PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN PEMOTONG KRUPUK RAMBAK KULIT ( Rangka ) PROYEK AKHIR Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna Memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) Program studi DIII Teknik Mesin Disusun oleh : AZIZ BUDI SETYAWAN I8613005 PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN OTOMOTIF FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
ABSTRAK AZIZ BUDI SETYAWAN, 2016, PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MESIN PEMOTONG KRUPUK RAMBAK KULIT (RANGKA), Proyek Akhir, Program Studi Diploma III Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta Dalam pembuatan rangka utama mesin pemotong krupuk rambak kulit menggunakan bahan ST 37 siku dengan prortl "L" ukuran 40 x 40 x 4 mm. AIat yang digunakan meliputi: las, mesin bor, gerinda potong, mistar gulung, mistar baja, penitik, penyiku dan penggores. Adapun langkah kerja pembuatan rangka utama mesin pemotong krupuk rambak kulit adalah sebagai berikut: 1) Persiapan gambar kerja, 2) Perencanaan pemotongan bahan, 3) Proses pemotongan, 4) Proses perakitan, 5) Proses pengelasan. Hasil proyek akhir ini adalah sebuah mesin pemotong krupuk rambak kulit. Kinerja setelah dibuat dan diuji fungsi antara lain: rangka mampu menopang beban yang diberikan oleh komponen lain, dan dapat menahan getaran mesin dengan baik. Kata kunci : mesin pemotong krupuk rambak kulit, rangka, perancangan rangka. In the manufacture of main frame cutting machine crackers rambak skin using ingredients ST 37 elbows with prortl " L " size of 40 x 40 x 4 mm. AIat used include : welding, drilling machines, grinding pieces, roll bar, steel bar, penitik, penyiku and etcher. The work steps of making the main frame cutting machine crackers rambak skin are as follows : 1 ) Preparation of working drawings, 2 ) Planning cutting the material, 3 ) The process of cutting, 4 ) assembly process, 5 ) welding process. The result of this final project is a cutting machine crackers rambak skin. Performance after fabricated and tested functions, among others : the framework capable of sustaining the load placed by other components, and can withstand machine vibration well. Keywords : cutting machine crackers rambak skin, frame, frame design. iii
iii
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Warahmatullaahi Wabarakaatuhu. Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan penyusunan Laporan Proyek Akhir. Penulisan Laporan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma Program Studi Teknik Mesin Otomotif Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan dan perhatian selama melakukan Proyek Akhir dan penyusunan Laporan Proyek Akhir. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Budi Santoso S.T.,M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T selaku Koordinator Proyek Akhir Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan laporan Proyek Akhir ini. 3. Bapak Dr. Triyono, S.T.,M.T selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan motivasi dan pengarahan dalam pembuatan Proyek Akhir. 4. Bapak Teguh Triyono, S.T.,M.Eng selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan motivasi dan pengarahan dalam pembuatan Proyek Akhir. 5. Seluruh laboran dan rekan mahasiswa jurusan Teknik Mesin Otomotif 2013 serta seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. iv
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penulisan Laporan Proyek Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritikan, serta saran dari berbagai pihak. Semoga penulisan Laporan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Wassalamu alaikum Warahmatullaahi Wabarakaatuhu. Surakarta, Juli 2016 Penulis v
