RANCANG BANGUN POROS DAN ULIR DAYA MESIN HOLE POST AUGER PROYEK AKHIR

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN POROS DAN ULIR DAYA MESIN HOLE POST AUGER PROYEK AKHIR Disusun Oleh: MUHAMMAD RISNANDA SURYA KELANA NIM I PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2 RANCANG BANGUN POROS DAN ULIR DAYA MESIN HOLE POST AUGER PROYEK AKHIR Diajukan guna memenuhi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar Ahli Madya Teknik Mesin Disusun Oleh: MUHAMMAD RISNANDA SURYA KELANA NIM I PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

3

4

5 MOTTO DAN PERSEMBAHAN 1. Jika sesuatu diawali dengan niat baik, apapun hasilnya nanti akan membawa kebaikan pula. 2. Lebih baik mencoba dan tahu rasanya gagal, dari pada terus diam untuk berfikir mencari jalan aman. Laporan ini penulis persembakan kepada: 1. Orang tua yang telah mencurahkan seluruh kasih sayang, doa, dan tenaga yang tak ternilai oleh apapun. 2. Seluruh keluarga yang terus mendukung secara materi dan moral. Untuk terus berkuliah dengan baik. 3. Rekan satu tim yang telah dapat bekerja sama dengan baik untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Seluruh teman satu angkatan Mesin Produksi 2013 yang banyak membantu, menghibur, dan mendukung selama proses perkuliahan. iv

6 KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan karunia-nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan lancar. Tugas akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Produksi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh perkuliahan. Pelaksanaan tugas akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk laporan sebagai pertanggung jawaban kepada pihak Program Studi. Melalui tugas akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu yang diperoleh di bangku kuliah yang diterapkan kedalam sebuah mesin dari tugas akhir ini. Selama proses pelaksanaan tugas akhir maupun penulisan laporan tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada: 1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku ketua jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku koordinator Tugas Akhir Jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta serta selaku pembimbing I dari penulis yang telah banyak memberi bimbingan dan saran dalam penyusunan laporan. 3. Bapak Dr. Budi Kristiawan S.T.,M.T. selaku pembimbing II dari penulis yang telah membimbing penyelesaian laporan. 4. Keluarga yang senantiasa memberikan doa, dukungan dan motivasi untuk bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas perkuliahan 5. Teman-teman diploma tiga angkatan 2013 yang bersama-sama membuat Tugas akhir. 6. Mas Rahmat yang telah membimbing dan membantu penulis dalam pembuatan mesin. iii

7 Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka bumi ini, dalam pelaksanaan serta laporan tugas akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, penulis memohon maaf dan meminta kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir serta laporan yang telah terseleaikan bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Surakarta, 20 Juni 2016 Penulis iv

8 RANCANG BANGUN POROS DAN ULIR DAYA MESIN HOLE POST AUGER Muhammad Risnanda Surya Kelana ABSTRAK Hole Post Auger adalah mesin untuk mempermudah pembuatan lubang biopori dengan diameter lubang 10cm dan panjang 85 cm. Mesin ini mempunyai kelebihan ini dibanding mesin auger lain yaitu lebih efisien, dan efektif dibanding cara manual. Alasan pembuatan mesin meningkatkan minat penduduk membuat biopori melalui mempermudah proses, agar mengurangi kemungkinan terjadinya banjir. Hasil dari perancangan mesin hole post auger yang dilakukan yaitu didapatkan hasil, rancangan dari mesin hole post auger yang efisien. Sistem transmisi mesin hole post auger ini mengubah putaran motor bensin dari 6000 rpm menjadi 150 rpm, menggunakan reducer roda gigi cacing dengan perbandingan 1:40. Dengan rpm turun dalam daya yang sama maka torsi akan naik. Poros yang digunakan berdiameter 30 mm dengan bahan ST 37. Desain mesin hole post auger ini membutuhkan daya dari mesin bensin sebesar 1,2 HP. Uji kinerja dari mesin hole post auger mampu mengebor dengan kedalaman 80 cm, diameter 10,3 cm dan dalam waktu 60 detik. Kata kunci : perancangan, poros, mesin hole post auger ABSTRACT Post Hole Auger is a machine to ease the manufacture of biopori holes with a hole diameter of 10cm and a length of 85 cm. This machine has an efficient advantage over other auger machines, and more effective than the manual way. The reasons for making this machine is to increase the interest of the people to make biopori by simplifying the process, in order to reduce the likelihood of flooding. The results of a post hole auger machine design is the efficient transmission system design of the post hole auger machine. This post hole auger machine is changes the gasoline motor rotation from 6000 rpm to 150 rpm, using a worm gear reducer with the ratio of 1:40. When the rpm decrease at the same power, the torque will increase. The shaft used is 30 mm diameter shaft with material of ST 37. This post hole auger machine design requires power from 1.2 HP petrol engine. The post hole auger machine is capable of drilling into a depth of 80 cm, and diameter of 10.3 cm. Within 60 seconds from the performance test. Keywords: design, shaft, post hole commit auger machine to user v

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL HALAMAN PENGESAHAN...ii HALAMAN BERITA ACARA PENDADARAN...iii MOTTO DAN PERSEMBAHAN...iv KATA PENGANTAR...v ABSTRAK...vii DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR...ix DAFTAR RUMUS...x DAFTAR TABEL...xi DAFTAR LAMPIRAN...xii DAFTAR NOTASI...xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Proyek Akhir Manfaat Proyek Akhir Sistematika Laporan...3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Transmisi Motor Bensin Daya Penggerak Poros Ulir Daya Pembubutan...16 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Flowchart Perencanaan Pembuatan Mesin Hole Post Auger Pengertian Alat Hole Post Auger Prinsip Kerja Mesin Hole Post Auger Kebutuhan Daya Perhitungan Poros Perhitungan Kekuatan Poros Perencanaan Permesinan Indentifikasi Gambar Kerja Perhitungan Pembubutan...32 BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Proses Pengerjaan Alat dan Bahan Pembuatan Pisau Bor Pembuatan Tirus Pemotongan Plat Pengelasan Ulir Pengecatan Proses Perakitan Hasil Pengujian...38 viii

