RANCANG BANGUN MESIN PENEKUK PELAT BENTUK SIKU DENGAN SISTEM ROL LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Spesialisasi Perawatan dan Perbaikan Program Studi Teknik Mesin Oleh : 1. Agustinus Sinaga NIM: 1105012099 2. Benni Melki S. NIM: 1105012111 3. Eka Chandra P. NIM: 1105012121 4. Fadly Andrian S. NIM: 1105012127 5. Jusmarsen Purba NIM: 1105012147 JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
INTISARI RANCANG BANGUN MESIN PENEKUK PELAT BENTUK PROFIL U DENGAN SISTEM ROLL Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi terutama pada bidang industri dewasa ini dirasakan kemajuannya sangat pesat. Sehingga dibutuhkan pemikiranpemikiran bagaimana cara untuk melakukan peningkatan jumlah serta kualitas produk dan mampu pula menekan ongkos produksinya. Penggunaan pelat baja di lapangan semakin banyak dibutuhkan, di antaranya disebabkan oleh karena pelat baja mempunyai ukuran relatif tipis dan gampang dibentuk dan mudah diperoleh di pasaran. Untuk pembentukan pelat strip menjadi bentuk profil khususnya bentuk U sering dilakukan dengan menggunakan bermacam-macam alat misalnya dengan menggunakan mesin tekuk, menggunakan bantuan ragum serta balok sebagai landasan cetak pemebentukan tekukan. Sehingga bila pelat dibentuk seperti profil U dalam jumlah yang banyak atau diproduksi masal dinilai tidak efektif, kemudian kualitas hasil pembentukan yang dihasilkan juga tidak begitu baik, maka mesin yang di rancang adalah mesin penekuk pelat bentuk profil U dimana mesin ini menggunakan sistim rol yang mampu dengan sendirinya menekuk pelat melalui rol pelat yang telah dipotong dengan lebar 105 mm di masukkan melalui pengarah dan akan di tarik oleh rol penarik dan selanjutnya akan melalui dua rol berikutnya maka akan keluar pelat berbentuk profil U yang diharapkan dapat digunakan pada kehidupan sehari-hari dan dunia industri. Kata kunci :pelat, sistem rol, profil U ABSTRACT Structure Design Of Metal Sheet Bending Machine Form Of U Profile With Roller Systems
Developments in science and technology, especially in the adult industry is perceived progress very rapidly. And so we need ideas how to do increase the number and quality of products and also be able to reduce the cost of production. The use of steel plates in the field more and more necessary, because these are due to the relative size of the steel plate has a thin and easy to set up and easily available in the market. For the formation strip plate into a particular shape of the profile shape of a "U" is often done using a variety of tools, for example by using a bending machine, use a vise and support the foundation beams as print Establishment of bending. So that when the plate shaped like the profile "U" in large quantities or mass produced ineffectiveness, then the quality of the resulting formation is also not so good, then the machine is designed plate bending machine profile shape of a "U" in which this machine uses the system roller capable of bending the plate itself through the roller plate that has been cut with a width of 105 mm, and will enter through a steering pull the pickup roller and then going through the next two rollers will be out the plate-shaped profile "U" are expected to be used in life everyday and the industrial world. Keywords: plate, roller systems, profiles "U"