PERSEMBAHAN Alhamdulillah hirobbil alamin, Dengan mengucap rasa syukur kepada Allah SWT telah dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA). Pada kesempatan kali ini, karya saya persembahkan kepada : Ayahanda dan Ibunda tercinta Tiada kata yang dapat terucap tuk mengungkapkan betapa besar arti kalian berdua dalam hidupku. Terlalu banyak kasih sayang, pengorbanan, dan semangat yang kalian berikan. Saudara-saudaraku yang telah memberi dorongan dan semangat vi
DAFAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii KATA PENGANTAR... iv PERSEMBAHAN... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR RUMUS... xi DAFTAR TABEL... xii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Proyek Akhir... 3 1.5 Manfaat Proyek Akhir... 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Rangka... 4 2.2 Pengelasan... 7 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1 Skema dan Prinsip Kerja Alat... 12 3.2 Diagram Alir Proses Perancangan Konstruksi... 13 3.3 Perencaan Kontruksi... 14 3.3.1 Perencaan Rangka Bagian Atas... 14 3.3.2 Perencaan Rangka Bagian Bawah... 17 3.4 Perencanaan Pengelasan... 23 3.5 Simulasi Software Solidwork... 25 BAB IV PROSES PEMBUATAN 4.1 Proses Pengerjaan... 28 4.2 Alat dan Bahan... 28 vii
4.3 Proses Pengerjaan Rangka... 29 4.4 Proses Pengecatan... 30 4.5 Proses Perakitan... 31 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan... 36 5.2 Saran... 36 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tumpuan rol... 4 Gambar 2.2 Tumpuan sendi... 5 Gambar 2.3 Tumpuan jepit... 5 Gambar 2.4 Gaya normal positif... 6 Gambar 2.5 Gaya normal negatif... 6 Gambar 2.6 Gaya geser positif... 6 Gambar 2.7 Gaya geser negatif... 7 Gambar 2.8 Momen lentur positif... 7 Gambar 2.9 Momen lentur negatif... 7 Gambar 2.10 Jenis sambungan las... 8 Gambar 2.11 Bentuk kampuh/alur las... 8 Gambar 2.12 Bentuk pengelasan... 9 Gambar 3.1 Sketsa mesin pemotong krupuk rambak kulit... 12 Gambar 3.2 Perencanaan alur pengerjaan... 13 Gambar 3.3 Kontruksi rangka... 14 Gambar 3.4 Kontruksi rangka bagian atas... 15 Gambar 3.5 Gaya yang bekerja pada batang A-B... 15 Gambar 3.6 Koefisien gaya dalam... 16 Gambar 3.7 Diagram NFD, SFD, BMD pada rangka atas... 17 Gambar 3.8 Rangka bagian bawah... 17 Gambar 3.9 Gaya yang bekerja pada batang C-E rangka bawah... 18 Gambar 3.10 Koefisien gaya dalam (x-x)... 18 Gambar 3.11 Koefisien gaya dalam (y-y)... 19 Gambar 3.12 Diagram NFD, SFD, BMD pada rangka bawah... 20 Gambar 3.13 Tipe bentuk pengelasan... 20 Gambar 3.14 Bentuk pengelasan... 23 Gambar 3.15 Factor of safety... 25 Gambar 3.16 Von mise rangka... 26 Gambar 3.17 Displacement rangka... 27 Gambar 4.1 Proses pemotongan besi siku... 29 Gambar 4.2 Proses pengelasan rangka... 30 ix
Gambar 4.3 Proses pendempulan... 30 Gambar 4.4 Proses pengecatan rangka... 31 Gambar 4.5 Hasil rangka yang sudah dicat... 31 Gambar 4.6 Pemasangan pisau pemotong... 32 Gambar 4.7 Pemasangan Bearing dan pulley... 33 Gambar 4.8 Memasang pulley bagian atas... 33 Gambar 4.9 Pemasangan motor listrik... 34 Gambar 4.10 Memasang sabuk motor listrik dengan pulley... 34 Gambar 4.11 Pemasangan penadah dan saklar... 35 Gambar 4.12 Mesin yang sudah jadi... 35 x
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Kebutuhan kerupuk rambak kulit di daerah Klaten... 1 Tabel 3.1 Koefisien gaya dalam potongan A-B... 16 Tabel 3.2 Koefisien gaya dalam potongan ( x-x) dan ( y-y) pada titik A-C... 19 xii
DAFTAR RUMUS Rumus 2.1 Kesetimbangan gaya X... 5 Rumus 2.2 Kesetimbangan gaya Y... 5 Rumus 2.3 Kesetimbangan momen... 5 Rumus 2.4 Menghitung tebal pengelasan... 9 Rumus 2.5 Menghitung panjang pengelasan... 9 Rumus 2.6 Pusat titik x... 10 Rumus 2.7 Pusat titik y... 10 Rumus 2.8 Jarak beban dengan titik pusat pada r 1... 10 Rumus 2.9 Jarak beban dengan titik pusat pada r 2... 10 Rumus 2.10 Sudut maksimum pengelasan... 10 Rumus 2.11 Perhitungan momen inersia... 10 Rumus 2.12 Menghitung momen bending... 10 Rumus 2.13 Menghitung gaya geser... 11 Rumus 2.14 Menghitung section modulus... 11 Rumus 2.15 Menghitung bending stress... 11 Rumus 2.16 Menghitung resultan tegangan geser maksimal... 11 xi