10 4.7 Perawatan Mesin Perincian Dana Mesin Hole Post Auger Harga Raw Material Perhitungan Biaya Machining Process Penetapan Harga Jual Mesin Hole Post Auger...42 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran...43 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Sketsa Lubang Biopori...1 Gambar 2.1 Ulir Persegi...12 Gambar 2.2 Ulir Achme...13 Gambar 2.3 Ulir Gergaji...13 Gambar 2.4 Sudut Helix...14 Gambar 2.5 Mesin bubut...15 Gambar 3.1 Flowchart Perencanaan dan Pembuatan Mesin Pemotong Umbi...20 Gambar 3.2 Komponen Utama Mesin Hole Post Auger...22 Gambar 3.3 Perencanaan Pisau Bor...24 Gambar 3.4 Analisa Gaya Potong Tanah Menggunakan Beban Berkala...25 Gambar 3.5 Percobaan Koefisien gesek...27 Gambar 3.6 Bearing Penyangga Bor...29 Gambar 4.1 Proses Pembubutan...35 Gambar 4.2 Pememotong Plat...36 Gambar 4.3 Poros Berulir (Auger bor)...36 Gambar 4.4 Pengecatan Dasar Bor...37 Gambar 4.4 Mesin Hole Post Auger...38 Gambar 4.5 Hasil Pengeboran...38 x

12 DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Volume...6 Rumus 2.2 Massa berdasarkan volume dan massa jenis...7 Rumus 2.3 Berat berdagarkan massa dan percepatan gravitasi...7 Rumus 2.4 Mencari torsi dari gaya dan jarak...7 Rumus 2.5 Daya dari torsi dan putaran...8 Rumus 2.6 Torsi (T)...9 Rumus 2.7 Momen...9 Rumus 2.8 Momen Equivalen dengan beban berfluktuasi...9 Rumus 2.9 Column factor (α)...10 Rumus 2.10 Momen Equivalen dengan beban berfluktuasi dan aksial...10 Rumus 2.11 Momen Equivalen dengan beban berfluktuasi dan aksial(tarik)...11 Rumus 2.12 Torsi Equivalen beban fluktiatif...11 Rumus 2.13 Torsi Equivalen...11 Rumus 2.14Torsi Equivalen Disertai beban aksial...11 Rumus 2.15 Diameter poros dari torsi equivalen...11 Rumus 2.16 Sudut helix...14 Rumus 2.17 Gaya Tekan (P)...15 Rumus 2.18 Torsi bedasakan gaya dan jari-jari...15 Rumus 2.19 Kecepatan Potong...17 Rumus 2.20 Putaran benda kerja...17 Rumus 2.21 Jumlah pemakanan...18 Rumus 2.22 jumlah pemakanan muka...18 Rumus 2.23 Waktu pembubutan...18 Rumus 2.24 Waktu pembubutan muka...18 xi

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Berat Jenis Tanah(spesific gravity)...7 Tabel 2.2 Nilai dan yang Direkomendasikan...9 Tabel 2.3 Indian Standart Ukuran Bor Tanah...12 Tabel 2.4 Kecepatan potong pahat HSS...18 Tabel 3.1 Data Percobaan Gaya Potong Tanah Menggunakan Beban Berkala..26 Tabel 3.2 Data Percobaan Gaya Gesek Tanah Menggunakan Beban 90 N...27 Tabel 4.1 Hasil Pengujian...39 Tabel 4.2 Hargaraw material...41 Tabel 4.3 Biaya Machining Process...42 xii

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Mesin Hole Pos Auger...45 Lampiran 2. Rangka Diam...46 Lampiran 3. Rangka Gerak...47 Lampiran 4. Motor Bensin...48 Lampiran 5. Reducer...49 Lampiran 6. Katrol Tangan...50 Lampiran 7. Tabel Indian Standart...51 xiii

15 DAFTAR NOTASI V =Volume lubang ( ) A =Luas alas lingkaran lubang ( ) r =Jari-jari lingkaran (meter) t =Tinggi ulir (meter) m = massa maksimum tanah (kg) ρ =Massa jenis tanah (kg. ) W =Berat maksimal tanah (kg. m/ ) g =Percepatan gravitasi (m/ ) T = Torsi (N.m) F = Gaya (Newton) r = Jarak terhadap sumbu (m) n = Putaran poros (rpm) T = Torsi (N.m) P = Daya (watt) k = ratio diameter ( ) = Tegangan bending (N/mm) Te = Torsi Equivalen (N mm) M = Momen bending (N mm) T = Torsi (N mm) = Gaya geser (newton) n = Kecepatan (rpm) I = Momen inersia (kg.m 3 ) P =Pitch (mm) D =Diameter Pitch (mm) M = Momen (kg mm) F = Gaya yang terjadi (Newton) L = Jarak terhadap gaya (mm) Me = Momen Equivalen (kg mm) = Kombinasi faktor kejut dan fatik untuk bending (tabel 2.2) =Kombinasi faktor kejut dan fatik untuk torsi (tabel 2.2) L = Panjang poros antar bantalan K = Jari-jari gergasi terkecil ( ) = Tegangan luluh bahan = Diameter dalam = Diameter luar xiv