BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Umum Mesin Perontok Padi Mesin perontok padi adalah suatu mesin yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia untuk memisahkan antara jerami dengan bulir padi atau yang disebut dengan gabah. Mesin perontok padi ini dibuat dengan tujuan agar mempermudah proses perontokan padi dan efektif dalam produksi beras sebagai makanan pokok bagi manusia. Berikut adalah contoh gambar mesin perontok padi yang ada di pasaran : Gambar 2.1 Mesin perontok padi di pasaran 2.2 Rangka Rangka adalah struktur datar yang terdiri dari sejumlah batang-batang yang disambung satu dengan yang lain pada ujungnya, sehingga membentuk suatu rangka kokoh. Rangka berguna sebagai penyangga utama menjadi tempat berpusatnya semua resultan gaya dari semua komponen. Kontruksi suatu rangka bertugas mendukung beban atau gaya yang bekerja pada sebuah sistem tersebut. Beban tersebut harus ditumpu dan diletakkan pada peletakan-peletakan tertentu agar dapat memenuhi tugasnya. Beberapa peletakan antara lain: 3
4 A. Tumpuan Rol Tumpuan rol adalah tumpuan yang dapat menahan gaya tekan yang arahnya tegak lurus bidang tumpuannya. Tumpuan rol tidak dapat menahan gaya yang arahnya sejajar dengan bidang tumpuan dan momen. Gambar 2.2 Tumpuan rol B. Tumpuan Sendi Tumpuan sendi adalah tumpuan yang dapat menahan gaya yang arahnya sembarang pada bidang tumpuannya. Tumpuan sendi dapat menahan gaya yang arahnya sejajar dengan bidang tumpuan. Gambar 2.3 Tumpuan sendi C. Tumpuan Jepit Tumpuan jepit adalah tumpuan yang dapat menahan gaya ke segela arah dan dapat menahan momen. Dengan demikian tumpuan jepit mempunyai tiga reaksi yaitu reaksi vertikal, reaksi horizontal, dan reaksi momen. Gambar 2.4 Tumpuan jepit
5 Dalam perhitungan kekuatan rangka akan diperhitungkan gaya luar dan gaya dalam: 1. Gaya Luar Gaya Luar adalah gaya yang bekerja diluar kontruksi. Gaya luar dapat berupa gaya vertikal, gaya horizontal, momen lentur dan momen puntir. Pada persamaan statis tertentu untuk menghitung besarnya gaya yang bekerja harus memenuhi syarat kesetimbangan: FX = 0.(2.1) FY = 0.(2.2) M = 0.(2.3) 2. Gaya Dalam Gaya Dalam adalah gaya gaya yang bekerja didalam kontruksi sebagai reaksi terhadap gaya luar. Reaksi yang timbul antara sebagai berikut: a) Gaya normal (N) Gaya normal merupakan gaya yang bekerja sejajar dengan bidang gaya. Gambar 2.5 Gaya normal b) Gaya geser (S) Gaya geser merupakan gaya yang melawan muatan dan bekerja tegak lurus terhadap bidang gaya. Gaya positif bernilai jika berputar searah jarum jam, seperti yang terlihat pada gambar 2.6. Gambar 2.6 Gaya geser positif gaya geser bernilai negatif berputar berlawanan jarum jam, seperti yang terlihat pada gambar 2.7.
6 Gambar 2.7 Gaya geser negatif c) Momen lentur Momen lentur adalah gaya pelawanan dari beban sebagai penahan lenturan yang terjadi pada balok atau penahan terhadap kelengkungan. Momen lentur bernilai positif jika gaya yang terjadi menyebabkan sumbu batang cukung ke bawah, seperti yang terlihat pada gambar 2.8. Gambar 2.8 Arah momen lentur positif Momen lentur bernilai negatif jika gaya yang terjadi menyebabkan sumbu batang cukung ke atas, seperti yang terlihat pada gambar 2.9. Gambar 2.9 Arah momen lentur negatif 2.3 Pengelasan Pengelasan adalah suatu sambungan yang permanen yang mana berasal dari peleburan dari dua bagaian yang digabungkan bersama, dengan atau tanpa penggunaan penekanan dan pengisian material. Panas yang digunakan untuk
7 meleburkan material berasal dari nyala api pada las asetelin atau las busur listrik pada las listrik. Pada proses pengerjaan prokyek akhir ini menggunakan las listrik untuk membuat rangka. Jenis-jenis sambungan las antara lain seperti pada gambar 2.10. Gambar 2.10 Jenis sambungan las Keterangan : a. Sambungan las datar b. Sambungan las sudut luar c. Sambungan las tumpang d. Sambungan las T Biasanya sebelum dilakukan pengelasan busur listrik benda kerja dibuat kampuh atau alur las dapat dilihat pada gambar 2.11. Gambar 2.11 Bentuk alur/kampuh las Keterangan: a. Sambungan langsung / tanpa kampuh b. Sambungan V tunggal c. Sambungan U tunggal d. Sambungan V ganda e. Sambungan U ganda Panjang las minimum dalam proses pengelasan
8 P = 1.414 s Ɩ τ.(2.4) Dimana: Ɩ = panjang pengelasan (mm) τ = tegangan geser (N/ ) P = beban yang bekerja (N) S = tebal plat (mm) Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las listrik DC, berikut pertimbangan yang harus diperhatikan untuk mendapatkan sambungan Las yang kuat: 1. Proses las listrik Dalam las listrik panas yang akan digunakan untuk mencairkan logam diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dan kawat logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan atau holder las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi. Karena busur listrik itu, maka timbul panas dengan temperatur maksimal (tergantung titik leleh logam) yang dapat mencairkan logam. 2. Mengatur busur las Pada pesawat las AC busur dinyalakan dengan menggoreskan elektroda pada benda kerja, sedang pada pesawat las DC busur dinyalakan dengan menyentuhkan elektroda dari atas ke bawah benda kerja. Agar hasil yang didapat baik maka harus diatur jarak panjang busur las. Bila diameter elektroda = d dan panjang busur, yaitu jarak elektroda dengan benda kerja = L, maka pengelasan harus diatur supaya L - d sehingga diperoleh alur rigi-rigi yang baik dan halus. Bila L > d maka alur rigi-rigi las kasar, penetrasi dangkal dan percikan kerak keluar dari jalur las. Dan bila L < d, maka biasanya terjadi pembekuan pada ujung elektroda dan benda kerja, alur rigi tidak merata, penetrasi kurang dan percikan kerak kasar dan berbentuk bola. 3. Mengatur gerak elektroda Gerak elektroda dapat diatur sebagai berikut : a. Gerak ayunan turun sepanjang sumbu elektroda. b. Gerak ayunan dari elektroda untuk mengatur kampuh las.
