RANCANG BANGUN MESIN PENGAYAK PASIR CETAK

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN MESIN PENGAYAK PASIR CETAK TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Diploma III (Ahli Madya) Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang Oleh : Nama : Darwin No. BP : Program Studi : Teknik Mesin Konsentrasi : Produksi KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI POLITEKNIK NEGERI PADANG JURUSAN TEKNIK MESIN 2016

2 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN MESIN PENGAYAK PASIR CETAK Disusun Oleh : Nama : Darwin Nomor Bp. : Program Studi : Teknik Mesin Konsentrasi : Produksi Telah Lulus Sidang Pada Tanggal : 29 September 2016 Disetujui Oleh : Pembimbing I Pembimbing II Aidil Zamri,ST.,MT Bukhari,S.ST.,MT 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 PENGAYAK PASIR CETAK Tugas Akhir Ini Telah Diuji dan Dipertahankan di Depan Tim Penguji Tugas Akhir Diploma III Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang Pada Tanggal : 29 September 2016 Tim Penguji : Ketua/Penguji I Sekretaris/Penguji II Aidil Zamri, ST., MT Drs. Dt. Zuliardie. R Nip Nip Anggota I / Penguji III Anggota II / Penguji IV Zulhendri, ST., MT Nasrullah, ST., MT Nip Nip

4 No. Darwin Tugas Akhir ini telah dipertahankan didepan sidang penguji dan dinyatakan lulus pada tanggal : 29 September 2016 Abstrak telah disetujui oleh penguji : Tanda Tangan Nama Terang Aidil Zamri,ST.,MT Drs.Dt. Zuliardie.R BIODATA (a) Tempat/Tgl Lahir: Ujung Gading/19 November 1994 (b) Nama Orang Tua: Dakrin dan Nurhamida (c) Jurusan: Teknik Mesin (d) Program Studi: DIII Teknik Mesin, Konsentrasi: Produksi (e) No. BP: (f) Tanggal Lulus: 29 September 2016 (g) Predikat Lulus:... (h) IPK:... (i) Lama Studi: 3 Tahun (j) Alamat Orang Tua: Jalan Lombok, Jorong Tampus, Kecamatan Lembah Melintang. Kabupaten Pasaman Barat, Provinsi Sumatera Barat. RANCANG BANGUN MESIN PENGAYAK PASIR CETAK Tugas Akhir D-III Oleh : Darwin Pembimbing I : Aidil Zamri,ST.,MT dan Pembimbing II: Bukhari,S.ST.,MT ABSTRAK Pembuatan mesin pengayak pasir cetak dilaksanakan di laboratorium produksi Politeknik Negeri Padang. Material pasir sangatlah penting dan tidak dapat dipisahkan penggunaanya dalam dunia industri pengecoran logam. Pasir untuk membuat cetakan pada proses pengecoran logam haruslah memenuhi beberapa persyaratan diantaranya adalah keseragaman ukuran partikelnya. Mesin pengayak pasir berfungsi sebagai pengayak pasir cetak yang telah digunakan dan untuk menghilangkan debu agar pasir bisa digunakan kembali. Prinsip kerja mesin yaitu dengan menghubungkan putaran motor dengan reducer, pully reducer yang telah dihubungkan dengan poros yang dilengkapi dengan bagian pengayakan, dimana poros ini telah didesain dengan menggunakan pengayakan yang telah disesuaikan, sehingga pasir cetak yang masuk akan langsung diayak, bagian pengayakan yang berputar. Pasir cetak yang telah di ayak langsung jatuh dan pasir yang kasar keluar melalui corong keluar. Mesin pengayak pasir cetak ini adalah suatu mesin yang digunakan untuk pengolahan pasir cetak yang telah digunakan, kemudian pasir dihancurkan sesuai dengan mes yang dibutuhkan, pasir tersebut dilakukan pengayakan sehingga pasir bisa digunakan kembali. Kata Kunci : Mesin, pengayak, pasir, reducer, pully. Zulhendri,ST.,MT Nasrullah,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

5 KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul RANCANG BANGUN MESIN PENGAYAK PASIR CETAK ini. Salawat beriring salam kita do akan kepada Allah SWT semoga tercurah kepada Rasullah SAW. Semoga kita mampu untuk menauladani beliau dalam setiap perkataan dan tingkah laku kita. Dan harapan terakhir kita adalah kelak kita menjadi bagian diantara penghuni surga Allah,amin. Tugas akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis banyak menemui kesulitan dan hambatan, namun berkat bantuan berbagai pihak, maka Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat-nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 2. Kedua orang tua penulis, beserta keluarga besar penulis yang telah memberikan semangat dan dorongan, baik secara materi dan sprituil sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik. 3. Bapak Aidil Zamri,ST., MT selaku Direktur Politeknik Negeri Padang dan sekaligus pembimbing I. 4. Bapak Hanif,ST.,MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. 5. Bapak Rakiman,ST.,MT selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. 6. Bapak Sir Anderson,ST.,MT selaku Ketua Prodi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. 7. Bapak Drs. Mulyadi,ST.,MT selaku Ketua Konsentrasi Produksi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. 8. Bapak Adriansyah,ST.,MT selaku Ketua Labor Bahan Jurusan Mesin Politeknik Negeri Padang. i

6 9. Bapak Junaidi,ST.,MT selaku Ketua Bengkel Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang. 10. Bapak Bukhari,S.ST., MT selaku dosen pembimbing II 11. Seluruh Staf pengajar lainnya yang telah mendidik penulis dari semester I sampai semester VI sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. 12. Seluruh rekan-rekan seperjuangan yang ikut berpartisipasi dalam pembuatan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa setiap orang tidak luput dari kesalahan, kekhilafan dan kekurangan. Begitu juga dalam penulisan Tugas Akhir ini yang masih jauh dari kesempurnaan penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari pembaca, guna menambah pengetahuan dan pengalaman dimasa yang akan datang. Penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan pada umumnya dan khususnya bagi Jurusan Teknik Mesin. Padang, 14 Juli 2016 Darwin ii

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBARAN PENGESAHAN LEMBARAN TUGAS LEMBARAN ASISTENSI ABSTRAK KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i iii vi vii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Tujuan Umum Tujuan Khusus Alasan Pemilihan Judul Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pasir Cetak Penjelasan Umum Mesin Pengayak Dasar Pemilihan Bahan Fungsi Masing-Masing Komponen Unit Yang Bergerak Unit Yang Tidak Bergerak Perancangan Dan Perhitungan Menentukan Kapasitas iii

8 2.5.2 Menentukan Daya Motor Menentukan Reduser Perencanaan Sabuk Dan Pully Perencanaan Poros Perencanaan Pasak Perencanaan Bantalan BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Cara Kerja Mesin Pengayak Pasir Cetak Prinsip Kerja Sistem Penggerak Tahapan Pengoperasian Perhitungan Komponen-Komponen Mesin Menentukan Kapasitas Menghitung Seluruh Ayakan Menentukan Putaran Ayakan Menentukan Daya Mesin Perhitungan Putaran Reduser Perencanaan Poros Perencanaan Sabuk Dan Pully Perencanaan Pasak Perencanaan Pasak Untuk Pully Kecil Perencanaan Pasak Untuk Pully Besar Perencanaan Bantalan Pemilihan Jenis Bantala Menentukan Kapasitas Nominal Spesifik BAB IV PERHITUNGAN BIAYA DAN PERAWATAN DASAR 4.1 Perhitungan Anggaran Biaya Anggaran Material Biaya Pembuatan Perawatan Dasar iv

