LAPORAN PROYEK AKHIR DESAIN DAN ANALISIS RANGKA PADA MESIN HOLE POST AUGER Disusun guna memenuhi sebagian syarat Untuk menyelesaikan studi dan mendapatkan gelar Ahli Madya Teknik Mesin Oleh: R. NUGRAHANING INDRA DHITA PRADHANA NIM I8113030 PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016
MOTTO Ada kalanya kita perlu topeng karena egois adalah pilihan -Rupa Pura- Sempurna yang kau puja dan ayat ayat yang kau baca, tak kurasa berbeda kita bebas untuk percaya. -hagia- Tidak penting apapun agamamu asalkan kau berbuat baik orang-orang tidak akan menanyakan apa agamamu. -nugrahaning-
PERSEMBAHAN Sebuah karya ini merupakan hasil kerja kerasku selama ini. Karya ini merupakan langkah awalku untuk meraih yang lebih dari yang sekarang ini, sehingga aku selalu mendapatkan yang lebih baik dari ini. Karya ini aku persembahkan kepada : 1. Bapak dan Ibuku tersayang terima kasih atas semua dukungan, do a materi dan segala bimbingannya. 2. Semua keluargaku dan saudaraku terima kasih atas semua bantuannya. 3. Rekan-rekan mahasiswa D-III Teknik Mesin Produksi Universitas Sebelas Maret Surakarta angkatan 2013 terima kasih atas semua bantuannya. 4. Teman-teman kelompok Tugas Akhir terima kasih atas semua kerja sama dan bantuannya. 5. Terimakasih untuk teman-teman satu kontrakan yang selalu menyemangati. 6. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini.
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan atas ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan karunia-nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan lancar. Tugas akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin Produksi, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh perkuliahan dewasa ini. Pelaksanaan tugas akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk laporan sebagai pertanggungjawaban kepada pihak Program Studi. Melalui tugas akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu yang diperoleh di bangku kuliah lalu diterapkan kedalam sebuah mesin dari tugas akhir ini. Selama proses pelaksanaan tugas akhir maupun penulisan laporan tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada: 1. Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku ketua jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 2. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku pembimbing I dari penulis 4. Bapak Dr. Budi Kristiawan, S.T., M.T. selaku pembimbing II dari penulis 5. Keluarga yang senantiasa memberikan do a, dukungan dan motivasi untuk bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas perkuliahan 6. Teman-teman diploma tiga teknik mesin produksi dan otomotif yang bersama-sama membuat Tugas akhir. Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka bumi ini, dalam pelaksanaan serta laporan tugas akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, penulis memohon maaf dan meminta kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan tugas akhir ini. iii
Akhir kata, semoga tugas akhir serta laporan yang telah terseleaikan bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Surakarta, 28 Juli 2015 Penulis iv
