PERENCANAAN MEKANISME PADA MESIN POWER HAMMER

Transkripsi

1 PERENCANAAN MEKANISME PADA MESIN POWER HAMMER Oleh: Ichros Sofil Mubarot ( ) Dosen Pembimbing : 1. Ir. Eddy Widiyono, MSc. NIP Hendro Nurhadi, Dipl.-lng.,Ph.D NIP PROGRAM STUDI D III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2 LATAR BELAKANG Bahan Baku: Proses Pemanasan Proses Penempaan 2

3 Unsur Logam yang disatukan : - Baja - Nikel - Titanium Metode Komposit Lamina (1000 kali lipatan) Pamor merupakan hiasan, motif atau ornamen yang terdapat pada bilah tosan aji (Keris, Tombak, Pedang atau Wedung dan lainnya). 3

4 MESIN POWER HAMMER & CARA KERJA CARA KERJA ALAT Benda kerja berupa plat baja yang telah dipotong dengan dimensi persegi panjang dengan panjang 150mm dan lebar 20mm dan tebal 10mm. Benda kerja yang sudah dipanaskan diletakkan diatas dies, motor listrik berputar ditransmisikan oleh belt dan pulley menggerakkan roda gila agar bisa menarik tuas pengangkat dan menurunkan punch yang disebabkan oleh gaya pegas dari tuas pengangkat. 4

5 mengatur kecepatan putar dapat di atur melalui tensioner yang telah ada. Setelah dianggap sudah cukup, ambil plat yang sudah ditempa dan matikan mesin. Apabila pada waktu penempaan,plat menjadi keras maka perlu dipanaskan dan di tempa lagi. Selesai. 5

6 Diagram Alir 6

7 Rumusan Masalah 1. Bagaimana merencanakan dan menghitung gaya tumbukan pada mesin power hammer? 2. Bagaimana menghitung dan menganalisa tegangan yang terjadi pada struktur mesin power hammer? 3. Bagaimana menghitung tegangan dan defleksi pegas pada mesin power hammer? 4. Bagaimana menentukan diameter poros yang sesuai dengan mesin power hammer? 7

8 TUJUAN 1. Untuk mengetahui bagaimana merencanakan besar gaya tumbukan yang terjadi pada mesin power hammer. 2. Untuk mengetahui tegangan maksimal pada struktur mesin power hammer sehingga dapat diketahui apakah mesin aman untuk digunakan. 3. Untuk mengetahui besar tegangan maksimal dan defleksi pada pegas mesin power hammer. 4. Mengetahui besar diameter poros yang sesuai untuk mesin power hammer. 8

9 MANFAAT Dengan adanya perencanaan mekanisme, perhitungan, dan analisa struktur pada mesin power hammer untuk pandai besi ini diharapkan dapat membantu untuk merancang mesin power hamer sehingga dapat bekerja dan menghasilkan produk dengan berkualitas. 9

10 DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN GAYA TUMBUKAN Direncanakan besar gaya tumbukan sebesar 370 N +Fy = F 11 y + F 21 y = 61,11 N + 129,82 N = 201,82 N Fs = μk. N = (0,03) (201,82) = 6,05 N F total = F tumbukan - Fs = 195,77 N 10

11 DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN PEGAS τ δ = K 8.D.W πd 3 = (0,92) ( = 70,17 N/mm 2 = 8nD3 W d 4 8 ) (6,6) (113,95 3, ) = ( 8)(11)(33)3 (113,95N) 5 4. = 7,3 mm 11

12 DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN STRUKTUR 12

13 PERHITUNGAN STRUKTUR KERANGKA BAGIAN 1 I total = ,668 mm 4 c = 36,387 mm Dari hasil perhitungan besar momen bending sebesar 38, 22 Nm σ max = = Mb. c I Nmmx 36, 387 mm , 668 = 9, 72 N/mm 2 13