9 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN v

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Faktor-Faktor Koreksi Data Yang Akan Ditransmisikan Tabel 4.1 Spesifikasi Ukuran Rangka Yang Digunakan Tabel 4.2 Daftar Harga Bahan Komponen Mesin Tabel 4.3 Mesin Yang Digunakan Dalam Pembuatan Alat vii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Mesin Pengayak Pasir Vibrator... 2 Gambar 1.2 Mesin Pengayak Berputar... 3 Gambar 2.1 Macam-Macam Sabuk Gambar 2.2 Profil Alur Sabuk V Gambar 2.3 Sudut Kontak Gambar 2.4 Macam-Macam Pasak Gambar 3.1 Mesin Pengayak Pasir Gambar 3.2 Volume Maksimal Pasir Yang Tinggal Dalam Ayakan.. 24 Gambar 3.3 Tegangan Pada Bingkai.. 27 vi

12 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Material pasir sangatlah penting dan tidak dapat dipisahkan penggunaanya dalam dunia industri pengecoran logam. Pasir untuk membuat cetakan pada proses pengecoran logam haruslah memenuhi beberapa persyaratan diantaranya adalah keseragaman ukuran partikelnya. Selain itu pasir cetak juga harus mempunyai kekuatan basah, mampu bentuk, plastisitas serta permeabilitas dimana udara, uap dan gas didalam cetakan mampu keluar sehingga tidak menimbulkan cacat produk/porositas. Sebagaimana diketahui bahwa pasir cetak ditambang dari alam, yang masih bercampur dengan mineral lainnya baik itu tanah, lempung dan bebatuan lainnya yang tidak sedikit jumlahnya. Untuk mendapatkan pengecoran logam dibutuhkan material pasir yang telah diproses. Dalam hal ini material pasir yang dimaksud adalah material pasir yang sudah siap pakai. Seperti kita ketahui, material pasir pada umumnya tidak hanya terdiri dari pasir semata, melainkan masih tercampur dengan krikil dan bebatuan yang tidak sedikit jumlahnya. Selain itu kita juga sering menemui pasir yang menggumpal. Pasir hasil tambang yang masih bercampur tersebut tidak dapat langsung digunakan pada proses produksi, melainkan harus melalui proses pengayakan. Pasir cetak adalah bagian yang akan bekerja menerima panas dan tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produk, oleh karena itu pasir sebagai bahan cetakan harus disesuaikan dengan kualifikasi kebutuhan bahan yang akan dicetak baik 1

13 sifat penuangannya maupun ukuran benda yang akan dibentuk. Pasir cetak yang lazim digunakan pada proses pengecoran logam adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai dan pasir silica yang tersedia di alam. Pasir cetak yang sudah digunakan untuk membuat cetakan, dapat dipakai kembali dengan mencampur pasir baru dan pengikat baru setelah debu dan kotoran dalam pasir tersebut dibuang. Pasir cetak dapat digunakan berulang-ulang. Setelah digunakan dalam proses pembuatan suatu cetakan, pasir cetak tersebut dapat diolah kembali dengan menghancurkan atau di pecahkan dengan menggunakan mesin giling. Pasir di giling sesuai dengan mes yang dibutuhkan dalam hal ini perlu diperhatikan bahan yang menjadi debu harus dipisahkan, karena debu tersebut akan mengurangi daya lengket dari tarif. Kebanyakan dalam industri kecil masih menggunakan cara manual, yaitu dengan jalan mengayak secara manual. Tentunya proses ini kurang efektif, selain banyak menggunakan tenaga manusia juga kapasitas yang dihasilkan relatif sedikit. Untuk mengatasi masalah tersebut diatas perlu diciptakan mesin pengayak pasir, yang diharapkan dapat meningkatkan kapasitas produksinya. Maka dari itu ada beberapa jenis mesin pengayak yaitu: 1. Mesin Pengayak Vibrator Gambar 1.1 Mesin pengayak pasir vibrator 2

14 Kelebihan Bagian pengayakan cukup besar Pengayakan cukup kuat Kekurangan Memasukkan pasir cukup sulit Proses pengayakan bertahap Pembuangan pasir yang kasar cukup sulit 2. Mesin Pengayak Berputar Kelebihan Gambar 1.2 Mesin pengayak berputar Proses pengayakan terus menerus Pasir mudah tersaring Mempercepat proses pengayakan Kekurangan Kekuatan pengayakan kecil Daya tampung pengayakan kecil Maka dari itu saya merancang sebuah mesin pengayak pasir secara berputar karena proses pengayakannya lebih cepat dan dinamis, dengan menggunakan motor 3

15 penggerak untuk menggerakkan bagian pengayakan pasir cetak, pasir yang halus akan jatuh melalui lobang-lobang pengayakan sedangkan pasir yang kasar terbuang melalui corong pembuangan. Mesin pengayak pasir ini digunakan untuk pemisahan dari berbagai ukuran bahan untuk dipisahkan kedalam dua atau tiga fraksi dengan menggunakan ayakan, dengan pengayakan berputar secara horizontal, maka setiap fraksi yang keluar dari ayakan mempunyai ukuran yang seragam dan pembuangan debu halus dan kotoran, dengan demikian memproduksi cetakan pasir akan sangat memerlukan tenaga manusia yang cukup banyak. 1.2 Tujuan Pada tugas akhir ini penulis membuat beberapa tujuan yang beberapa tujuan yang terbagai menjadi dua bagian : 1. Tujuan Umum a. Untuk memenuhi salah satu syarat lulus program Diploma III (DIII) Jurusan Teknik Mesin di Politeknik Negeri Padang. b. Mengasah kemampuan mahasiswa untuk berfikir analitis dan memecahkan masalah berdasarkan hal yang telah dipelajari baik dibangku perkuliahan maupun dilapangan. c. Membuka wawasan mahasiswa mengenai aplikasi dan implementasi bidang ilmu yang telah dipelajari pada dunia nyata. 2. Tujuan Khusus a. Menciptakan suatu mesin pengayak yang dapat mengerjakan suatu proses tertentu dengan tingkat efektifitas yang tinggi. 4

16 b. Menjawab kebutuhan Industri kecil-menengah dalam memproduksi cetakan pasir. c. Merancang dan membuat mesin pengayak pasir cetak agar dapat digunakan sebagai mana semestinya. 1.3 Alasan Pemilhan Judul Tugas akhir ini berjudul RANCANG BANGUN MESIN PENGAYAK PASIR CETAK. Penulis sengaja mengangkat judul ini dengan beberapa alasan dan pertimbangan sebagai berikut : 1. Semakin bayaknya produk pengecoran digunakan di perusahaan-perusahaan dan kalangan masyarakat. 2. Mesin pengayak pasir cetak ini berfungsi sebagai alat bantu produksi yang dapat membantu untuk produksi massal dari cetakan pasir dan hasil dari pengecoran logam. 1.4 Batasan Masalah Dalam pembuatan mesin pengayak pasir cetak, masalah yang dibahas meliputi beberapa kriteria dengan tujuan agar tidak mengundang pengertian yang mengembang, dimana kriteria disini merupakan batasan-batasan mengenai ruang lingkup penulisan sesuai dengan uraian tugas yang diberikan yaitu: 1. Mesin ini digunakan hanya untuk pengayakan pasir cetak 2. Desain kontruksi 3. Pemilihan bahan 4. Perhitungan gaya-gaya yang bekerja 5. Gambar susunan serta gambar bagian 5