9 4. Memilih besarnya arus Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada diameter elektroda dan jenis elektroda. Tipe atau jenis elektroda tersebut misalnya : E 6010, huruf E tersebut singkatan dari elektroda, 60 menyatakan kekuatan tarik deposit las dalam 6 3 lb/m 2, 1 menyatakan posisi pengelasan segala posisi dan angka 2 untuk pengelasan datar dan horizontal. Angka keempat adalah menyatakan jenis selaput elektroda dan jenis arus yang sesuai. Besar arus listrik harus sesuai dengan elektroda, bila arus listrik terlalu kecil, maka : a. Pengelasan sukar dilaksanakan b. Busur listrik tidak stabil c. Panas yang terjadi tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan benda kerja d. Hasil pengelasan atau rigi-rigi las tidak rata dan penetrasi kurang dalam Apabila arus terlalu besar maka : a. Elektroda mencair terlalu cepat b. Pengelasan atau rigi las menjadi lebih besar permukaannya dan penetrasi terlalu dalam. Menghitung tebal las dari bentuk pengelasan yang dipakai seperti gambar 2.12. Gambar 2.12 Bentuk pengelasan rangka Dari gambar diatas maka dapat diuraikan pusat titik beratnya.(2.5) (2.6)
10 maka, (2.7).(2.8)...(2.9) Keterangan: l = lebar plat luar (mm) b = panjang plat luar(mm) l = lebar plat dalam (mm) b = panjang plat dalam (mm) r₁ = jarak beban dengan pusat titik berat (mm) r₂ = jarak beban dengsn pusat titik berat (mm) θ = sudut maksimum pengelasan Menghitung momen inersianya (I)..(2.10) Keterangan: l = momen inersia (m ) t = tebal plat (mm) Menghitung gaya geser (τ₁dan τ₂) τ₁=..(2.11) dimana: A = t.ɩ + t. b (2.12) dan τ₂ =.(2.13) Keterangan:
11 τ₁ = gaya geser normal / tegak lurus terhadap gravitasi (N/ ) τ₂ = gaya geser tegak lurus kearah G / sesuai akibat dari pembebananya ( N/ ) P = gaya yang membebani (N) A = throat area (mm) e = jarak gaya dengan pusat titik berat G (mm) = radius las (mm) 2.4 Solidwork Solidwork merupakan software yang digunakan untuk membuat desain produk dari yang sederhana sampai yang kompleks seperti roda gigi, cashing hand phone, mesin mobil, dsb. Software ini merupakan salah satu opsi diantara design software lainnya sebut saja catia, inventor, autocad, dll. Namun bagi yang terdapat dalam dunia teknik khususnya teknik mesin dan teknik industri, file ini wajib dipelajari karena sangat sesuai dan prosesnya lebih cepat daripada harus menggunakan autocad. File dari solidwork ini bisa di eksport ke software analisis semisal ansys, flovent, dll. Desain kita juga bisa disimulasikan, dianalisis kekuatan dari desain secara sederhana maupun dibuat animasinya. Solidworks menyediakan 3 templates utama yaitu: 1. Part Adalah sebuah object 3D yang terbentuk dari feature feature. Sebuah part bisa menjadi sebuah komponen pada suatu assembly, dan juga bisa digambarkan dalam bentukan 2D pada sebuah drawing. Feature adalah bentukan dan operasi-operasi yang membentuk part. Base feature merupakan feature yang pertama kali dibuat. Extension file untuk part solidworks adalah SLDPRT. 2. Assembly Adalah sebuah document dimana parts, feature dan assembly lain (sub assembly) dipasangkan / disatukan bersama. Extension file untuk solidworks assembly adalah SLDASM.
12 3. Drawing Adalah tempates yang digunakan untuk membuat gambar kerja 2D/2D engineering drawing dari single component (part) maupun assembly yang sudah kita buat. extension file. Untuk solidworks drawing adalah SLDDRW. Tampilan solidworks yng menyediakan 3 templates utama, dapat dilihat pada gambar 2.13. Gambar 2.13 Templates solidworks