14 PERHITUNGAN STRUKTUR KERANGKA BAGIAN 2 Dari hasil perhitungan besar momen bending sebesar 116, 62 Nm I total = ,668 mm 4 c = 36,387 mm σ max = = Mb x c I Nmm x 36,387 mm ,668 Nmm 4 = 29,80 Nmm 2 14

15 HASIL SIMULASI STRUKTUR BAGIAN 1 15

16 MESHING STRUKTUR BAGIAN 1 16

17 FREE SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 1 17

18 FIX SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 1 18

19 TEGANGAN MAKSIMUM STRUKTUR BAGIAN 1 I total = ,668 mm 4 c = 36,387 mm σ max = = Mb x c I Nmm x 36,387 mm ,668 Nmm 4 = 9,72 Nmm 2 19

20 HASIL SIMULASI STRUKTUR BAGIAN 2 20

21 MESHING STRUKTUR BAGIAN 2 21

22 FREE SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 2 22

23 FIX SUPPORT STRUKTUR BAGIAN 2 23

24 TEGANGAN MAKSIMUM STRUKTUR BAGIAN 2 I total = ,668 mm 4 σ max = = Mb x c c = 36,387 mm I 116,62 Nmm x 36,387 mm ,668 Nmm 4 = 29,80 Nmm 2 24

25 PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN POROS Direncanakan bahan poros baja 1040 dengan diameter 35 mm M = (MH) 2 + (MV) 2 M = (29, 304) 2 + ( 54, 27) 2 M = 3803, 95 M = 61,67 Nm = 545,83 lbf.in Mt = P n 1,5 HP = rpm = 472,5 lbf.in 25

26 Bahan poros baja AiSI 1040 mempunyai yield strength 415 Mpa = lbf in 2 ds Mb Mt 2 π 2 ks S yp sf 2 ds , , 5 2 π in 6 ds 0, 014 in ds 0, 49 in ds 1, 25 cm jadi diameter poros minimum adalah 1,25 cm. Pada alat ini menggunakan diameter poros 3,5 cm. maka poros yang direncanakan dinyatakan aman 26

27 KESIMPULAN 1. Besar gaya tumbukan yang direncanakan adalah 370 N, dari perhitungan gaya yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan ada gaya yang terbuang akibat gaya gesek dan bentuk konstruksi, maka didapatkan besar gaya setelah terjadi losses sebesar 195,77 N 2. Dari hasil perhitungan manual tegangan maksimum terjadi di struktur bagian 2 mesin power hammer sebesar 29,80 N/mm 2. Kemudian dari hasil simulasi besar tegangan maksimum yang terjadi pada struktur bagian 2 adalah 28,67 N/mm 2 = 28,67 Mpa presentasi selisih perhitungan manual dan hasil simulasi adalah 3,79%. Dari data katalog, plat U (C channel) baja AISI 1035 memiliki besar yield strength sebesar 310 Mpa. Maka tegangan yang terjadi pada struktur mesin power hammer lebih kecil dari tegangan yield strength material maka dapat disimpulkan bahwa struktur pada mesin power hammer aman untuk digunakan. 27

28 3. Besar gaya tumbukan yang direncanakan adalah 370 N, dari perhitungan gaya yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan ada gaya yang terbuang akibat gaya gesek dan bentuk konstruksi, maka didapatkan besar gaya setelah terjadi losses sebesar 195,77 N 4. Dari hasil perhitungan manual tegangan maksimum terjadi di struktur bagian 2 mesin power hammer sebesar 29,80 N/mm 2. Kemudian dari hasil simulasi besar tegangan maksimum yang terjadi pada struktur bagian 2 adalah 28,67 N/mm 2 = 28,67 Mpa presentasi selisih perhitungan manual dan hasil simulasi adalah 3,79%. Dari data katalog, plat U (C channel) baja AISI 1035 memiliki besar yield strength sebesar 310 Mpa. Maka tegangan yang terjadi pada struktur mesin power hammer lebih kecil dari tegangan yield strength material maka dapat disimpulkan bahwa struktur pada mesin power hammer aman untuk digunakan. 28