17 1.5 Metode Penulisan Laporan Adapun metodologi yang digunakan penulis dalam memperoleh data yang mendukung dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini yaitu, sebagai berikut : 1. Observasi Yaitu dengan metode penulis menyelami dan terlibat langsung dalam kegiatan di lingkungan kerja tersebut. Metode ini dilakukan dengan alasan dapat memahammi langsung permasalahan yang nampak di lapangan sehingga memudahkan dalam penulisan laporan. 2. Studi Kepustakaan Yaitu metode yang digunakan dengan cara mencari dan membaca literatur yang ada kaitannya dengan pokok bahasan. Metode ini dilakukan dengan alasan untuk Memperjelas Metode Pertama. 3. Metode Konsultasi Yaitu metode yang dilakukan dengan cara wawancara atau konsultasi langsung dengan dosen pembimbing mengenai Laporan Akhir penulis. 4. Metode Cyber Yaitu metode yang dilakukan dengan cara mencari informasi dan data melalui internet sebagai bahan referensi. 6

18 1.5 Sistematika Penulisan Untuk mempermudah penyusunan dan memperjelas laporan, maka penulisan laporan ini disusun berdasarkan sistematika sebagai berikut: Bab 1. PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan berbagai macam perihal, seperti Latar Belakang masalah, tujuan, manfaat, metode penulisan laporan, dan sistematika penulisan. Bab 2. TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menjelaskan tentang pasir cetak secar umum, penjelasan umum tentang mesin pengayak pasir cetak, dasar pemilihan bahan, fungsi masing-masing komponen, perancangan dan perhtungan mesin. Bab 3. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN Bab ini meliputi komponen-komponen mesin, menentukan kapasitas pengayakan, kapasitas mesin, daya motor, perencanaan pully dan sabuk. Perencanaan poros, perencanaan pasak dan perencanaan bantalan. Bab 4. PERHITUNGAN BIAYA DAN PERAWATAN DASAR Menjelaskan tentang perhitungan biaya, perawatan dasar Bab 5. PENUTUP Bab ini berisikan kesimpulan dan saran-saran dari proses pembuatan mesin ini. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 7

19 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pasir Cetak Secara Umum Pasir cetak adalah bagian yang akan bekerja menerima panas dan tekanan dari logam cair yang dituang sebagai bahan produk, oleh karena itu pasir sebagai bahan cetakan harus disesuaikan dengan kualifikasi kebutuhan bahan yang akan dicetak baik sifat penuangannya maupun ukuran benda yang akan dibentuk. Pasir cetak yang lazim digunakan pada proses pengecoran logam adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai dan pasir silica yang tersedia di alam. A. Syarat Pasir Cetak Pasir cetak yang baik untuk pembuatan cetakan perlu memenuhi persyaratan berikut ini: a. Mempunyai sifat mampu bentuk sehingga mudah dalam pembuatan cetakan dengan kekuatan yang cocok sehingga tidak rusak jika dipindah-pindah letaknya dan mampu menahan logam cair saat dituang kedalam rongga cetak. b. Permeabilitas pasir cetak yang cocok. Permeabilitas berhubungan erat dengan keadaan permukaan coran. Pada prinsipnya, permeabilitas akan menentukan seberapa besar gasgas dari cetakan atau logam cair mampu melepaskan diri selama waktu penuangan. Nilai permeabilitas yang rendah menyebabkan kulit coran lebih halus dan terjadilah gelembung udara terperangkap didalam cetakan akan mengahasikan cacat permukaan pada coran. c. Distribusi besar butir yang sesuai mengingat dua hal diatas terpenuhinya sifat mampu bentuk yang baik dan mudahnya gas-gas keluar dari cetakan. 8

20 d. Tahan terhadap temperatur logam cair selama penuangan. Pasir dan bahan pengikat harus tahan api sehingga dinding dalam cetakan tidak rontok selama penuangan logam cair. e. Komposisi yang cocok antara bahan baku pasir dengan bahan tambah lainnya. f. Agar ekonomis usahakan pasir dapat digunakan lagi. B. Macam Pasir Cetak Pasir cetak yang umum digunakan adalah pasir gunung, pasir pantai, pasir sungai dan pasir silika (pasir kuarsa). Beberapa dari pasir tersebut ada yang langsung dapat dipakai tetapi ada yang harus dipecah-pecah dulu sehingga ukuran butirannya sesuai. Jika kadar tanah liatnya kurang mencukupi, pada pasir biasanya ditambahkan bahan pengikat seperti bentonit, ter, grafit maupun resin (furan maupun fenol) sehingga daya pengikatnya lebih baik. Pasir gunung yang umumnya mengandung lempung dan kebanyakan dapat dipakai setelah dicampur air. Pasir pantai diambil dari pantai dan pasir kali diambil dari kali. Pasir pantai, pasir kali, pasir silika alam, dan pasir silika buatan tidak melekat dengan sendirinya, oleh karena itu dibutuhkan pengikat untuk mengikat butir-butirnya satu sama lain dan baru dipakai setelah pencampuran. 2.2 Penjelasan Umum Tentang Mesin Pengayak Pasir Cetak Mesin pengayak pasir cetak merupakan salah satu mesin yang mempunyai prinsip kerja yaitu dengan menghubungkan putaran motor dengan pullinya yang telah dihubungkan dengan poros yang dilengkapi dengan bagian pengayakan pasir cetak, dimana poros ini telah di design dengan menggunakan bagian pengayakan yang disesuaikan, sehingga pasir cetak yang masuk kedalam ayakan yang berputar. Pasir cetak yang telah di ayak akan berpisah antara butiran pasir yang halus dengan kehalusan 0,1 mm dan yang kasar dengan kekasaran 9

21 0,2 mm, pasir yang halus akan jatuh ke bawah ayakan sedangkan pasir yang kasar keluar melalaui corong keluar. 2.3 Dasar Pemilihan Bahan Sebelum pembelian bahan, terlebih dahulu dilakukan pemilihan bahan. Dalam pemilihan bahan, bahan tersebut harus mempunyai beberapa kriteria antara lain : a. Sesuai dengan fungsinya Bahan yang dipakai dalm pembuatan suatu produk harus sesuai dengan fungsinya serta kegunaannya. b. Mudah didapat Komponen atau bahan harus memenuhi syarat sebagai suatu bahan yang akan dibuat dan ada di pasaran. Apabila bahan tersebut tidak ada, maka dapat diganti dengan bahan lain dalam batas keamanan. c. Efisiensi Ditinjau dari pengerjaan, penggunaan, tenaga untuk pengolahan bahan, biaya pengoperasian serta perawatan. d. Bahan relatif murah Bahan tersebut harganya murah tetapi dengan kekuatan bahan yang memadai dapat dipilih dengan alternatif bahan yang digunakan. e. Faktor keindahan dan konstruksi Dalam perencanaan suatu mesin, perancang tidak dapat mengabaikan faktor yang satu ini. Karena keindahan atau estetika dan bentuk konstruksi mesin akan mendukung dalam penjualan atau pemasaran mesin. 2.4 Fungsi Masing-masing Komponen Unit Yang Bergerak a. Motor Listrik 10

