PERHITUNGAN DAYA DAN PENGUJIAN MESIN PENGEPRESS SANDAL

Transkripsi

1 PERHITUNGAN DAYA DAN PENGUJIAN MESIN PENGEPRESS SANDAL Oleh : FIDYA GHANI PUTRA DOSEN PEMBIMBING: Ir. Suhariyanto, MT. PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER

2 LATAR BELAKANG persaingan pasar global yang ada saat ini, industri sandal tingkat kecil dan menengah perlu didukung dengan mesin-mesin produksi yang handal supaya dapat menghasilkan sandal yang berkualitas baik pemotong sandal sistem hidrolik mempunyai harga yang mahal sehingga sulit untuk dijangkau oleh kalangan industri kecil. Perubahan yang dilakukan meliputi penggunaan sistem pulley dan v-belt dengan sumber motor AC yang dari segi operasional lebih mudah dan harganya murah

3 PERMASALAHAN Bagaimana membuat mesin press pemotong sandal yang dapat bekerja dengan baik Perhitungan daya dan pengujian mesin pengepress sandal Bagaimana menentukan dimensi dan bahan poros dan pasak. Berapa kapasitas mesin yang akan dihasilkan 3

4 BATASAN MASALAH Alat ini dibuat hanya untuk pengepress sandal dengan bahan spon EVA Untuk proses pengeleman antara sandal dengan sol karet tidak dibahas Rangka mesin dianggap kuat 4

5 TUJUAN Membuat mesin press pemotong sandal yang dapat bekerja dengan baik. Untuk mengetahui daya yang dibutuhkan untuk memotong spon EVA. Menentukan dimensi dan bahan poros dan pasak. Menguji kapasitas mesin pengepress sandal 5

6 MANFAAT Harapan dari proses pembaharuan konstruksi mesin. Perubahan yang dilakukan meliputi penggunaan sistem pulley dan v-belt dengan sumber motor AC yang dari segi operasional lebih mudah dan harganya murah 6

7 DASAR TEORI Sandal Jepit Sandal jepit adalah sandal berwarna-warni berbahan dasar Spon EVA dan sol( alas kaki).kemudian bagian dihubungkan dengan tali penjepit berbentuk huruf V yang menghubungkan bagian depan dan belakang sandal. Spon EVA Spon EVA merupakan bahan baku utama pada pembuatan sandal, spon ini mempuyai sifat elastis dan tahan air, sehingga sangat cocok bila digunakan untuk alas kaki. Sol (alas sandal) Sol atau alas sandal berguna untuk mengurangi selip saat pemakaian sandal sehingga sandal jepit tidak licin jika diguanakan. Gambar :macam-macam sol (alas sandal) : (a) mercy (b) simlek (c) star (d) rupe 7

8 DASAR TEORI Perhitungan Daya Daya yang dibutuhkan oleh mesin pengepress sandal ini meliputi daya untuk pengepressan, daya untuk mengatasi momen inersia dan pengujian kapasitas. n n me sin = = n d d Daya untuk pengepressan Besaran daya untuk untuk pengepresan (P ) dapat dinyatakan dengan rumus : P = F v Besaran gaya untuk pengepressan dapat diperoleh dengan rumus : kecepatan mesin pada saat pengepressan dapat dihitung dengan rumus v = ω r F = τ s A 8

9 DASAR TEORI Daya untuk mengatasi Momen Inersia Daya untuk mengatasi momen inersia dapat dihitung setelah mengetahui besarnya momen inersia, kecepatan dan percepatan sudut, serta torsi MomenInersia silinder pejal dan berongga Momen Inersia bentuk silinder pejal dan berongga dapat dirumuskan : I = m r I = m r m r Kecepatan dan Percepatan Sudut Pada benda yang berputar, misalnya pulley, maka akan ada kecepatan dan percepatan sudut, yang secara matematis dapat dirumuskan : dθ ω = dt α = dω dt Torsi (T) esarnya torsi dapat dinyatakan dengan rumus : T = I α Daya karena Momen Inersia Setelah torsi dan putaran (rpm) diketahui, maka daya karena momen inersia dapat dihitung dengan rumus : P = T ω 9

10 DASAR TEORI Poros dan Pasak Poros merupakan salah satu bagian elemen mesin yang sangat penting, hampir setiap mesin mempunyai poros. Karena untuk menerima mentransmisikan daya, disertai dengan putaran. Poros dengan Beban Puntir dan Bending berulang Persamaan teori energi distorsi pada teori kegagalan untuk dua dimensi adalah :. N S ( ) 0, 5 = σ σ σ + σ S N x σ + 3τ xy S N σ m + S S e σ r + 3 τ sm + S S s es τ sr Tinjauan terhadap geser F T = 0, 5 D Peninjauanterhadap kompresi σ c = F A T = = D 0,5W L 4 T D W L Gambar: kedudukan pasak dalam poros 0