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR BERITA ACARA UJIAN... iii LEMBAR PERSEMBAHAN... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... ix ABSTRAK... xi ABSTRAC... xi BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Tujuan Proyek Akhir... 2 1.5 Manfaat Tugas Akhir... 3 1.6 Sistematika Laporan... 3 BAB II DASAR TEORI... 4 2.1 Alat Pembuat Lubang Bipori... 4 2.2 Desain... 5 2.3 Rangka... 7 2.4 SolidWorks... 11 BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR... 13 3.1 Flow Chart Pembuatan Hole Post Auger... 13 3.2 Skema dan Prinsip Kerja Alat... 14 3.3 Pengertian Alat... 14 3.4 Perencanaan Konstruksi... 15 3.4.1 Perencanaan Rangka Bagian Atas... 15 3.4.2 Perencanaan Rangka commit Bagian to Bawah user... 20 vi
3.4.3 Perencanaan Rangka Bagian Tengah... 26 3.4.4 Perencanaan Rangka Tengah Bagian Atas... 31 3.5 Simulasi Analisa Menggunakan Software SolidWorks... 36 3.5.1 Faktor Keamanan (Factor of Safety)... 36 3.5.2 Tegangan Von Mises... 36 3.5.3 Perubahan Bentuk (Displacement)... 37 3.6 Perencanaan Pengelasan... 38 BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PENGUJIAN... 40 4.1 Proses Pengerjaan... 40 4.2 Alat dan Bahan... 40 4.3 Proses Pengerjaan Rangka... 41 4.3.1 Proses Pembuatan Rangka Utama... 41 4.3.2 Proses Pembuatan Rangka Bagian Tengah... 44 4.4 Proses Pengecatan... 45 4.5 Proses Perakitan... 46 4.6 Hasil Pengujian... 48 BAB V PENUTUP... 50 5.1 Kesimpulan... 50 5.2 Saran... 50 LAMPIRAN vii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Keterangan Nama Komponen... 14 Tabel 3.2 Nilai Gaya Dalam Potongan x-x... 18 Tabel 3.3 Nilai Gaya Dalam Potongan y-y... 18 Tabel 3.4 Nilai Gaya Dalam Potongan x-x... 23 Tabel 3.5 Nilai Gaya Dalam Potongan y-y... 24 Tabel 3.6 Nilai Gaya Dalam Potongan x-x... 33 Tabel 3.7 Nilai Gaya Dalam Potongan y-y... 34 Tabel 4.1 Hasil Pengujian... 48 viii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Lubang Biopori Manual... 4 Gambar 2.2 Pelubang Biopori... 5 Gambar 2.3 Reaksi Tumpuan Rol... 8 Gambar 2.4 Reaksi Tumpuan Sendi... 8 Gambar 2.5 Reaksi Tumpuan Jepit... 9 Gambar 2.6 Gaya Normal Positif... 9 Gambar 2.7 Gaya Normal Negatif... 10 Gambar 2.8 Gaya Geser Positif... 10 Gambar 2.9 Gaya Geser Negatif... 10 Gambar 2.10 Momen Luntur Positif... 10 Gambar 2.11 Momen Luntur Nagatif... 11 Gambar 2.12 Templates Solidworks... 11 Gambar 3.1 Alur Kerja Tim Dalam Pembuatan Mesin Hole Post Auger... 13 Gambar`3.2 Skema Alat... 14 Gambar 3.3 Perencanaan Konstruksi... 15 Gambar 3.4 Konstruksi Rangka Bagian Atas... 16 Gambar 3.5 Gaya Yang Bekerja Pada Batang... 16 Gambar 3.6 Gambar Potongan Gaya... 17 Gambar 3.7 Reaksi Gaya Dalam Potongan x-x... 18 Gambar 3.8 Reaksi Gaya Dalam Potongan y-y... 18 Gambar 3.9 NFD, SFD dan BMD Pada Rangka Bagian Atas... 19 Gambar 3.10 Inersia Besi Hollow Kotak... 19 Gambar 3.11 Konstruksi Rangka Bagian Bawah... 21 Gqmbqr 3.12 Gaya Yang Bekerja Pada Batang... 23 Gambar 3.13 Gambar Potongan Gaya... 23 Gambar 3.14 Reaksi Gaya Dalam Potongan x-x... 23 Gambar 3.15 Reaksi Gaya Dalam Potongan y-y... 23 Gambar 3.16 NFD, SFD dan BMD Pada Rangka Bagian Bawah... 24 Gambar 3.17 Inersia Besi Hollow commit Kotak... to user 25 ix
Gambar 3.18 Konstruksi Rangka Bagian Tengah... 26 Gambar 3,19 Gaya Yang Bekerja Pada Batang... 27 Gambar 3.20 Gambar Potongan Gaya... 28 Gambar 3.21 Reaksi Gaya Dalam Potongan x-x... 28 Gambqr 3.22 Reaksi Gaya Dalam Potongan y-y... 29 Gambar 3.23 NFD, SFD dan BMD Pada Rangka Bagian Tengah... 29 Gambar 3.24 Inersia Besi Hollow Kotak... 30 Gambar 3.25 Konstruksi Rangka Tengah Bagian Atas... 31 Gambar 3.26 Gaya Yang Bekerja Pada Batang... 32 Gambar 3.27 Gambar Potongan Gaya... 33 Gambar 3.28 Reaksi Gaya Dalam Potongan x-x... 33 Gambar 3.29 Reaksi Gaya Galam Potongan y-y... 34 Gambar 3.30 NFD, SFD dan BMD Pada Rangka Tengah Bagian Atas... 34 Gambar 3.31 Inersia Besi Hollow Kotak... 