22 Motor merupakan komponen utama suatu mesin, karena motor merupakan tenaga penggerak atau sumber tenaga untuk melakukan proses pengayakan pasir cetak. b. Pully dan Sabuk Pully dan sabuk digunakan sebagai penghubung untuk mentransmisikan daya dan putaran dari motor keporos untuk menggerakkan bagian pengayakan pasir cetak. c. Saringan pengayakan Saringan pengayakan digunakan untuk mengayak pasir cetak dengan kehalusan 0,1mm. d. Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir setiap mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran Dalam bab ini akan dibicarakan hal poros penerus daya yang dipakai untuk meneruskan dari atau ke poros. 1. Macam-macam poros Poros untuk menentukan daya di klasifikaskan menurut pembebanannya sebagai berikut : a. Poros transmisi Poros macam ini mendapat beban puntir dan lentur. Daya ditransmisikan keporos ini melalui kopling, roda gigi, pully, sabuk atau sporket rantai. b. Spindle Poros transmisi ini yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa puntiran disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. 11

23 c. Gandar Poros seperti yang dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak mendapatkan beban puntir, disebut gandar. Gandar ini hanya mengalami beban lentur saja. 2. Hal-hal penting dalam perencanaan poros Untuk merencanakan sebuah poros, hal-hal berikut ini perlu diperhatikan : a. Kekuatan poros Suatu poros transmisi dapat mengalami beban puntir atau lentur atau gabungan antara puntir dan lentur. Juga ada poros mendapatkan beban tarik atau beban tekan seperti poros baling-baling, untuk itu kekuatan poros harus diperhatikan. b. Kekakuan poros Disamping kekuatan poros kekakuannya juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan macam mesin yang akan dilayani poros tersebut. c. Putaran poros Bila suatu putaran suatu mesin dinaikkan, maka pada suatu harga putaran tertentu dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya putaran ini disebut putaran kritis. Poros harus direncanakan sedemkian rupa hingga putaran kerjanya lebih rendah dari putaran kritisnya. d. Korosi Poros-poros mesin ini yang sering berhenti lama dapat pula dilakukan perlindungan terhadap mesin. e. Bahan poros Jenis bahan poros juga harus ditentukan atau yang disesuaikan dengan kekuatan yang perlukan, pada umumnya dibuat dari baja batang. 12

24 2.4.2 Unit Yang Tidak Bergerak a. Bantalan Bantalan merupakan penumpu poros yang diberikan beban dengan komponen yang dipergunakan adalah standar. b. Rangka Rangka merupakan komponen utama untuk mendukung semua komponen, sehingga mesin dapat bekerja dengan baik. c. Corong keluar Tempat keluarnya pasir yang kasar dan sampah yang telah di ayak. d. Bodi/Casing Menahan berat komponen, sehingga mesin bisa bekerja dengan baik dan memberi bentuk dari mesin. 2.5 Perancangan dan Perhitungan Komponen Mesin Menentukan Kapasitas Untuk menentukan berat dari kapasitas atau volume pasir dalam ayakan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan seperti berikut: x massa jenis pasir Dimana: Berat pasir dalam ayakan Volume pasir dalam ayakan Massa jenis pasir 1,6 x kg/ Menentukan Daya Motor Untuk menentukan daya motor yang dibutuhkan pengayakan pasir cetak dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : P Mp x... ( lit 5 hal 49 ) 13

25 ... ( lit 5 hal 50 ) Dimana: P Mp x (2 x π x n)/60 Mp F n gaya (F) x jarak (r) beban total putaran Dimana : pd Fc. P Pd Fc P Daya rencana (Watt) faktor koreksi daya output dari motor (Watt) Tabel 2.1 : Faktor- faktor koreksi data yang akan ditransmisikan, Daya yang akan ditransmisikan Daya rata rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya normal Menentukan Reduser Reduser berfungsi untuk memperlambat putaran yang akan diteruskan keporos pengayakan. Dimana didalam reduser ini terdapat rangkaian roda gigi pembanding. Perbandingan gear box reduser yang digunakan 1 : 20. Penggunaan reduser ini bertujuan supaya putaran pengayakan tidak terlalu kencang. Motor yang digunakan untuk mesin pengayak pasir cetak ini adalah 1 HP. Kecepatan keluaran (output reduser) : N (reduser) 14

26 2.5.4 Perencanaan Sabuk dan Pully Sabuk V terbuat dari karet yang mempunyai penampang trapesium. Tenunan tetron atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Bagian yang sedang membelit pada puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga akan bertambah besar karena pengaruh bentuk baji, yang akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah. Hal ini merupakan salah satu keunggulan sabuk-v dibandingkan sabuk rata. Gambar 2.1 Macam-macam sabuk (sumber : Sularso 1978) Perencanaan sabuk ditentukan dengan mengikuti persamaan berikut : 1. Menentukan profil alur sabuk Berdasarkan diameter nominal atau diameter lingkar jarak bagi (dp), maka profil alur sabuk dapat ditentukan berdasarkan pada Lampiran. Gambar 2.2 Profil alur sabuk V (sumber : Sularso 1978) 2. Menentukan reduksi (i) atau perbandingan putaran... ( lit 5 hal 166 ) Dimana : 15

27 Putaran pully penggerak (rpm) Putaran pully yang digerakkan (rpm) Diameter pully penggerakkan (mm) Diameter pully yang digerakkan (mm) 3. Menentukan kecepatan linear sabuk V V... ( lit 5 hal 166 ) 4. Menentukan panjang keliling sabuk (L) L 2C + (Dp + dp) +... ( lit 5 hal 170 ) Dimana : C Jarak sumbu poros untuk sementara (mm) C 1,5 sampai 2 kali diameter pully besar dp Diameter pully penggerak (pully kecil) Dp Diameter pully yang digerakkan (pully besar) 5. Menentukan Sumbu Kontak ( ) Gambar 2.3 Sudut kontak (sumber : Sularso 1978) Perencanaan Poros Poros pada umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai. Dengan demikian poros tersebut mendapat beban puntir dan lentur, sehingga pada permukaan akan terjadi tegangan geser ( ) karena momen puntir (T) dan tegangan ( ) kerena 16

28 momen lentur (ML). Diameter poros ditentukan dengan mengikuti persamaan sebagai berikut : 1. Menentukan momen puntir (T) T Dimana : Pd Daya motor Penggerak Putaran motor (rpm) 2. Menentukan momen lentur maksimum (ML max) Dimana momen lentur maksimum dapat ditentukan dengan mencari momen lentur itu sendiri. 3. Menentukan tegangan geser yang diinginkan... ( lit 5 hal 8 ) Dimana : Kekuatan tarik (kg/ ). Kekuatan tarik diberikan dalam bentuk tabel. Faktor keamanan untuk bahan kelelahan puntir. 6 untuk bahan S-C Faktor keamanan untuk pengaruh poros yang diberi alur pada pasak. Dibuat bertangga karena pengaruh kekasaran permukaan. 1,3 sampai 3 4. Menentukan diameter poros D *( ) +... ( lit 5 hal 18 ) Dimana : m Momen lentur. 17

