ANALISA ALAT PNEUMATIK MESIN PEMOTONG SPON / GASKET DENGAN TEKANAN 60 PSI TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar sarjana Pada Program studi Strata I Fakultas Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya Oleh : IRWAN PRASETYO NPM : 28321019 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS WIJAYA PUTRA SURABAYA 2012 i
LEMBAR PENGESAHAN PROPOSAL TUGAS AKHIR NAMA : IRWAN PRASETYO NPM : 28321019 PROGRAM STUDI : TEKNIK MESIN FAKULTAS JUDUL : TEKNIK : ANALISA ALAT PNEUMATIK MESIN PEMOTONG SPON / GASKET DENGAN TEKANAN 60 PSI Mengetahui/menyetujui Dosen pembimbing, Siswadi.ST,.Msi ii
Dengan demikian Tugas Akhir ini dinyatakan sah untuk melengkapi syaratsyarat mencapai gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Wijaya Putra Surabaya. Surabaya, Juli 2011 Tim Penguji Tugas Akhir : 1. Ketua : Slamet Riyadi.,ST.,MT ( ) ( Dekan ) 2. Penguji :1. Slamet Riyadi.,ST.,MT ( ) ( Dosen Penguji I ) 2. Muharom ST ( ) ( Dosen penguji II ) iii
Abstrak Telah banyak dikembangkan peralatan pneumatik pada industri perakitan dan industri manufaktur semi otomatis dimungkinkan juga ini diharapkan dalam proses pemotongan spon pada industri sandal, oleh karena itu dilakukan sebuah perencanaan ulang alat pemotong sandal dengan menggunakan sistem pneumatik agar semakin sempurna. Didalam pembuatan alat pemotong spon sandal dengan sistem pneumatik meliputi pengujian bahan (spon), merencanakan alat (menghitung ulang besar gaya yang diperlukan), pemilihan sirkuit pneumatik yang digunakan antara lain: kompresor, FRL (filter regulator lubricator), 5/2 way valve elektrik via tombol, dan actuator pneumatik (silinder pneumatik) sedangkan alat memotong atau pisau didesain sendiri. Setelah perhitungan menunjukkan bahwa untuk memotong benda kerja dengan bahan spon dengan tebal 4 mm diperlukan satu actuator silinder double acting dengan diameter Ø 50 mm, dengan operasi tekanan 60 Psi, diameter dalam plastik tube 8 mm, 5/2 single valve elektrik via tombol, service unit/frl (filter regulator lubricator). Hasil pengujian pada pemotongan spon terpotong pada tekanan akhir 60 Psi. Kata Kunci : Spon, Pneumatik, Pemotongan. iv
KATA PENGANTAR Puji syukur terucapkan kehadirat Allah Tuhan Yang Maha Esa atas berkat, rahmat dan hidayah-nya, sehingga penulisan tugas akhir ini terselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun dengan segala kemampuan dan konsentrasi yang ada untuk menyelesaikannya. Adapun permasalahan yang diangkat dalam tugas akhir ini dengan judul : ANALISA ALAT PNEUMATIK PEMOTONG SPON / GASKET DENGAN TEKANAN 60 PSI Kami menyadari akan adanya kekurangan atau kesalahan yang mungkin ada pada penulisan ini. Oleh karena itu kami selaku penulis dalam hal ini sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi penyajian yang lebih baik dimasa mendatang. Ucapan terima kasih yang tak terhingga atas terselesaikannya penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak antara lain : 1. Bapak Slamet Riyadi.,ST.,MT selaku Dekan program studi strata 1 Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya. sekaligus selaku dosen penguji I Tugas Akhir ini yang telah banyak memberikan arahannya dengan jelas. 2. Bapak Siswadi.,ST.,Msi selaku kepala program studi Strata I Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya. Sekaligus dosen wali dan dosen pembimbing Tugas Akhir ini yang telah banyak memberikan arahan dan bimbinganya. 