm) Sr = Kedalaman pemakanan (mm/putaran) Vc = Kecepatan Potong D = Diameter benda kerja Diketahui D Vc Sr = 25 mm = 20 m/menit = 0.5 mm/putaran Terlebih dahulu cari N diameter Ø 25 mm N = =. 70

88 =. = rpm Pembubutan memanjang 800 mm dari Ø 27 mm menjadi Ø 25 mm Tm1 = =.. = 6,28 menit Tebal pemakanan yang dibubut 2 mm maka total waktu adalah Tm1 = (6,28 x 10) = 62,8 menit Pembubutan poros dibutuhkan dua buah, maka Tmtotal = 62,8 x 2 = 12,56 menit e. Pembuatan Kerangka Meja Siapkan besi siku 40 mm 40 mm 3 mm. Kemudian potong besi dengan mesin gerinda menjadi beberapa potongan berikut ini : Mm, No Panjang Besi Jumlah 1 Ukuran 1200 mm Empat buah 2 Ukuran 650 mm Enam buah 3 Ukuran 750 mm Empat buah Setelah itu Rangkai besi siku membentuk persegi panjang sebanyak duah buah yang tersusun seperti gambar setelah semua bagian terhubung dengan baik sambung dengan menggunakan mesin las listrik. 71

89 Gambar 4.6 Kaki Kerangka Meja Kemudian hubungkan dua buah rangkaian yang telah dibuat tadi dengan besi ukuran 1200 mm yang tersusun seperti gambar 4.7. setelah semua bagian terhubung dengan baik sambung dengan menggunakan mesin las listrik Gambar 4.7 Kerangka Meja f. Membuat dudukan motor listrik dan speed reducer Siapkan besi siku dengan ukuran 650 mm sebanyak dua batang, lalu dilanjutkan dengan menitik bagian ujung dengan menggunakan las listrik setelah itu ukur dan gores titik yang ingin dibor. Lihat gambar

90 Gambar 4.8 Kerangka Dudukan dinamo motor g. Pengeboran untuk dudukan bearing, dinamo motor dan speed reducer Kemudian lakukan pengeboran untuk dudukan bearing. Titik dan gores terlebih dahulu ditempat yang akan dibor. Lihat Gambar 4.9 Gambar 4.9 Pengeboran Kerangka meja B. Perhitungan Waktu Permesinan Pada laporan ini mencantumkan perhitungan pada mesin bubut, Proses pemotongan pada rangka, mesin bor dan pengelasan. 73

91 1. Proses Pengerjaan Pada Mesin Bubut Berikut perhitungan waktu pembubutan mengambil data dari pembahasan proses produksi komponen pasangan roll dapat dilihat pada tabel 4. 1 dibawah ini : Tabel 4.1 Waktu Proses Pembubutan Pada Pasangan Roll (Dikelolah) No Langkah Pengerjaan Waktu (menit) Periksa gambar dan ukuran 5 Mempersiapkan peralatan mesin bubut 10 Memasang benda kerja pada ragum penjepit 10 Memasang pahat dan mengatur kecepatan 15 Waktu proses pembubutan pada roll kecil 98,5 Waktu proses pembubutan pada roll besar 162,68 Waktu poses pembubutan pada poros 12,56 Pemeriksaan Akhir 10 Total Waktu Permesinan Jadi jumlah waktu yang dibutuhkan untuk proses pembubutan adalah 323,74 menit = 5.39 jam. 2. Proses pemotongan pada rangka Berikut perhitungan waktu proses pemotongan pada tabel 4. 2 dibawah ini Tabel 4. 2 Waktu Proses Pemotongan Pada Rangka Mesin (Dikelolah) No Langkah Pengerjaan Waktu (menit) Periksa gambar dan ukuran Pengukuran benda kerja Pemotongan besi untuk rangka Pemotongan besi untuk dudukan speed reducer Pemotongan besi untuk penghubung rangka