29 T Momen puntir. Km Faktor koreksi untuk momen lentur. Km 1,5 untuk poros dengan beban berputar dengan pembebanan momen lentur tetap. Kt Faktor koreksi untuk momen puntir. Kt 1 sampai 1,5 untuk poros yang dikenakan sedikit kejutan atau tumpukan Perencanaan Pasak Pasak menurut letaknya pada poros dapat dibedakan : pasak rata, pasak benam, dan pasak singgung. Umumnya pasak itu berpenampang persegi empat dan bentuk memanjang dapat dibentuk prismatik atau tiang.dalam perencanaan ini bahan pasak lebih lunak dari bahan poros, disebabkan proses penggantian pasak lebih mudah dibandingkan penggantian dari poros. Pasak pada umumnya dapat digolongkan dalam beberapa macam : a. Pasak menurut letak poros Pasak Pelena Psak Rata Pasak Benam Pasak Singgung b. Pasak tembereng atau pasak benam Yang paling umum digunakan adalah pasak benam yang dapat meneruskan momen besar. Untuk momen dengan tumbukan dapat dipakai pasak singgung. 18

30 Gambar 2.4 Macam-macam pasak (sumber : Sularso 1978) Dimensi pasak ditentukan dengan mengikuti persamaan-persamaan berikut : 1. Menentukan gaya tangensial pada permukaan (F) F... ( lit t5 hal 25 ) Dimana : T Momen rencana dari poros (kg. mm) D Diameter poros (mm) 2. Menentukan tegangan geser yang terjadi ( )... ( lit 5 hal 8 ) Dimana : Kekuatan Tarik (Bahan untuk kekuatan tarik menentukan kekuatan tarik di berikan) Faktor koreksi kekuatan 6 Faktor koreksi alur pasak 1-1,5 untuk beban diberikan secara perlahan 1,5-untuk beban dikenakan dengan tumbukan 2-5 untuk beban dikenakan tiba-tiba dengan tumbukan berat 19

31 3. Menentukan panjang pasak (L)... ( lit 5 hal 4 ) Dimana : F Gaya dari permukaan pasak A Luas penampang pasa (A b.l) 4. Menentukan tekanan pada permukaan pasak P... ( lit 5 hal 27 ) Dimana : P Tekan permukaan (kg/mm) Kedalaman alur pasa Perencanaan Bantalan Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya dapat berlangsung secara halus, aman dan panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka prestasi seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja secara semestinya. (Sularso,1987,hal 103) Perencanaan bantalan mengikuti persamaan sebagai berikut : 1. Menentukan kapasitas nominal spesifik (C) Untuk menentukan kapasitas nominal spesifik (C) diberikan dalam bentuk grafik dan juga bentuk tabel. 2. Menentukan faktor kecepatan (Fn) 20

32 Fn * +... ( lit 5 hal 136 ) Dimana : n putaran poros utama 3. Menentukan beban ekivalen dinamis (P) P X. Fr + Y.Fa... ( lit 5 hal 135 ) Dimana : X Faktor beban radial X Faktor ini diberikan dalam bentuk tabel Fr Beban radial Y Faktor beban aksial Y Faktor ini diberikan dalam bentuk tabel Fa Beban aksial 4. Menentukan faktor umur (Fh) Fh Fn... ( lit 5 hal 136 ) Dimana : Fn Faktor kecepatan C Beban nominal dinamis spesifik (kg) P Beban ekivalen dinamis (kg) 5. Menentukan umur bantalan Lh 500 ( 21

33 BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Cara Kerja Mesin Pengayak Pasir cetak Gambar 3.1 Mesin Pengayak Pasir Prinsip Kerja Mesin menggunakan prinsip kerja yang sangat sederhana yaitu dengan menghubungkan putaran motor dengan reducer, pully reducer yang telah dihubungkan dengan poros yang dilengkapi dengan bagian pengayakan, dimana poros ini telah didesain dengan menggunakan pengayakan yang telah disesuaikan, sehingga pasir cetak yang masuk akan langsung diayak, bagian pengayakan yang berputar. Pasir cetak yang telah di ayak langsung jatuh dan pasir yang kasar keluar melalui corong keluar Sistem Penggerak Motor merupakan komponen untuk suatu mesin karena motor merupakan tenaga penggerak atau sumber tenaga untuk melakukan proses pengayakan, tanpa motor alat ini dinamakan alat sistem manual, jadi motor adalah pengganti tenaga manusia. 22

34 Prinsip kerja motor berdasarkan pada penghantar yang membawa arus yang ditempatkan suatu medan, maka penghantar tersebut akan mengalami gaya. Gaya akan menimbulkan torsi yang akan menghasilkan rotasi mekanik, sehingga motor akan berputar, jadi motor ini menerima sumber arus searah dari jala-jala kemudian dirubah menjadi energi mekanik berupa putaran yang nantinya di pakai peralatan lain Tahapan pengoperasian Pengoperasian mesin pengayak pasir cetak ini cukup sederhana dan mudah dilakukan, walaupun demikian dalam penoperasiannya perlu diperhatikan : 1. Sebelum di operasikan, mesin ini harus di persiapkan dengan optimal sehingga dalam pengoperasiannya tidak ada kendala. 2. Periksa keadaan motor dan sabuk penghubung. 3. Jika semuanya udah siap, maka hidupkan mesin. 4. Jika mesin sudah berfungsi dengan baik maka pasir cetak sudah bisa di proses dengan menggunakan mesin. 5. Persiapkan pasir cetak yang akan diproses, setelah itu masukkan pasir cetak kedalam ayakan, pada saat ayakan berputar. 6. Jumlah pasir cetak yang dimasukkan harus diatur sesuai dengan kekuatan atau kapasitas dari mesin tersebut agar hasil pengayakan yang di capai sesuai dengan yang diinginkan. 7. Bila bahan yang ada dalam ayakan yang akan di ayak hampir habis, segera masukkan bahan berikutnya. 8. Setelah pengayakan selesai dilakukan, mesin di bersihkan agar tidak korosi. 23

35 89 433,01 326, Perhitungan Komponen-Komponen Mesin Menentukan Kapasitas Saringan yang dirancang pada mesin ayakan pasir cetak sistem rotary ini selalu berputar, sehingga di perkirakan volume maksimal pasir yang tinggal dalam ayakan seperti gambar dibawah ini : Cincin Penyangga A C R Bingkai B Gambar 3.2 Volume maksimal pasir yang tinggal dalam ayakan a. Panjang AR - mm ,78 mm AR 186,91 mm b. Luas segitiga CAB Luas Δ CAB 29307,48 c. Luas Lingkaran Luas ʘ 24