3. Bapak Muharrom., ST. Selaku dosen penguji II Tugas akhir ini yang telah menguji dan memberikan arahannya dengan jelas. 4. Seluruh staf pengajaran dan dosen jurusan Strata I Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra yang telah memberi kuliah dengan sabar dan ikhlas selama ini. 5. Terima kasih untuk Bapak Aruf Dhani selaku pemilik bengkel kontruksi DAMAI TEKNIK (gadukan, Surabaya) yang telah memberikan waktunya untuk konsultasi alat. 6. Terima kasih banyak pada Ayah dan Ibu dan seluruh keluarga yang telah banyak memberikan dukungan moral maupun materiil. 7. Terima kasih pada anggota kelompok saya M. Arif Hidayat dan Dharweni yang telah banyak membantu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 8. Terima kasih buat teman-teman Strata I Teknik Mesin Universitas Wijaya Putra Surabaya, atas kerjasama dan dukungannya khususnya angkatan 2008 kompak selalu amiin. 9. Dan tak lupa yang terpenting lagi dan terutama yaitu Allah SWT serta junjungan kita nabi besar Muhammad SAW yang telah menunjukkan / membawa kita semua kejalan yang lurus. v
Teriring doa yang tulus semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas atas budi baik semuanya. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis sangat menyadari masih banyak kekurangan, untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran untuk mencapai kesempurnaan penulisan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak terutama kepada penulis sendiri. Surabaya, Juli 2012 Irwan prasetyo vi
DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR TIM PENGUJI... iii ABSTRAK... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Perumusan masalah... 2 1.3 Batasan masalah... 2 1.4 Tujuan... 2 1.5 Manfaat... 3 1.6 Sistematika penulisan... 3 BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Sistem Pneumatik... 5 2.1.2 Persamaan Dasar Pneumatik... 5 2.1.3 Ciri-ciri Pneumatik... 6 2.1.4 Kompresor Udara... 7 2.1.5 Air Filter (Saringan Udara)... 9 2.1.6 Regulator (Pengatur Tekanan)... 10 2.1.7 Pengukur Tekanan... 12 2.1.8 Lubrikator... 12 2.1.9 Sistem Distributor Udara... 15 2.1.10 Jenis-jenis Pipa.... 15 2.1.11 Kerugian Yang Terjadi Pada Pipa... 16 2.1.12 Aktuator Pneumatik... 17 2.1.13 Kemampuan silinder... 20 2.1.14 Katup... 21 2.1.15 Pressure Control Valve... 21 2.1.16 Directional Control Valve... 23 2.1.17 Flow Control Valve... 29 BAB 3 METODOLOGI 3.1 Diagram Alir Percobaan... 39 3.2 Metodologi Perencanaan... 40 3.3 Pengujian Spon... 40 3.3.1 Standart Uji Tarik... 40 3.3.2 Bahan Uji Tarik... 41 3.3.3 Dimensi Bahan Uji... 41 3.3.4 Prosedur Uji Tarik... 41 3.3.5 Hasil Pengujian... 42 3.4 Penyempurnaan Alat... 42 3.5 Pengujian Alat... 43 vii
BAB 4 Perencanaan Dan Perhitungan 4.1 Perhitungan dan Pemilihan Peralatan Pneumatik... 44 4.2 Gaya Pemotongan Spon Pada Dies... 44 4.2.1 Perencanaan Diameter Silinder pneumatik... 44 4.2.2 Perencanaan Diameter Pipa Saluran... 45 4.2.3 Pemilihan kompresor... 46 4.3 Perencanaan Sirkuit Pneumatik... 48 4.3.1 Diagram Sirkuit Pneumatik... 48 4.4 Hasil uji Pemotongan... 49 4.4.1 Hasil Uji Pemotongan Dengan Perbedaan Tekanan... 49 4.4.2 Hasil Uji Pemotongan Dengan Perbedaan Tekanan dan waktu... 54 BAB 5 KESIMPULAN dan SARAN 5.1 Kesimpulan... 59 5.2 Saran... 59 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Ilustrasi Hukum Pascal... 5 Gambar 2.2 Ilustrasi Hukum Boyle Mariote... 6 Gambar 2.3 Filter Pneumatik... 