BAB III KONTRUKSI DAN PERHITUNGAN ALAT 3.1 PROSES PERENCANAAN Proses perencanaan yang akan dilakukan tidak jauh-jauh dari batasan yang telah dikemukakan penulis pada bab I yaitu data teknis dari model alat Mesin Press Pencetak Merk Sepatu dan Sendal dengan system pneumatik dengan berdasarkan teori yang didapat di buku dan pelajaran yang didapat pada saat kuliah. Pada saat pembuatan dan pengerjaan alat akan mengalami sedikit perbedaan dari hasil perhitungan dan penggunaan komponen mesin yang dipakai oleh alat tersebut, tetapi nilai yang diambil adalah nilai yang mendekati hasil dari perhitungan dan perencanaan itu sendiri. @OOO Yang dimaksud dengan sistem adalah rangkaian alat-alat yang mendukung sebuah gerakan atau proses tertentu, jadi dengan demikian sistem katrol adalah rangkaian alat-alat salah satunya adalah katrol. Sedangkan katrol sendiri mempunyai arti adalah sebagai pesawat sederhana yang berupa roda yang Teknik Mesin 28
berputar tetapi tidak berjalan. Katrol berfungsi untuk mengangkat benda dan katrol dilengkapi denga tali (kawat) atau rantai. Prinsip kerja katrol sama dengan pengungkit, yaitu memiliki titik tumpu (TT), titik beban (TB), dan titik kuasa (TK). Fungsinya katrol membuat pekerjaan lebih mudah dilakukan atau membuat lebih ringan mengangkatnya / menariknya, 3.2 Fungsi alat Mesin Press Pencetak Merk Sepatu dan Sendal merupakan suatu alat untuk menstamping merk yang dicetak untuk sepatu dan sandal dengan metode panas yang menggunakan pneumatic.. Didalam mesin yang dirancang ini menggunakan sistem pneumatik sehingga memudahkan dalam mencetak dan continue waktu dalam menekan. 3.2 Landasan alat Besi ini dipilih karena dalam proses pengelasan lebih mudah dan sesuai dengan kebutuhan karena besi cukup kuat menahan beban yang berat. Untuk menopang berat yang harus ditumpu pada chasis utama diberikanlah tulang - tulang chasis sebagai landasan untuk alat tersebut, besi yang digunakan adalah menggunakan besi bulat dengan Ø 10 mm dan besi hollow 20 x 40 mm. Pemilihan besi canal C, besi bulat, dan besi hollow selain kuat juga mudah didapat dan harganya juga relatif murah. Teknik Mesin 29
3.4 Kerangka Utama Kerangka utama berfungsi untuk menghubungkan seluruh bagian komponen yang terhubung satu dan yang launnya, pada kerangka utama menempel seluruh bagian tersebut. Karena fungsinya yang sangat penting maka kerangka utama ini memiliki beberapa kriteria yaitu : Mampu menahan seluruh gaya dan beban yang ada. Memiliki mekanisme penyambungan yang mudah dan baik dengan seluruh bagian komponen yang terhubung. Dapat dilakukan perakitan dengan mudah. 3.5 Berat Yang Harus Ditumpu Oleh Alas Dalam perencanaan mesin ini diharapkan alas mampu menumpu beban yang terdapat diatas rangka yang terdiri dari berbagai komponen, beban komponen secara keseluruhan, dengan asumsi berat yang harus ditumpu oleh alas adalah sebagai berikut : Berat komponen disini tidak terlalu berat karena komponen yang digunakan bukan komponen yang besar dan berat, komponen yang dimaksud adalah pipa penyangga,pneumatik, sedangkan komponen - komponen yang kecil diabaikan.. 3.6 Proses perancangan 3.6.1 Pengukuran dan Pemotongan Teknik Mesin 30
Pada pembuatan alat ini ada beberapa jenis besi yang mendapatkan perlakuan pemotongan, hal ini dimaksudkan agar ukuran besi yang digunakan sesuai dengan yang dibutuhkan. Pemotongan dilakukan ada yang menggunakan mesin pemotong logam dan pelat tetapi untuk mendapat model sesuai dengan yang dinginkan maka digunakan mesin pemotong untuk mempercepat proses pengerjaan dan tenaga yang dipergunakan. 3.6.2 Perlakuan Pengelasan Perlakuan pengelasan dilakukan untuk menyambung antara komponen yang satu dengan komponen yang lainnya. Proses ini menggunkan mesin las listrik bukan las karbit, dengan demikian akan didapatkan kualitas penyambungan yang baik. Proses pengelasan dilakukan untuk menyambung atau membentuk sebuah sambungan yang kuat, yang sesuai dengan desaain mesin press itu sendiri, 3.6.3 Perlakuan Pengeboran Perlakuan pengeboran dilakukan untuk membuat lubang pada pelat besi yang digunakan untuk landasan kerangka utama, dudukan baut pengikat untuk alas dan penyangga, dudukan baut pengikat lengan angkat dengan housing bearing lengan angkat, dudukan baut pengikat untuk tempat duduk, dudukan baut pengikat untuk tempat accu, dudukan untuk baut pengikat master rem. Lubang yang dibuat Teknik Mesin 31