36 3,14. 3, ,04 d. Luas Juring Luas Juring x Luas Δ x , ,89 e. Luas Tembereng (Arsiran) Luas Tembereng Luas Juring - Luas Δ 41542, , ,41 f. Volume Tembereng Volume Tembereng Luas Tembereng (Arsiran) x Panjang Ayakan 12235,41 x 900 mm , g. Berat Pasir Berat pasir Volume Tembereng x Massa jenis pasir 0, x 1,6 ton/ 0,017 ton 17 kg Setelah dilakukan perhitungan dengan persamaan di atas maka didapat berat pasir dalam ayakan sebesar 17 kg. 25

37 1. penyangga Direncanakan penyangga ayakan meenggunakan material St 37 untuk menahan beban pasir 17 kg, jumlah penyangga yang menahan 6 buah tetapi yang bekerja pada saat pengayakan 2 buah. Dimana : Tegangan tarik F Gaya yang bekerja ( 17 kg) A diameter besi penyangga 12 mm F massa x Grafitasi A ( ) 17 kg x 9,81 ( ) 166,77 N 113,04 0,7 N/ Tegangan tarik pada bahan St 37 Tegangan tarik izin ( ) 37 x 9,81 362,97 N/ 72,594 N/ 26

38 2. Bingkai Direncanakan bingkai ayakan menggunakan material St 37 untuk menahan beban pasir 17 kg, jumlah bingkai yang menahan 6 buah dengan panjang 900 mm tetapi yang bekerja pada saat pengayakan 3 buah. Bingkai akan menerima beban bengkok dari berat pasir. Untuk menentukan berapa diameter rangka yang aman digunakan, dapat dicari dengan menggunakan persamaan dibawah ini : Dimana : Tegangan bengkok Mb Momen bengkok Wb Tahanan bengkok F A C RA B RB Gambar 3.3 Tegangan pada bingkai Dari gambar diatas diketahui : F 17 kg 166,6 N 166,6/2 83,3 N L 900 mm l 450 mm Dari rangka ayakan seperti gambar diatas, maka dapat ditentukan berapa diameter rangka yang aman untuk digunakan dengan beban 17 kg untuk perhitungannya dapat dilihat dibawah ini : 27

39 +) MA 0 +) MB 0 F x l RB x L 0 F x l - RA x L 0 RB x L F x l RB x L F x l RB RB 41,65 N MA F. l x RB. L RA 41,65 N Momen bengkok (Mb) 83,3 N. 450 mm x 41,65 N. 900 mm MC RB x l 0 41,65 N x 450 mm 18742,5 Nmm MB F. l RA. L 83,3 N. 450 mm x 41,65 N. 900 mm 0 72,594 N/ ( ) 72,594 N/ x 72,594 N/ x 18742,5 Nmm 2636,07 mm 9,57 mm Jadi hasil dari perhitungan diatas didapatkan diameter dari bingkai 9,57 mm,akan tetapi perencanaan bingkai menggunakan besi beton diameter 12 mm. 28

40 3.2.2 Menghitung Seluruh Ayakan 1. Berat cincin Cincin ayakan dibuat dari besi beton dengan ukuran diameter 12mm menggunakan material St 37 yang dibentuk bulat dengan diameter 500 mm, maka berat cincin ayakan dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut ini : Keliling cincin x d 3,14 x 500 mm 1570 mm Volume cincin diameter. Keliling cincin ( ) mm ,8 Berat cincin Volume cincin x P ( massa jenis St37) ,8 x 7,9. 1,4 kg Mesin ayakan pasir cetak terdiri dari 2 buah cincin maka berat seluruh cincin 2 x 1,4 kg 2,8 kg. 2. Berat Bingkai Bingkai ayakan mempunyai ukuran diameter 12 mm dengan panjang 1000 mm, maka material yang digunakan St 37. Volume π x x l 3,14 x ( x 1000 mm W rangka V x P ,9. 1,04 kg 29

41 Diameter 12 dengan panjang 1000 mm menggunakan material St37 seberat 1,04 kg, jumlah tangkai rangka yang digunakan 6 buah, maka berat total tangkai 1,04 kg x 6 6,24 kg 3. Berat total ayakan Wtotal (2 x W cincin) + (6 x W rangka) + W kawat mesta (2 x 1,4) + (6 x 1,04 kg) + 2 kg 11,04 kg Setelah di jumlahkan dengan menggunakan persamaan diatas maka berat keseluruhan ayakan sebesar 11,04 kg. 3.3 Menentukan Putaran Ayakan Karena dalam perputaran pengayakan dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gaya sentrifugal, material pasir tidak boleh terbawa oleh putaran ayakan, maka kecepatan putarn ayakan harus dicari sesuai dengan kehalusan material pasir. W Berat (Kg) Fs Gya sentrifugal (N) V Kecepatan tangensial (rad/det) W Fs (yudistira Bambang 2000) Dimana : Fs 0,026. n. 9,81 m/ 17 kg. 0,040 kg 30

42 n 60,87 Rpm Didapatkan dengan menggunakan persamaan diatas putaran maksimum mesin ayakan pasir ini adalah 60,87 Rpm, maka putaran mesin diambil 55 Rpm. Agar pasir tidak menempel pada saringan disaat saringan berputar maka berat pasir harus lebih besar dibandingkan dengan gaya sentrifugal. 3.4 Menentukan Daya Mesin Daya rencana dihasilkan oleh drum (Pd) adalah hasil perkalian antara daya total dengan faktor koreksi fc, faktor koreksi untuk daya normal adalah 1,2. Untuk daya P didapat dari perhitungan berikut : P Mp x... ( lit 5 hal 49 ) P Mp x (2x x n)/60 Mp Gaya (F) x Jarak (r) F berat total ayakan + berat pasir dalam ayakan 11,04 kg + 17 kg 28,04 kg Mp (massa total ayakan + kapasitas) x percepatan gravitasi x jarak (28,04 kg x 9,81 /s) x 900 mm 255,45 N x 0,9 m 229,9 Nm P 1464,7 Watt 1 Hp 746 Watt 31

43 Jadi daya motor yang didapat sebesar 1464,7 Watt sama dengan 1,5 Kw, maka motor yang digunakan disesuaikan dengan motor yang ada sebesar 1 Hp 746 Watt. 3.5 Perhitungan Putaran Reduser Kecepatan putaran motor yaitu 1450 Rpm, poros motor dihubungkan langsung dengan poros reduser. Perbandingan putaran reduser 1:20, jadi kecepatan putaran masuk (input reduser). Karena perbandingan reduser 1:20, maka putaran keluaran (output reduser) N (reduser) N (reduser) 72,5 Rpm 3.6 Perencanaan Poros Adapun beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan perhitungan poros yaitu : a. Menentukan Momen Puntir Pada Poros P Daya motor 0,44 Kw n Putaran motor 1400 Rpm Fc Faktor koreksi 2 Pd Daya rencana Fc x P 2 x 0,44 Kw 0,88 Kw T Torsi atau momen rencana T 612,22 x 9,81 32

44 6005,87 kg mm b. Menentukan Momen Lentur Pada Poros Gaya yang bekerja pada poros yaitu sebagai berikut : Dimana : F 30 N + 0 RB. 945 mm F. 472,5 mm 0 RB 15 N + 0 RB F + RA 0 RA 30 N 10 N 20 N Maka momen Lentur adalah MA 0 MB 0 MC + RA. 472,5 0 MC - RA. 472,5-20 N. 472,5 mm 9450 Nmm c. Menentukan Tegangan Geser 6 diambil karena untuk bahan S-C (baja karbon kontruksi mesin) dengan pengaruh massa dan baja paduan. 2 diambil karena dibuat bertingkat maka : Tegangan geser yang di izinkan 33