KATA PENGANTAR Puji dan syukur Penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat Rahmat dan karunia Nya yang telah memberikan kekuatan, kesehatan, dan waktu kepada Penulis sehingga Laporan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan Tugas Akhir ini berjudul Rancang Bangun Mesin Penekuk Pelat Bentuk Siku Dengan Sistem Rol ini disusun untuk menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3, Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya, maka penulis akan membahas mengenai perhitungan dan penentuan daya motor, komponen komponen mesin, langkah proses pembuatan mesin, menentukan hasil pembentukan profil U, melakukan pertimbangan tentang teknik pemeliharaan, perawatan dan perbaikan, serta perhitungan taksasi biaya pembuatan mesin. Dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak menerima bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun secara tidak langsung, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. M. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Kamil, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Joni Indra, S.T., M.T., Kepala Program Studi Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan; 4. Ir. Abdul Basir, M.T., Dosen Pembimbing Penulis yang telah banyak membantu dalam menyusun Laporan Tugar Akhir ini; 5. Bapak/Ibu Dosen Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan; 6. Kedua orang tua tercinta yang telah membesarkan penulis dengan rasa cinta dan kasih sayang dan senantiasa sabar menghadapi tingkah laku penulis dan juga yang selalu memberikan dorongan baik itu moril maupun material, serta doa untuk kesuksesan penulis dalam berbagai bidang;
7. Rekan rekan mahasiswa/i Jurusan Teknik Mesin semester VI. Penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir ini masih belum sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari para Pembaca. Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca, khususnya bagi penulis sendiri. Medan, September 2014 Penulis, Agustinus Sinaga ( ) (1105012099 Benni Melki S. ( ) 1105012111 Eka Chandra P. ( ) 1105012121 Fadly Andrian S. ( ) 1105012127 Jusmarsen Purba ( )
DAFTAR ISI SPESIFIKASI TUGAS AKHIR... LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... INTISARI... ABSTRACT... ii iii iv v vii xi xii xiii xiv xv BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Perumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan... 3 1.3.1. Tujuan Umum... 3 1.3.2. Tujuan Khusus... 3 1.4. Manfaat... 4 1.5. Sistematika Penulisan... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 7 2.1. Pelat Baja... 7 2.2. Pembentukan Logam... 7 2.2.1. Definisi Pembentukan Logam... 7 2.2.2. Proses Pengerjaan Logam... 8 2.3. Pelat Strip... 16 2.4. Daya Motor... 17 2.4.1. Daya Penggerak Perangkat Mesin... 18
2.4.2. Daya Motor Penggerak Untuk Melakukan Pembentukan Pelat 19 2.4.3. Daya Motor Penggerak Untuk Menggerakkan Reduser... 20 2.4.4. Daya Motor Penggerak Total... 24 2.4.5. Daya Motor Rencana... 24 2.5. Merencanakan/Menentukan Komponen-Komponen Pada Perangkat Mesin... 25 2.5.1. Merencanakan Poros... 25 2.5.2. Perencanaan Pasak... 28 2.5.3. Perencanaan Roda Gigi... 30 2.5.4. Perencanaan Sistem Transmisi... 39 2.5.5. Perencanaan Bantalan... 45 2.6. Pemeliharaan, Perawatan, Dan Perbaikan... 47 2.7. Menentukan Anggaran Biaya... 49 2.8. Kerangka Konsep... 49 BAB III METODE RANCANG BANGUN... 52 3.1. Tempat Dan Waktu... 52 3.2. Bahan, Peralatan, Dan Metode... 52 3.2.1. Bahan... 52 3.2.2. Peralatan... 53 3.3.3. Metode... 53 3.3. Diagram Alir Perancangan Mesin... 54 3.4. Pelaksanaan Tugas Akhir... 56 3.5. Jadwal Kegiatan Rancang Bangun... 57 BAB IV PEMBAHASAN... 58 4.1. Perhitungan Dan Menentukan Daya Motor Penggerak... 58 4.1.1. Menentukan Daya Motor Penggerak Yang Dibutuhkan Untuk Menggerakkan Perangkat Mesin (P1)... 59