11 METODE PENELITIAN Diagram Alir Studi Literatur Setelah melakukan penelitian dan mengetahui permasalahan yang ada, selanjutnya mempelajari dengan mengacu pada referensi, buku, jurnal ilmiah dan pencarian di internet. Observasi Sebelum merencanakan suatu alat, maka harus dilakukan pengamatan kerja di lapangan karena dari pengamatan tersebut dapat diketahui peralatan apa saja yang dibutuhkan dan peralatan apa saja yang perlu direncanakan untuk dirancang ulang agar pemakaiannya lebih efisien dan nantinya alat yang direncanakan dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan Studi Literatur Mula i Sketsa &Perencanaan Alat Perhitungan Pengadaan & Perakitan Alat Uji Coba Alat Observasi Hasil baik Ya Pengujian kapasitas dan Penulisan Laporan Selesai

12 METODE PENELITIAN Mekanisme Kerja Mesin Cara kerja mesin pengepress sandal ini sangat sederhana. Karena itu untuk mengoperasikan alat ini tidak perlu memiliki keahlian khusus. Kita hanya menyusun alas mika dibagian paling bawah, kemudian bahan sandal (spon EVA), dan pisau potong dibagian paling atasnya Hasil Percobaan

13 HASIL DAN PEMBAHASAN Sistem Transmisi Belt dan Pulley D Motor Belt I D D = Diameter pulley I, 75 mm D = Diameter pulley II, 80 mm D 3 = Diameter pulley III, 75 mm D 4 = Diameter pulley IV, 330 mm D 3 Belt II Perhitungan Kecepatan Potong Besarnya kecepatan potong (v), diperoleh melalui langkah-langkah berikut ini n n i = = D D = n 75 n = 375, 3rpm n n 3 i = = 4 D D ,3 330 = n 75 4 n = 85, 4 3rpm v D 4 Besarnya t dapat diketahui dari besarnya putaran pulley ke-4 (n 4 ), yaitu 85,3 rpm =,4 rps t = t = 0,5. n4 0,5,4rps t = 0, 36s Daya untuk mengepress Daya yang dibutuhkan untuk pengepressan P dapat dihitung sebagai berikut P = F v = 4,9kgf 0,083m s = 4,9kg 9,8m s 0,083m s = 34,watt Besarnya momen Inersia Momen inersia Pulley Pulley I, II dan III I = IpI + IpII + IpIII I = ( m r m r ) + ( m ( m3 r m3 r ) = (0,5 0,0375 0,5 0,0 (0,5 0,0375 0,5 0,0 ) r m r ) + (5,3 0,4 ) + = 0,086kg m 5,3 0, ) + 3

14 HASIL DAN PEMBAHASAN Besarnya momen Inersia Momen inersia Pulley Pulley IV I p IV = m 4 r 4 = 3,5kg 0,65 =,5988kg m total momen inersia pulley I = 0,086 +,5988 =,674kg m Momen Inersia Poros I = m r = m r + m r = 7,4 0,0 + 7,4 0,0 = 0, ,074 = 0,48kg m momen Inersia total adalah I = I + I =, ,48 =,7754kg m Besarnya kecepatan, percepatan sudut dan daya kecepatan dan percepatan sudut dapat dicari dengan rumus π ω ω = n = ω α 0 60 t 3,4 8,93rad s 0 = 85,3 α = 60 = 8,93 rad s α = 8,93rad s daya untuk mengatasi momen inersia P = I α ω =,7754kg m =,3watt 8,93rad s 8,93rad daya yang dibutuhkan oleh mesin adalah P = P + P = 34,watt +,3watt = 55,44watt Poros Tegangan puntir yang terjadi pada poros dapat dirumuskan N M t = n 0,5 M t = ,3 M = 49,8kg cm t diameter poros dapat dinyatakan dengan rumus 3 ( 5, Mt) d ( τ s ) 3 ( 5, Mt) d σ d N ( 5, Mt) σ 3 ( 5, 49,8) d 60,35 d 0,64cm N 3 s 3 4

15 HASIL DAN PEMBAHASAN Prototipe Mesin Pengepress Sandal Pasak Tinjauan terhadap tegangan geser σ T ks d W L N T N L d W ks σ 49,5 3 L 4 0,7 0,7 8 L 0,458cm Tinjauan terhadap kompresi 4T kc σ W L d N 4T N L W d kc σ 4 49,5 3 L 0,7 4, 8 L 0,7cm Keterangan : Motor Listrik Pulley I Belt I Pulley II Pulley III Belt II Pulley IV Engkol Pasak Pengepress Pedal Dalam aplikasi mesin ini maka L = 3,5cm. 5

16 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil dari Pengujian Mesin Pengepress Sandal Alat Mesin Pengepress Sandal Pengujian Kapasitas Tabel 4.. Hasil pengujian kapasitas Pengujian Waktu (menit) Hasil Potongan (buah) Rata - rata 5 6 Tabel 4.. Jumlah penekanan dalam pemotongan satu buah sandal Pengujian Jumlah penekanan (kali) Rata rata 5 6

17 KESIMPULAN. Mesin kurang dapat bekerja dengan baik. Penekan pisau direncanakan dapat memotong dalam sekali tekan, namun ternyata diperlukan beberapa kali penekanan pisau. Daya yang dibutuhkan oleh mesin sebesar 55 watt, sedangkan yang digunakan ½ HP (37 watt) 3. Poros berdiameter 4cm dan pasak berukuran W = H = 0,7cm dan L = 3,5cm dengan bahan ST Hasil pengujian selama 5 menit menghasilkan potongan sebanyak 6 buah. Sehingga kapasitas mesin pengepress sandal ini adalah 7 buah/jam. 7