35 Gambar 3.32 Factor of Safety... 36 Gambar 3.33 Tegangan Von Mises... 37 Gambar 3.34 Displacement... 37 Gambar 3.35 Bentuk Pengelasan... 38 Gambar 4.1 Proses Pemotongan besi Hollow... 41 Gambar 4.2 Proses Pemotongan besi Plat 4 mm... 42 Gambar 4.3 Proses Pengelasan besi Hollow Kotak... 42 Gambar 4.4 Rangka Bagian Sliding Untuk Rangka Tengah... 43 Gambar 4.5 Pemasangan Rangka Bagian Tengah Pada Jalur Sliding... 43 Gambar 4.6 Proses Pengelasan Rangkaian Rangka Bagian Atas... 44 Gambar 4.7 Proses Pemotongan Besi Plat 4 mm Untuk Sliding Rangka... 45 Gambar 4.8 Proses Pengecatan Bor Spiral... 46 Gambar 4.9 Mesin Yang Sudah Dirakit... 47 Gambar 4.10 Hasil Pengujian... 48 x
DESAIN DAN ANALISIS RANGKA PADA MESIN HOLE POST AUGER Oleh: R. Nugrahaning Indra Dhita Pradhana ABSTRAK Hole Post Auger adalah mesin yang digunakan untuk menggali lubang sempit, seperti lubang untuk tanaman, rambu-rambu dan lubang biopori. Ada berbagai jenis penggali lubang, ada jenis auger yang menggunakan mesin motor bensin dan disambungkan dengan tongkat auger dan ada juga jenis auger yang hanya menggunakan tongkat dan diputar secara manual dengan menggunakan tenaga tangan. Kedalaman yang didapatkan auger untuk membuat lubang biopori adalah sedalam panjang poros sekitar 80 100 cm. Teknologi biopori diperkenalkan untuk mengurangi limpasan air hujan (run off) dengan meresapkan lebih banyak volume air hujan kedalam tanah melalui proses degradasi sampah organik melalui mikroorganisme dan organisme dalam tanah. Pada proyek akhir ini dibuat mesin yang mempermudah dan mempersingkat waktu pembuatan lubang biopori dengan menggunakan auger yang telah dimodifikasi dengan rangka dan katrol tangan. Dari hasil perencanaan didapatkan desain rangka dari mesin Hole Post Auger. Sedangkan dari hasil perhitungan kekuatan rangka didapatkan tegangan maksimum yang terjadi pada batang bagian bawah sebesar 2,53 N/mm 2, Sedangkan tegangan paling rendah ialah pada rangka tengah bagian atas yaitu sebesar 0,3 N/mm 2, sehingga desain rangka dinyatakan aman. Kata Kunci: Auger, Biopori, Desain rangka THE DESIGN AND ANALYSIS OF HOLE POST AUGER MACHINE By: R. Nugrahaning Indra Dhita Pradhana ABSTRACT A Hole Post Auger is a machine use to dig narrow holes, such as hole to plant, signs and bipory hole. There are different kinds of post hole, there are auger type that uses a gasoline engine and a stick connected with auger and there are also types that just use a stick auger and rotated manually using hand power. The hole of auger can be dug as deep as the entire length of the shaft is about 80 100 cm. Biopores technology was introduce to reduce rainwater run-off by more catching volume of rain water into the soil through the activity of degradation processes organic waste by microorganism and organism in the soil. In this project was made machine machines that simplify and shorten the time of making biphores hole using auger that has been modified with the framework and the pulley arm. From the result obtained the design of framework from Hole Post Auger machine. While the calculations of the results of the power of order was obtained maximum strength that occurs in the beam bottom order worth 2,53 N/mm 2, while the permission tensile stress material much as 0,3 N/mm 2, so design order declared safe. Keywords: Auger, Biophores, framework commit design to user