4.1.2. Daya Penggerak Untuk Melakukan Proses Pengerolan/Pembentukan Pelat (P2)... 64 4.1.3. Menentukan Daya Untuk Menggerakkan Reduser (P3)... 67 4.1.4. Daya Motor Penggerak Total (Pt)... 73 4.1.5. Menentukan Daya Rencana Motor Penggerak Total (Pd). 73 4.2. Perhitungan/Menentukan Komponen-Komponen Pada Perangkat Mesin... 74 4.2.1. Perhitungan Dan Menentukan Dimensi Ukuran Poros... 74 4.2.2. Perhitungan, Dimensi Ukuran Pasak... 77 4.2.3. Sistem Transmisi Yang Digunakan... 81 4.2.4. Perhitungan Roda Gigi... 84 4.2.5. Menentukan Jenis Dan Ukuran Bantalan Yang Digunakan 90 4.3. Melakukan Langkah Proses Pembuatan Mesin... 94 4.4. Hasil Pembentukan Pelat Siku Dengan Ketebalan 1 (mm)... 97 4.5. Teknik Pemeliharaan, Perawatan, Dan Perbaikan Mesin... 97 4.5.1. Perawatan Preventif... 98 4.5.2. Perawatan Korektif... 100 4.6. Cara Pengoperasian Mesin... 102 4.6. Perhitungan Taksasi Anggaran Biaya... 102 4.6.1. Pembiayaan Pembelian Material Mesin... 102 4.6.2. Pembiayaan Pembuatan Mesin (Biaya/Ongkos Pembuatan) 103 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 105 5.1 Kesimpulan... 105 5.2. Saran... 105 DAFTAR PUSTAKA... 106
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Pelat Strip... 17 Gambar 2.2 Bentuk Profil... 17 Gambar 2.3 Motor Listrik... 18 Gambar 2.4 Reduser... 20 Gambar 2.5 Roda Gigi Lurus... 31 Gambar 2.6 Roda Gigi Miring... 31 Gambar 2.7 Roda Gigi Miring Ganda... 32 Gambar 2.8 Roda Gigi Dalam... 32 Gambar 2.9 Roda Gigi Kerucut Lurus... 33 Gambar 2.10 Roda Gigi Kerucut Spiral... 33 Gambar 2.11 Roda Gigi Cacing Silinder... 34 Gambar 2.12 Roda Gigi Cacing Globid... 34 Gambar 2.13 Roda Gigi Permukaan... 35 Gambar 2.14 Roda Gigi Pinion... 35 Gambar 2.15 Roda Gigi Hipoid... 36 Gambar 2.16 Roda Gigi Dilang... 36 Gambar 2.17 Diagram Pemilihan Modul Roda Gigi Lurus... 37 Gambar 2.18 Rantai dan Sproket... 43 Gambar 2.19 Bantalan Gelinding...... 45 Gambar 2.20 Kerangka Konsep... 51
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Mesin Pembentuk Profil U....... 55 Gambar 3.2 Diagram Alir Pelaksanaan Tugas Akhir...... 56 Gambar 4.1 Diagram Momen Bengkok...... 65 Gambar 4.2 Rantai dan Sproket... 82 Gambar 4.3 Posisi Bantalan pada Poros Penggerak... 91
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi terutama pada bidang industri dewasa ini dirasakan kemajuannya sangat pesat. Sehingga dibutuhkan pemikiran pemikiran bagaimana cara untuk melakukan peningkatan jumlah serta kwalitas produk dan mampu pula menekan biaya produksinya. Sehingga dengan demikian suatu perusahan di bidang industri diharapkan akan dapat bertahan dan berkembang untuk melanjutkan keberlangsungannya. Penggunaan pelat baja di lapangan semakin banyak dibutuhkan, di antaranya disebabkan oleh karena pelat baja mempunyai ukuran relatif tipis dan gampang dibentuk dan mudah diperoleh di pasaran. Pelat strip adalah suatu bentuk pelat hasil pemotongan dengan ukuran lebar terbatas. Pelat strip ini biasanya digunakan sebagai bahan dasar untuk pembuatan bentuk bermacam macam profil, misalnya profil siku, profil U, bentuk setengah bulat, bentuk bulat penuh dan lain sebagainya. Penggunaannya banyak dijumpai di lapangan seperti untuk komponen penguat pada pembuatan panel, lemari, meja atau perkakas rumah tangga lainnya. Untuk pembentukan pelat strip menjadi bentuk profil khususnya bentuk U sering dilakukan dengan menggunakan bermacam macam alat