45 ... ( lit 5 hal 8 ) 3,08 N/ d. Menentukan Diameter Poros (d) Kt 1,5 karena diasumsikan terjadi kejutan sedang Km Faktor Koreksi untuk momen lentur 2 untuk poros yang dikenakan sedikit kejutan ds... ( lit 5 hal 18 ) [ 6005,87 kg mm] ds ds 31,28 mm 3.7 Perencanaan Sabuk dan Pully A. Putaran Untuk Pully Kecil Dalam perencanaan ini, karena pully langsung dihubungkan dengan poros motor, maka putaran yang terjadi pada pully kecil sama dengan putaran-putaran motor yang tersedia, jadi putaran pada pully kecil adalah : Putaran motor 1450 Rpm gearbox 1 : 20 Rpm B. Putaran Untuk Pully Besar Untuk mencari putaran pully besar maka menggunakan persamaan dibawah :... ( lit 5 hal 166 ) 34

46 C. Menentukan Ukuran Sabuk Karena daya motor yang digunakan 1HP dengan putaran 1450 Rpm, maka sesuai dengan pemilihan sabuk (Sularso;164), sabuk yang digunakan adalah type A dengan ukuran sebagai berikut : A 12,5 mm S 9 mm D. Menentukan Ukuran Pully Berdasarkan diameter nominal (dp) 2 inchi 50,8 mm, maka berdasarkan tabel ukuran pully V (Sularso;166) didapatkan : W 11,95 Lo 9,2 k 4,5 e 15,0 f 10,0 E. Menentukan Kecepatan Linier Sabuk- V ( V ) V... ( lit 5 hal 166 ) 1,22 m/s F. Menentukan Panjang Keliling Sabuk ( L ) L 2c + + (Dp + dp) +... ( lit 5 hal 170 ) Dimana : 35

47 C 1,5 x 254 (diameter pully terbesar) 381 mm Sehingga : L 2 x 381 mm + + (254 mm + 50,8 mm) mm + 1, ,8 mm + 27,09 mm 1095,46 mm 43 inci Dengan mempertimbangkan nomor nominal sabuk V yang terdapat dalam tabel panjang sabuk V standar (Sularso: 168), maka panjang sabuk yang direncanakan adalah 43 inci. G. Menentukan Jarak Sumbu Poros Yang Sebenarnya ( c ) Dengan menggunakan persamaan berikut : c Dimana : b 2L 3,14 (Dp + dp) 2 x 686,45 mm 3,14 (254 mm + 50,8 mm) 1372,9 mm 957,07 mm 415,83 mm Maka : c 101,57 mm H. Menentukan Sudut Kontak ( ) Dengan menggunakan persamaan berikut : - 36

48 , Perencanaan Pasak Perencanaan Pasak Untuk Pully Kecil Perencanaan pasak untuk pully pada poros gearbox (d) 16 mm T 9,74 x 483,64 Kg.mm a. Menentukan Gaya Pada Permukaan Pasak (F) F... ( lit 5 hal 25 ) 60,45 Kg F 60,45 Kg x 9,81 m/ 593,01 N Berdasarkan tabel untuk poros ukuran pasak adalah : Lebar pasak (b) 5 mm Tinggi pasak (h) 5 mm Panjak pasak 20 mm b. Menentukan Tegangan Geser Yang Diizinkan Pada Pasak ( ) Tegangan geser dapat dicari dengan menggunakan persamaan :... ( lit 5 hal 8 ) Dimana : tegangan geser yang diizinkan (Kg/ ) 37

49 B kekuatan tarik bahan St N/ faktor keamanan untuk baja diambil 6 faktor keamanan untuk dibuat alur (2 5) jika dikenakan secara tibatiba dan tumpukan berat (3,5) Sehingga tegangan geser yang diizinkan adalah : 176,6 N/ c. Menentukan Tegangan Geser (N/ ) Tegangan yang ditimbulkan akibat gaya geser yang bekerja pada penampang mendatar b x l ( ) dapat dicari dengan menggunakan persamaan dibawah ini : Dimana : Tegangan geser (N/ ) F Gaya (593,01 N) Maka : 5,93 N/ d. Menentukan Tekanan Pada Permukaan Pasak (P) Tekanan pada permukaan pasak juga dapat dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : P... ( lit 5 hal 27 ) Dimana : P Tekanan pada permukaan pasak (Kg/ ) F gaya tangensial 39,44 Kg 38

50 L panjang pasak 20 mm kedalaman alur pasak 4 mm Sehingga tekanan permukaan dapat diperoleh sebesar : P 0,49 Kg/ Perencanaan Pasak Untuk Pully Besar T 9,74 x 964,72 Kg.mm a. Menentukan Gaya Pada Permukaan Pasak (F) F... ( lit 5 hal 136 ) 64,31 Kg F 64,31 Kg x 9,81 m/ 630,88 N Berdasarkan tabel ukuran pully 30 mm maka ukuran pasaknya : Lebar pasak (b) 8 mm Tinggi pasak (h) 7 mm Panjang pasak 20 mm b. Menentukan Tegangan Geser Yang Diinginkan ( ) Dari perhitungan sebelumnya didapatkan : 176,6 N/ c. Menentukan Tegangan Geser (N/ ) 39

51 0,40 N/ d. Menentukan Tekanan Pada Permukaan Pasak (Kg/ ) P P 0,80 Kg/ 3.9 Perencanaan Bantalan Pemilihan Jenis Bantalan Dalam perencanaan ini bantalan yang akan digunakan adalah bantalan gelinding yaitu bantalan rel satu baris dengan pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut : a. Bidang kecil sehingga poros yang ditimbulkan lebih kecil. b. Perawatan lebih mudah dibandingkan dengan bantalan luncur. c. Dapat dipakai untuk putaran tinggi. d. Tempat dudukan lebih kecil dibandingkan dengan peluru rel dua baris Menentukan Kapasitas Nominal Spesifik Karena diameter dalam bantalan 30 mm (direncanakan) maka berdasarkan tabel nomor bantalan (sularso : 143) maka direncanakan nomor bantalan Lampiran yang mempunyai spesifikasi tersebut adalah : Diameter dalam (d) 30 mm Diameter luar (D) 62 mm Tebal bantalan (B) 16 mm Kapasitas nominal dinamis spesifik (C) 1530 Kg Kapasitas nominal statis (Co) 1050 Kg a. Menentukan Faktor Kecepatan (Fn) 40

52 Dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Fn [ ] Dimana : n Putaran poros pada pengayakan ( Rpm) Maka : Fn [ ] 0,35 b. Menentukan Beban Ekivalen Dinamis (P) P X. + Y. Dimana : X 0,56 3,33 Kg diabaikan 0 Kg Y 0 Maka : P 0,56 x 3,33 Kg 1,86 Kg c. Menentukan Faktor Umur ( ) Dengan menggunakan persamaan didapat : Dimana : faktor kecepatan C beban nominal dinamis spesifik (Kg) P beban ekivalen dinamis (Kg) 41

