RANCANG BANGUN ROBOT PENDETEKSI PASIR BESI (BAGIAN DINAMIS) LAPORAN PROYEK AKHIR. Oleh : ABD ROUF N NIM

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ROBOT PENDETEKSI PASIR BESI (BAGIAN DINAMIS) LAPORAN PROYEK AKHIR Oleh : ABD ROUF N NIM PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER 2006

2 RANCANG BANGUN ROBOT PENDETEKSI PASIR BESI (BAGIAN DINAMIS) LAPORAN PROYEK AKHIR Oleh : ABD ROUF N NIM PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER 2006

3 LEMBAR PENGESAHAN PROYEK AKHIR RANCANG BANGUN ROBOT PENDETEKSI PASIR BESI (BAGIAN DINAMIS) Oleh : ABD ROUF N Mengetahui Jursusan Teknik Mesin Ketua, Program Studi D III Teknik Mesin Ketua, Hari Arbianta B, ST, MT NIP Sumarji, ST, MT NIP Program Studi Teknik Universitas Jember Ketua, Dr. Ir. R. Sudaryanto, DEA NIP

4 Nama : ABD Rouf N NM : Pengesahan Laporan Proyek Akhir Berjudul : Rancang Bangun Robot Pendeteksi Pasir Besi (Bagian Dinamis) Telah disetujui, disahkan dan diterima oleh Program-Program Studi Teknik Pada : Hari/Tanggal : /. Juli 2006 Tempat : Program-Program Studi Teknik Universtas Jember Ketua (Pembimbing Utama) Menyetujui/Penguji : Sekretaris (Pembimbing Pendamping) Aris Zainul Mutaqin, S.T. NIP Penguji I Penguji II M.Nurkoyim K, S.T., M.T NIP Penguji III Ir. Ahmad Syuhri, MT. NIP Jurusan Teknik Mesin Ketua, Boy Arief F., ST., MT. NIP Mengetahui : Salahudin Yunus, ST., MT. NIP Program Studi DIII Teknik Mesin Ketua, Hari Arbiantara B, S.T., M.T NIP Mengesahkan, Program-Program Studi Teknik Universitas Jember Ketua, Sumarji, S.T., M.T. NIP Dr. Ir. R. Sudaryanto, DEA. NIP

5 Dengan segala kerendahan hati dan ketulusan hati laporan proyek ahir ini saya persembahkan kepada : Abah dan Umi tercinta yang telah memberikan segalanya untuk menjadikan diriku menjadi manusia seutuhnya. Mbak Anis yang bikin kangen terus, Mbah Buyutku yang sudah sepuh dan Mbah Buyutku yang tidak sempat melihat saya lulus, nyuwun agunging pangapunten. Fidy yang nyebelin dan Keluarga Jember yang sangat baik, terimakasih atas dukungannya.

6 PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Abd Rouf N NIM : Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa karya tulis ilmiah yang berjudul Rancang Bangun Robot Pendeteksi Pasir Besi(Bagian Dinamis) adalah benar-benar hasil karya sendiri, kecuali jika disebutkan sumbernya dan belum pernah diajukan pada institusi manapun, serta bukan karya jiplakan. Saya bertanggung jawab atas keabsahan dan kebenaran isinya sesuai dengan sikap ilmiah yang harus dijunjung tinggi. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya, tanpa adanya tekanan dan paksaan dari pihak manapun serta bersedia mendapat sanksi akademik jika ternyata dikemudian hari pernyataan ini tidak benar. Jember, Juni 2006 Yang menyatakan, Abad Rouf N