misalnya dengan menggunakan mesin tekuk, menggunakan bantuan ragum serta balok sebagai landasan cetak pemebntukan tekukan. Sehingga bila pelat dibentuk seperti profil U dalam jumlah yamg banyak atau diproduksi massal dinilai tidak efektif, kemudian kwalitas hasil pembentukan yang dihasilkan juga tidak begitu baik. Disamping hasil pembentukannya tidak seragam, waktu dibutuhkan untuk operasinya relatif lama, dan untuk memperoleh hasil pembentukan yang lebih baik membutuhkan operator yang lebih terampil. Kemudian pada saat melakukan operasi pembentukan juga harus dilakukan secara hati hati mengingat bahan yang dibentuk apabila mengalami kesalahan akan lebih sulit untuk memperbaikinya. Dengan dilandasi pada latar belakang di atas penulis ingin melakukan suatu usaha untuk membuat suatu rancang bangun mesin pembentuk plat bentuk profil U dengan sistem rol. Diharapkan mesin ini akan dapat menjawab kebutuhan permasalahan di atas. 1.2. Perumusan Masalah Pembentukan pelat dengan menggunakan peralatan seperti ragum atau mesin tekuk atau dengan alat manual lainnya bukan hanya tidak mampu memberikan hasil pembentukan yang baik juga waktu melakukan pengerjaannya juga relatif lama bila digunakan untuk produksi massal. Untuk mendapatkan suatu produk pelat berbentuk profil U yang mempunyai
ukuran sama serta waktu yang relatif lebih cepat, di antaranya ditentukan oleh ketepatan kelonggaran antara rol rol pembentuk. Ketepatan pemilihan bahan rol yang digunakan, besar gaya minimum yang dibutuhkan untuk melakukan pembentukan pelat atau terhadap material produk, ketepatan/kelurusan sumbu rol pembawa dengan rol pembentuk awal dan pembentuk lanjutan, daya motor penggerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan sistem dan proses pembentukan. Untuk menjawab permasalahan tersebut di atas, maka diperlukan suatu mesin yang dapat membentuk profil U dari bahan plat dengan ketebalan maksimum 1,0 mm. Agar ruang lingkup rancang bangun tidak meluas, maka kiranya perlu dilakukan pada rumusan ini suatu pembatasan masalah oleh beberapa hal yaitu: membuat peralatan/mesin berupa konstruksi mesin pembentuk pelat dengan bentuk profil U dengan ketebalan pelat maksimum 1,0 mm; mampu menentukan pengecekan terhadap besar daya penggerak, ukuran maupun kekuatan poros dan pasak, pemilihan bahan sabuk dan panjang sabuk serta jenis bantalan. yang digunakan pada sistem; langkah-langkah proses pembuatan mesin; melakukan perencanaan tindakan pemeliharaan, perawatan dan perbaikan mesin dan terakhir melakukan perhitungan taksasi biaya pembuatan mesin dalam bentuk tugas akhir. 1.3. Tujuan 1.3.1. Tujuan umum
Tujuan umum dari pembahasan ini adalah untuk rancang bangun mesin pembentuk plat bentuk profil U dengan sistem rol., dengan hasil yang dapat diterima sesuai dengan yang direncanakan. 1.3.2. Tujuan khusus Adapun tujuan khusus dari rancang bangun ini adalah: 1. Mampu melakukan perhitungan dan menentukan daya motor penggerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin. 2. Mampu melakukan perhitungan dan menentukan komponenkomponen pada perangkat mesin, serta pengecekan terhadap kekuatan bahan yang digunakan. 3. Mampu melakukan langkah proses pembuatan mesin 4. Mampu menentukan hasil pembentukan profil U pelat dengan ketebalan maksimum 1 (mm). 5. Mampu melakukan pertimbangan tentang teknik pemeliharaan, perawatan dan perbaikan mesin agar mesin dapat bekerja pada kondisi yang diterima. 6. Mampu melakukan perhitungan taksasi biaya pembuatan mesin. 1.3. Manfaat Pembahasan dan rancang bangun ini nantinya diharapkan dapat bermanfaat bagi:
1. Para pembuat peralatan/mesin yang berorientasi pada teknologi tepat guna agar mampu memberikan konstribusi kepada para masyarakat industri menengah ke bawah, sehingga para pengguna mampu meningkatkan produktivitas, memberikan efisiensi kerja, meningkatkan penghasilan, serta mampu memotivasi untuk meningkatkan dan memperluas usaha industri khususnya bagi bengkel bengkel yang mulai tumbuh berkembang dalam bidang yang berhubungan dengan penggunaan plat sebagai bahan baku produknya. 2. Memperluas peluang kesempatan kerja bagi yang ingin mengembangkan dan membuat peralatan/mesin ini 3. Para praktisi dan ahli teknik manufaktur serta mahasiswa lainnya yang ingin mengembangkan rancang bangun ini serta dapat dijadikan sebagai pembanding dalam pembahasan pada topik yang sama. 4. Membantu pemerintah untuk meningkatkan pembangunan melalui program pengembangan mesin berteknologi tepat guna. 1.5. Sistematika Penulisan Untuk mempermudah serta memperoleh cara penulisan yang lebih sistematis maka pada penulisan tugas akhir ini disusun tahapan tahapan sebagai berikut:
1. Bagian Awal memuat: sampul depan, lembaran judul, lembaran persetujuan, lembaran spesifikasi tugas akhir, lembaran pengesahan, dan lembaran asistensi tugas akhir. 2. Pada Bab I, Pendahuluan isinya membahas tentang latar belakang perencanaan dari pembahasasan, sesuai dengan perkembangan teknologi saat ini. Dalam bab ini di jelaskan tentang perumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan, serta sistematika penulisan. 3. Pada Bab II, Landasan Teori, isinya membahas tentang teori teori yang berhubungan dengan pembahasan dan rancang bangun, yang diperoleh dari berbagai referensi yang dijadikan landasan untuk melakukan pembahasan. 4. Pada Bab III, Metode Rancang Bangun, membahas tentang tempat dan waktu dilakukannya penyelesaian tugas, dibahas pula tentang bahan, peralatan, serta metode. Pada bab ini dijelaskan pula pelaksanaan rancang bangun, dan kemudian akhir dari tugas ini adalah kegiatan rancang bangun. 7. Pada Bab IV, Pembahasan, menjelaskan tentang pembahasan sesuai dengan apa yang dituliskan pada tujuan antara lain: mampu melakukan perhitungan dan menentukan daya motor penggerak yang dibutuhkan untuk menggerakkan perangkat mesin; mampu melakukan perhitungan dan menentukan komponen komponen pada perangkat mesin, serta pengecekan terhadap kekuatan bahan yang digunakan; mampu
melakukan pertimbangan tentang teknik pemeliharaan, perawatan dan perbaikan mesin agar mesin dapat bekerja pada kondisi yang diterima dan yang terakhir adalah mampu melakukan perhitungan taksasi biaya pembuatan mesin. 8. Pada Bab V, Kesimpulan dan Saran sebagai akhir dari penulisan berisikan kesimpulan dari hasil tulisan tugas akhir yang merupakan jawaban dari tujuan perencanaan dan saran yang diberikan. 9. Daftar Pustaka, merupakan daftar referensi yang menjadi studi literatur penulis untuk mendasari isi tugas akhir ini. 10. Pada akhir tulisan ini ditempatkan beberapa lampiran yang dapat membantu data serta keterangan pendukung dari tulisan ini.