digunakan untuk memasukan baut - baut pengikat, sebelumnya ada beberapa lubang yang lebih dulu ditap ntuk membuat alur. Pengeboran dilakukan dengan kecepatan putar sebesar 380 rpm dan feeding 0,18 mm/rev dan jarak pemakanan 11 mm. 3.6.4 Pemasangan Mur dan Baut Baut yang digunakan pada alat ini menggunakan berbagai macam jenis baut, yang memiliki berbagai ukuran tergantung dari bagian - bagian (komponen - komponen) yang hendak diikat dengan baut dan mur, PERHITUNGAN TEKNIK Pada perancangan mesin ini penulis mekakukan perhitungan-perhitugan teknis terhadap komponen utama yang mempengaruhi pada unjuk kerja mesin, seperti pada paralal bar, plat atas dan plat bawah, silinder dan penggunaan listrik. 4.1 Perhitungan plat atas dan plat bawah ( Upper dan Lower Plat ). A. Momen dan Bending 1. Ilustrasi Perhitungan Gaya pada Fixed Momen Teknik Mesin 32
w = 125 Newton A 150mm C 150mm B R A R B 2. Perhitungan Momen di A ( MA ) dan Momen di B ( MB ). A w. l 4 B Pada beam yang simetris fixed momen pada MA dan MB adalah sama. MA = MB = l/2. w.l/4 = l/2. W/4 = W.l/8 = 125.300/8 RA & RB adalah setengah dari gaya yang diterima pada beam, yaitu RA = 62,5 N RB = 62,5 N 3. Bending Momen pada saat beam terbebani. Teknik Mesin 33
A x C w.l B MA = MB = w. l/8 4 dicari dimana Mx = 0 Mx = W/2.x - W.l/8 W/2.x = W.l/8 x = l/4 Bending momen terbasar dapat dihitung pada titik tengah, yaitu : M mak = W.l/4 - W.l/8 = W.l/4 Karena gaya yang bekerja pada beam di asumsikan sebesar force sebesar 7500 Newton, M mak= 125.0,48/8 = 6,25 Nm Maka Tegangan satuan / tegangan lentur pada beam adalah: σ = M/s pada kasus ini, s modulus section sebesar : s = b. h 2 = 6 0,3.0,02 2 6 Teknik Mesin 34
= 0,00002 m 3 (2.10-5 m 3 ) maka: σ = M/s = 6,25 Nm / 0,00002 m 3 = 312500 N/m 2 = 0,3125 MPa B. Lendutan Maksimal Dengan lendutan makimal yang disyaratkan adalah 0,1 mm, maka material dipilih dengan memperhatikan Modulus Elasitasnya ( E ). Ilustrasi Lendutan maksimal F = 125 N A C B Ymak Ymak = F. l 3 / ( 48.E.I ) dimana: ymak = Lendutan maksimal F = Gaya sebesar 125 Newton l = Panjang sebesar 300 mm I = Momen Inersia = 1/12.b.h 3 Teknik Mesin 35
= 1/12. 300. 20 3 = 200.000 mm 4 E = Modulus Elasitas = 206.900 N/mm 2 ( material steel ), maka ; ymak = F. l 3 / ( 48.E.I ) E = F. l 3 / ( 48.ymak.I ) = 125. 300 3 / ( 48. 206.900.200.000 ) = 1699,19 N/mm 2 ( Mpa ) Dengan memperhatikan kondisi pasaran material maka penulis memilih material dengan E sebesar = 206.900 N/mm 2 ( material steel. Design of Machine Elements, M.F. Spotts hal 94 ), Rekapitulasi Perhitungan a. Plat atas dan plat bawah ( Upper dan Lower Plat ). 1. Material ditentukan Material Steel dengan Modulus Elastisitas ( E ) sebesar : 206.900 N/mm 2. 2. Volume / ukuran pejal material sebesar 300mm x 200mm x 20 mm. 3. Mampu menahan momen maksimal sebesar 6,25 Nm, dan tegangan lentur sebesar 31,25 Mpa Teknik Mesin 36
4. Dengan lendutan maksimal pada saat silinder bekarja maksimal sebesar 0,1 mm. Perhitungan biaya untuk memperoleh harga plat. Plat 1 = 20 x 300 x 300 : 300 x 300 x 20 : 18000 mm 3 Plat 2 = 20 x 180 x 270 : 180 x 270 x 20 : 972000 mm 3 Plat 3 = 45 x 60 x 220 : 60 x 220 x 45 : 594000 mm 3 Teknik Mesin 37
Plat 4 = 20 x 50 x 125 Volume : P. L. T : 125 x 50 x 20 : 125000 mm 3 As 5 = 26 237 Volume :. 2. h : 125766,4 mm 3 As 6 = 34 x 423 Volume :. 2. h : 0.785 x 1156 x 423 : 383855,6 mm 3 Plat 7 = 20 x 100 x 100 : 100 x 100 x 20 : 200000 mm 3 Teknik Mesin 38
Plat 8 = 8 x 35 x 35 : 35 x 35 x 8 : 9800 mm 3 Plat 9 = 10 x 40 x 40 : 40 x 40 x 10 : 16000 mm 3 Plat 10 = 12 x 50 x 50 : 50 x 50 x 12 : 30000 mm 3 Plat 11 = 20 x 50 x 50 : 50 x 50 x 20 : 50000 mm 3 Teknik Mesin 39