7 Motto Gemi Titi Ngati-ati Eleng lan Waspodo Java s Priciple Rellax But Certaint Tuntunan Urip Kulo iii

8 iii

9 iii

10 RINGKASAN Rancang Bangun Robot Pendeteksi Pasir Besi (Bagian Dinamis), Abd Rouf N, , 2006, 118 halaman. Besi yang merupakan mineral penyusun bumi dengan prosentase 5 % banyak tersebar dimana-mana, tempat dimana besi terkandung dapat dijumpai antar lain pasir pantai, pasir vulkanik, dan bebatuan. Terciptanya alat pendeteksi kandungan besi yang bekerja secara otomatis (robot) akan sangat membantu dalam proses pendeteksian. Medan pendeteksian yang beragam kondisinya akan sangat menyulitkan robot dalam melakukan pekerjaan pendeteksian, dalam hal ini kemiringan permukaan medan maksimal ditentukan sebesar Konstruksi yang kuat serta didukung dengan sistem pergerakan yang menggunakan belt sebagai lintasan roda mampu untuk diaplikasikan pada medan tersebut (tidak berair tentunya). Besi yang dapa terdeteksi hanyalah yang terlewati oleh robot dengan jarak deteksi sebesar 20 mm (di permukaan tanah) terhadap detektor, semakin rendah kecepatan robot dalam berjalan maka semakin mudah pula bagi robot untuk menemukan besi tentunya dengan detektor yang sensitif. Dengan putaran motor 150 rpm dari hasil perhitungan kecepatan robot diketahui sebesar 1,836 km/ jam, hasil pengujian diketahui kecepatan rata-rata sebesar 1,82 km/jam. Perbedaan kecepatan ini disebabkan terjadinya selip antara sabuk dengan permukaan tanah. vii

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PERSEMBAHAN...ii HALAMAN MOTTO...iii HALAMAN PERNYATAAN...iv HALAMAN PENGESAHAN...v HALAMAN PENGESAHAN...vi RINGKASAN...vii KATA PENGANTAR...viii DAFTAR ISI...x DAFTAR TABEL...xiii DAFTAR GAMBAR...xiv BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Sistemetika Pembahasan...3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA Pasir Besi Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Pendeteksian Pasir Besi Prinsip Kerja Alat Poros...8 ix

12 BAB Hal-hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Perencanaan Sebuah Poros Perencanaan Poros Pasak (Spie) Perencanaan Pasak Sabuk Macam-macam Sabuk Transmisi Daya Perencanaan Sabuk Bantalan (Bearing) Klasifikasi Bantalan Perbandingan Antara Bantalan Luncur dan Bantalan Gelinding Jenis-jenis Bantalan Gelinding Tahapan Perencanaan Bantalan...27 METODE PENELITIAN Pelaksanaan Proyek Akhir Pengamatan Studi Pustaka Perancangan dan Perencanaan Pengadaan Bahan Proses Pengerjaan Perakitan Pengujian Cara Pengujian Analisa Indikator Keberhasilan Penulisan Laporan...33 x

13 BAB 4. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN Perencanaan Daya Perhitungan Gaya Perhitungan Torsi Perhitungan Daya Motor Perhitungan Sabuk Kecepatan Linier Sabuk Penjang Keliling Sabuk Sudut Kontak Antara Pulley dengan Sabuk Kapasitas daya yang Ditransmisikan Sabuk Gaya Tangensial Efektif yang Bekerja Pada Pulley Faktor Koreksi K θ Jumlah Sabuk yang Dibutuhkan Perhitungan Poros Penggerak Perhitungan Beban Vertikal Perhitungan Beban Horisontal Momen Gabungan Momen Puntir Rencana Tegangan Geser yang Diijinkan Diameter Poros Perhitungan Poros Gandar Perhitungan Beban Vertikal Perhitungan Beban Horisontal Momen Gabungan Tegangan Geser yang Diijinkan Diameter Poros Faktor Keamanan Perhitungan Poros Gandar Beban Poros Gandar xi

14 4.5.2 Perhitungan Beban Horisontal Perhitungan Beban Vertikal Momen Gabungan Tegangan Geser yang Diijinkan Diameter Poros Faktor Keamanan Perhitungan Poros Gandar Perhitungan Beban Poros Momen Tegangan Geser yang Diijinkan Diameter Poros Faktor Keamanan Perhitungan Poros Gandar Beban Pada Poros Gandar Perhitungan Beban Horisontal Perhitungan Beban Vertikal Momen Gabungan Tegangan Geser yang Diijinkan Diameter Poros Faktor Keamanan Perhitungan Pasak Gaya Tangensial Yng Terjadi Pada Pasak Tegangan Geser yang Diijinkan Tekanan Permukaan Pasak Perhitungan Bantalan Bantalan Pada Poros Penggerak Bantalan Pada Poros Gandar Bantalan Pada Poros Gandar Bantalan Pada Poros Gandar xii

15 4.9.5 Bantalan Pada Poros Gandar Proses Pemesinan Pemesinan Poros Gandar Pemesinan Poros Out-Put Motor BAB 5. HASIL DAN ANALISA Hasil Pengujian Pengujian Kecepata Pengujian Sudut Kemiringan Medan Pengujian Gaya Gesek Belt Terhadap Roda Pengujian Sudut Belok Robot Pembahasan BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