53 Maka : 287,90 d. Menentukan Umur bantalan ( ) ,5 jam 42

54 BAB IV PERHITUNGAN BIAYA DAN PERAWATAN DASAR 4.1 Perhitungan Anggaran Biaya Perhitungan anggaran biaya merupakan hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan sebuah alat. Hal ini berguna dalam menentukan harga dari suatu alat yang akan dibuat, sehingga dalam pertimbangan ekonomi kita dapat menilai apakah layak diproduksi atau tidak. Dengan penilaian itu, maka sebelum melakukan kegiatan produksi perlu sekali dilakukan pemantauan harga material nantinya. Dalam pembuatan Mesin Pengayak Pasir Cetak ini penulis menghitung segala bentuk perhitungannya, sehingga dapat ditentukan berapa harga jual mesin ini nantinya Anggaran Material Pada anggaran material ini kita dapat mempertimbangkan harga material keseluruhan, dapat ditentukan harga material per Kg atau per meternya kecuali kecuali material standar, adapun komponen-komponen dari mesin pengayak pasir cetak ini adalah : 1. Motor listrik 1 HP, dengan putaran 1450 Rpm 2. Pully Banyak pully yang digunakan dalam pembuatan mesin ini adalah 2 (dua) yang terdiri dari : a. Pully alur tunggal pada reduser dengan diameter nominal (dp) 2 inchi. b. Pully alur tunggal pada poros pengayak pasir cetak diameter nominal (Dp) 10 inchi. 3. Sabuk Sabuk untuk mentransmisikan putaran dari reduser digunakan adalah sabuk V tipe A, dengan panjang keliling 1095,46 mm. 43

55 4. Poros pengayakan Bagian-bagian yang terdapat pada pengayakan ini adalah : a. Poros dengan ukuran 32 mm x 1200 mm Untuk mendapatkan berat poros yang dibutuhkan dapat digunakan persamaan dibawah ini : m V x Dimana : m berat poros (gr) V volume poros ( ) ,8 x Kg/ Sehingga berat poros St 37 yang digunakan adalah : m V x x 7,8 x Kg/ 10,6 Kg 5. Rangka Rangka yang digunakan dalam pembuatan mesin ini adalah besi siku L 40 mm x 40 mm, dengan rincian panjang yang digunakan : Tabel 4.1 Spesifikasi ukuran rangka yang digunakan No Banyak (pcs) Ukuran (mm) Jumlah (mm) Keterangan Panjang Kaki depan 44

56 Kaki belakang Lebar Dudukan bantalan depan dan belakang Kaki dudukan bantalan depan dan belakang Dudukan motor Kaki dudukan motor Panjang besi siku yang dipakai Panjang satu batang besi siku adalah 6000 mm, jadi besi siku yang digunakan adalah 13840/6000 2,30 batang. 6. Bantalan Bantalan yang digunakan adalah bantalan duduk dengan nomor bantalan Tabel 4.2 Daftar harga bahan komponen mesin No Nama komponen Jumlah Ukuran Bahan Harga beli (Rp) 1 Motor 1 1 HP Standar Reduser 1 1 : Pully motor 1 3 inchi Besi tuang Pully poros 1 10 Inchi Besi tuang Sabuk 1 A 70 Karet Baut 14 6 ST Baut 12 6 ST Bantalan 2 1 ¼ inchi Standar Cat

57 9 Ampalas Kabel 1 3 meter Standar Batu gerinda Potong Batu gerinda kasar Elektroda 2 2, Poros mm ST Besi siku 3 40x40 ST Kawat saringan 1 3 meter ST Basi beton Total Rp Jadi total pembelian bahan untuk pembuatan mesin pengayak pasir cetak adalah Rp Biaya Pembuatan Biaya pembuatan yang dimaksud adalah upah tenaga kerja untuk membuat mesin pengayak pasir cetak dan ditambah dengan biaya listrik yang dipakai selama pembuatan alat ini. Upah tenaga kerja didapat dari upah minimum perhari yang disurvei langsung kelapangan, yaitu sebesar Rp / hari dengan jam kerja 7 jam/ hari. Jumlah hari kerja pembuatan alat ini dari awal sampai selesai memerlukan waktu 14 hari, daya pemakaian listrik diketahui dari masing-masing peralatan yang digunakan seperti yang tertera pada tabel di bawah ini: Tabel 4.3 Mesin yang digunakan dalam pembuatan alat No Jenis Mesin Daya Lama Pemakaian Daya Pemakaian 1 Mesin Las 7,5 Kw 25 Jam 185,5 Kwh 46

58 2 Mesin Bubut 2,86 Kw 30 Jam 85.8 Kwh 3 Mesin Bor 1,1 Kw 15 Jam 16,5 Kwh 4 Mesin Gerinda Tangan 0,5 Kw 20 Jam 10 Kwh Jumlah 297,8 Kwh Upah tenaga kerja/ orang Rp x 7 hari Rp Tenaga kerja yang dipakai dalam pembuatan mesin ini adalah 2 orang, maka jumlah total upah tenaga kerja adalah: Upah tenaga kerja Upah tenaga kerja/ orang x jumlah tenaga kerja Rp x 2 orang Rp Biaya listrik yang di pakai adalah total daya pemakaian dikali dengan biaya Rp. 450/ Kwh. Sehingga biaya listrik dalam proses pembuatan mesin ini adalah Biaya listrik total daya pemakaian x biaya listrik 297,8 Kwh x Rp. 450/ Kwh Rp Sehingga besarnya upah pembuatan dapat digunakan persamaan dibawah ini: Upah pembuatan Upah tenaga kerja + biaya listrik Rp Rp Rp Dari perhitungan biaya material keseluruhan dan biaya pembuatan alat dapat ditentukan biaya keseluruhan dari mesin pengayak pasir cetak adalah: Total biaya Total biaya material + total upah pembuatan Rp Rp

59 Rp Dari hasil perhitungan biaya keseluruhan maka penulis dapat menentukan nilai jual mesin pengayak pasir cetak ini adalah: Harga jual total biaya + (15% x total biaya) Rp Rp ,5 Rp Perawatan Dasar Setiap mesin yang digunakan maupun yang tidak digunakan, akan mengalami kerusakan. Oleh karena itu, untuk mempertahankan agar alat tahan lama, maka peralatan/komponen-komponen mesin harus dipelihara dan dirawat. Dalam pemeliharaan suatu komponen-komponen mesin mempunyai perbedaan dalam perawatan, ini disebabkan oleh bentuk, fungsi, konstruksi dan lain-lain yang berbeda. Perawatan yang dilakukan pada mesin ini adalah : 1. Perawatan prediktif Perawatan prediktf dilakukan untuk mengetahui adanya perubahan-perubahan atau kelainan pada kondisi fisik maupun fungsi dari sistem peralatan. Aktivitas perawatan prediktif pada mesin ini adalah : a. Penganalisaan terhadap bunyi bantalan b. Pendeteksian putaran pada poros penghancur dan poros motor c. Penganalisaan terhadap getaran yang dialami kontruksi mesin 2. Perawatan korektif Perawatan korektif termasuk jenis perwatan yang direncanakan untuk meningkatkan koreksi peralatan sehingga mencapai target yang ditentukan, seperti perubahanperubahan minor pada perancangan dan subsitusi dari komponen-komponen yang 48