92 6 Pemeriksaan akhir 5 Total Waktu Permesinan 45 Jadi lamanya waktu proses pemotongan bahan (besi profil L) adalah 45 menit 3. Proses pengelasan berikut perhitungan waktu pengelasan dapat dilihat pada tabel 4. 3 dibawah ini : Tabel 4. 3 Waktu Proses Pengelasan Listrik Pada Rangka (Dikelolah) No Langkah Pengerjaan Waktu (menit) Periksa gambar dan ukuran 5 Mempersiapkan peralatan mesin las 10 Penyetelan pada mesin 10 Waktu penggantian batang elektroda 5 Waktu proses pengelasan setiap bagian 10 Pemeriksaan Akhir 10 Total Waktu Permesinan 50 Jadi jumlah waktu yang dibutuhkan untuk proses pengelasan adalah 50 menit 4. Proses Pengerjaan Pada Mesin Bor Membuat lubang berukuran diameter 12 mm sebanyak 16 buah. Pengeboran disini bertujuan untuk membuat lubang untuk memasukkan baut pengikat pada bantalan. Langkah awal pengeboran gunakan terlebih dahulu center drill untuk mempermudah proses pengeboran dan menghindari kecelakaan kerja 75

93 Bor bagian atas kerangka meja sebagai dengan ukuran lubang yang ingin dibor Ø 12 mm, gunakan mata bor bertahap yaitu, Ø 5 mm, Ø 12 mm. Dimana N = Putaran Mesin (rpm) Tm = Waktu Pengerjaan (menit) L = Kedalaman pemakanan (mm) Sr = Ketebalan pemakanan (mm/putaran) N = π =. =. = rpm Dik D = 10 mm N = rpm Vc = 20 m/menit Sr = 0.1 mm/putaran Tmb1 = =.. = 0.07 menit Karena ada 14 lubang, jadi waktu pengeboran lubang pada dudukan bearing dikali 16 = 0.07 x 14= 0.98 menit C. Proses finishing Proses finishing ini adalah proses dimana mesin menuju proses akhir untuk kesempurnaan mesin, sehingga akhir dari rancang bangun mesin ini bukan hanya dapat dinilai dari fungsionalnya saja tetapi nilai estetika mesin tersebut 76

94 juga dapat dinilai atau dilihat dengan baik maka dari itu pada proses ini juga harus di perhatikan. 1. Pembersihan komponen-komponen Setiap komponen yang dipoduksi sendiri terlebih dahulu harus di bersihkan, baik sisa-sisa tajam dari proses permesinan maupun dari karat, minyak-minyak yang menempel dan lain sebagainya pada proses ini masing masing komponen mesin dipisahkan terlebih dahulu lalu bersihkan semua. Untuk membersihkan sisa-sisa tajam menggunaka gerinda tangan dengan batu gerinda tebal, untuk karat menggunakan sikat kawat gerinda tangan. 2. Pengecatan Setelah semua komponen dibersihkan lakukan pengamplasan terhadap seluruh bagian rangka mesin dan dinding dudukan bearing menggunakan amplas kasar sampai amplas halus, Pengamplasan bertujuan untuk membersihkan dan menghaluskan sehingga pada saat dicat, cat benar-benar melekat terhadap permukaan. Pertama-tama lakukan pengecatan dasar menggunakan kuas biasa untuk rangka warna cat yang digunakan adalah warna sedangkan untuk dinding dudukan bearing warna cat yang digunakan adalah warna. Setelah pengecatan dasar sudah selesai dan kering lakukan pengecatan menggunakan alat bantu spray dan kompresor sehingga hasil akhir pengecetan benar-benar sempurna. 77

95 3. Proses Assembling (Penggabungan) Pada proses ini semua komponen-komponen mesin digabungkan secara utuh sehingga terbentuklah suatu mesin yang sudah direncanakan dan siap pakai. Berikut langkah-langkah penggabungan setiap komponennya. a. Pemasangan semua bearing pada kerangka meja yang telah dibor menggunakan baut M 12 X 1.5 mm. Gambar 4.10 Pemasangan semua bearing pada kerangka meja b. Pemasangan semua roll ke bearing yang sudah terpasang sesuai pasangannya. c. Siapkan speed reducer type 60 rasio 1 : 60 dengan memasang sproket di sattu sisi dan pulley pada sisi yang lainnya. d. Hubungkan putaran dari speed reducer menggunakan rantai yaitu dari sprocket kunci speed reducer menggunakan baut M12 x

96 Gambar 4.11 Hubungkan putaran dari speed reducer e. Siapkan motor listrik sebagai penggerak dengan memasang pulley di porosnya, lalu kencangkan dengan baut M12 X 1. 5 mm, dan letakan diatas dudukan motor f. Pasang v-belt penghubung putaran dari motor ke speed reducer sesuiakan kekencangan v-belt lalu kunci motor menggunakan baut M 12 x 1.5 mm g. Yang terakhir pasang switch ON OFF motor penggerak pada rangka mesin Gambar 4.12 desain Mesin Pengerol Atap Alkan 79