16 DAFTAR TABEL 2.1 Unsur Penyusun Bumi Suhu Curie Beberapa Bahan Ferromagnet Baja Karbon Untuk Konstruksi Mesin dan Baja Batang yang Difinising dingin Untuk Poros Baja Paduan Untuk Poros Faktor Koreksi K θ Perhitungan Bidang Datar Beban Vertikal Pada Poros Penggerak Perhitungan Bidang Momen Beban Vertikal Pada Poros Penggerak Perhitungan Bidang Datar Beban Horisontal Pada Poros Penggerak Perhitungan Bidang Momen Beban Horisontal Pada Poros Penggerak Perhitungan Bidang Datar Beban Vertikal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Momen Beban Vertikal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Datar Beban Horisontal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Momen Beban Horisontal Pada Poros Gandar Bahan Poros Untuk Kendaraan Rel Perhitungan Bidang Datar Beban Horisontal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Momen Beban Horisontal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Datar Beban Vertikal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Momen Beban Vertikal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Datar Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Momen Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Datar Beban Horisontal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Momen Beban Horisontal Pada Poros Gandar xiv

17 4.19 Perhitungan Bidang Datar Beban Vertikal Pada Poros Gandar Perhitungan Bidang Momen Beban Vertikal Pada Poros Gandar Hasil Pengujian Kecepatan Hasil Perhitungan Kecepatan Hasil Pengujian Kemiringan Medan Hasil Pengujian Sudut Belok xv

18 DAFTAR GAMBAR 2.1 Gaya Geser Pada Pasak Sabuk Flat Penampang Sabuk V Standart Berlapis Penampang Sabuk V Unggul Berlapis Penampang Sabuk V Type-L Penampang Sabuk V Type-L Penampang Sabuk Gigi Penampang Pendek Penampang Sabuk Segi Enam Penampang Sabuk Bergigi Penampang Sabuk Berusuk Banyak Penampang Sabuk Berlapis Kulit dan Nilon Penampang Bantalan Luncur Bantalan Bola Radial Alur Dalam Baris Tunggal Bantalan Bola Kontak Sudut Baris Tunggal Bantalan Rol Silinder Baris Tunggal Bantalan Rol Jarum Flowchart Penelitian Robot Dengan Batas kemiringan Maksimal Arah Gaya tarik efektif Sabuk Pada Sisi Tarik Kaliling Sabuk Segitiga Siku-siku Pada Pusat Pulley Arah Gaya Pada Benda Bergerak Gaya Tangensial Pada Sabuk dan Poros Gaya Konkuren Searah Sumbu X dan Sumbu Y...46 xvi

19 4.8 Beban Vertikal Rencanan Pada Poros Beban Horisontal Rencanan Pada Poros Beban Gabungan Rencanan Pada Poros Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Letak Poros Gandar Gaya Tangensial Pada Sabuk dan Poros Beban Vertikal Rencanan Pada Poros Beban Horisontal Rencanan Pada Poros Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Letak Poros Gandar Gaya Reaksi Tanah Terhadap Roda Gaya Reaksi Tanah Terhadap Roda dan Poros Arah Gaya Tarik Sabuk Pada Poros Gandar Beban yang Searah dengan Sumbu Y Beban yang Searah dengan Sumbu X Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Letak Poros Gandar Beban Vertikal Pada Poros Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Letak Poros Gandar Beban Vertikal Pada Poros Gandar Arah Gaya Tarik Sabuk Pada Poros Gandar Beban yang Searah dengan Sumbu Y Beban yang Searah dengan Sumbu X Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser Diagram Gaya Lintang dan gaya Geser...88 xvii

20 4.37 Poros yang Dibubut Diukur Terhadap Pencekam Bentuk Poros yang Akan Dikerjakan Poros yang Dibubut Diukur Terhadap Pencekam Bentuk Poros yang Akan Dikerjakan Sudut Kemiringan Medan xviii

21 DAFTAR LAMPIRAN A. Sifat-sifat fisik Beberapa Bahan Non Logam...88 B. Sifat-sifat fisik Beberapa Bahan Logam...89 C. Sifat Udara Pada Tekanan Atmosfer...90 D. Emisivitas Total Normal Beberapa Permukaan...91 E. Daftar Albedo Permukaan-Permukaan Alamiah...92 F. Koefisien Konveksi Alalm h, dalam Celah Udara Sebagai Fungsi Dari Jarak Celah z dengan Sudut Miring β Sebagi Parameter...93 G. Grafik Psikometrik...94 xix