10 Gambar 2.4 Pengatur Tekanan... 11 Gambar 2.5 Pengukur Tekanan... 12 Gambar 2.6 Prinsip Venturi... 13 Gambar 2.7 Lubrikator... 14 Gambar 2.8 Pipa Plastik... 16 Gambar 2.9 Single Acting Sylinder... 17 Gambar 2.10 Simbol Silinder Single Acting... 18 Gambar 2.11 a, b Double Acting Silinder... 19 Gambar 2.12 Simbol Double Acting Silinder... 19 Gambar 2.13 Pressure Limiting Valve... 22 Gambar 2.14 Squence Valve... 22 Gambar 2.15 Katup 3/2 Directional Control Valve Tipe Poppet Dengan Dudukan Gambar 2.16 Bola...24 Katup 3/2 Directional Control Valve Tipe Poppet Dengan Dudukan Cakra Membuka dan Menutup...24 Gambar 2.17 Katup 5/2 Directional Control Valve tipe Slide... 25 Gambar 2.18 Katup 3/2 Selonoid Tunggal... 25 Gambar 2.19 Katup 5/2 Selonoid Tunggal... 26 Gambar 2.20 Simbol Single Solenoid Valve... 26 Gambar 2.21 Katup Selonoid Ganda... 27 Gambar 2.22 Simbol Double Solenoid Valve... 27 Gambar 2.23 Katup 3/2 Dengan Sistem mekanik... 28 Gambar 2.24 Katup Manual Dengan Sistem Tuas... 28 Gambar 2.25 Throttle Valve... 29 Gambar 2.26 Speed Control Valve (One Way Flow Control Valve... 30 Gambar 2.27 a Tipe Meter Out... 31 Gambar 2.27 b Tipe Meter In 31 Gambar 2.28 Kontruksi Check Valve... 31 Gambar 2.29 Kontruksi Two Pressure Valve... 32 Gambar 2.30 Kontruksi Shuttle Valve 32 Gambar 2.31 Quick exhaust valve... 33 Gambar 2.32 Full pneumatik element... 34 Gambar 2.33 Elektro pneumatik element... 35 Gambar 2.34 Contoh layout elektro pneumatik controller... 36 Gambar 3.1 Flow Chart Perencanaan dan Penyempurnaan Alat... 39 Gambar 3.2 Alat Uji Tarik... 40 Gambar 3.3 Spon (bahan)... 41 Gambar 3.4 Dimensi Uji Tarik Standart JIS K7113... 41 Gambar 3.5 Kerangka Alat Pemotong Spon... 42 Gambar 4.1 Grafik Pemilihan Kompresor... 47 Gambar 4.2 Rangkaian Sistem Pneumatik... 48 Gambar 4.3 Benda Kerja 1... 49 Gambar 4.4 Sket Benda Kerja 1... 49 ix
Gambar 4.5 Benda Kerja 2... 50 Gambar 4.6 Sket Benda Kerja 2... 50 Gambar 4.7 Benda Kerja 3... 50 Gambar 4.8 Sket Benda Kerja 3... 51 Gambar 4.9 Benda Kerja 4... 51 Gambar 4.10 Sket Benda Kerja 4... 51 Gambar 4.11 Benda Kerja 5... 52 Gambar 4.12 Sket Benda Kerja 5... 52 Gambar 4.13 Benda Kerja 6... 53 Gambar 4.14 Sket Benda Kerja 6... 53 Gambar 4.15 Benda Kerja 7... 54 Gambar 4.16 Sket Benda Kerja 7... 55 Gambar 4.17 Benda Kerja8... 55 Gambar 4.18 Sket Benda Kerja 8... 55 Gambar 4.19 Benda Kerja 9... 56 Gambar 4.20 Sket Benda Kerja 9... 56 Gambar 4.21 Benda Kerja 10... 56 Gambar 4.22 Sket Benda Kerja 10... 56 Gambar 4.23 Benda Kerja 11... 57 Gambar 4.24 Sket Benda Kerja 11... 57 Gambar 4.25 Benda Kerja 12... 57 Gambar 4.26 Sket Benda Kerja 12... 57 x
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Pemilihan Kompresor... 47 Tabel 4.2 Benda Kerja 1... 49 Tabel 4.3 Benda Kerja 2... 50 Tabel 4.4 Benda Kerja 3... 50 Tabel 4.5 Benda Kerja 4... 51 Tabel 4.6 Benda Kerja 5... 52 Tabel 4.7 Benda Kerja 6... 53 Tabel 4.8 Hasil Pemotongan Spon Dengan Perbedaan Tekanan Awal Dan Akhir... 54 Tabel 4.9 Benda Kerja 7... 54 Tabel 4.10 Benda Kerja 8... 55 Tabel 4.11 Benda Kerja 9... 56 Tabel 4.12 Benda Kerja 10... 56 Tabel 4.13 Benda Kerja 11... 57 Tabel 4.14 Benda Kerja 12... 57 Tabel 4.15 Hasil Pemotongan Spon Dengan Perbedaan Tekanan dan waktu... 58 xi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Foto Alat Pemotong Spon Gambar Hasil Pemotongan Tabel Konversi Simbol-simbol Pneumatik Komponen Pneumatik xii