Presentasi Tugas Akhir Modifikasi Alat Penunjuk Titik Pusat Lubang Benda Kerja Dengan Berat Maksimal Kurang Dari 29 Kilogram Untuk Mesin CNC Miling Oleh : Mochamad Sholehuddin NRP. 2106 030 033 Program Studi D3 Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Pendahuluan Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Sistematika Penulisan
Latar Belakang Tidak adanya batasan berat maksimal benda kerja yang mampu terdorong. Alat penunjuk titik pusat yang telah ada masih menggunakan sistem manual.
Rumusan Masalah a. Merancang ulang alat penunjuk titik pusat lubang benda kerja berbentuk silinder dengan dilengkapi sistem otomatis. b. Perhitungan besar gaya dorong maksimal yang dibutuhkan oleh pencekam untuk mendorong benda kerja dengan berat maksimal yang telah direncanakan. c. Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk menjalankan alat penunjuk titik pusat.
Batasan Masalah a. Percobaan dilakukan dalam batasan kemampuan mesin yang ada di laboratorium CNC, DIII Teknik Mesin ITS. Kondisi mesin yang digunakan dalam keadaan baik. b. Diameter minimal lubang benda kerja 100 mm, kedalaman minimal lubang 60 mm, berat maksimal benda kerja kurang dari 29 kg dan langkah pencekaman sejauh 10 mm. c. Penggunaan alat bantu ini memerlukan kontrol gerak dari mesin CNC. d. Getaran selama proses pengujian diabaikan. e. Ketegaklurusan.
Tujuan a. Merancang ulang alat penunjuk titik pusat lubang benda kerja berbentuk silinder dengan dilengkapi sistem otomatis. b. Mengetahui besar gaya dorong maksimal yang dibutuhkan pencekam untuk mendorong benda kerja dengan berat maksimal yang telah direncakan. c. Mengetahui besar daya yang dibutuhkan untuk menjalankan alat penunjuk titik pusat.
Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini bersikan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Pada bab ini akan dijelaskan beberapa teori penunjang yang dijadikan acuan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. BAB III METODOLOGI Berisikan tentang metode-metode pembahasan yang dipakai untuk menyelesaikan karya ilmiah, serta bagan proses pelaksanaan tugas akhir dari awal sampai akhir. BAB IV PERHITUNGAN Pada bab ini akan dibahas perhitungan-perhitungan mengenai mekanisme alat, besar gaya dorong maksimal yang dibutuhkan oleh pencekam untuk mendorong benda kerja serta besar daya yang dibutuhkan untuk menjalankan alat penunjuk titik pusat. BAB V PENGUJIAN DAN ANALISA Pada bab ini akan diuraikan prosedur pemakaian alat, tahapan-tahapan proses pengujian serta hasil dari proses pengujian alat tersebut. KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
Dasar Teori Perencanaan Elemen Mesin Poros Bantalan Pasak Pegas Roda gigi payung ( Bevel Gear ) Ulir penggerak Penentuan Daya Motor yang akan digunakan
Metodologi Penelitian
Studi Literatur Studi literatur dilakukan dengan cara mempelajari dari berbagai sumber buku pegangan maupun dari penelusuran internet. Pengamatan Lapangan Pengamatan lapangan dilakukan dengan tujuan mengetahui peralatan apa saja yang dibutuhkan. Dari pengamatan langsung di lapangan didapatkan data-data dan peralatan apa saja yang diperlukan dalam pembuatan dan perakitan alat. Desain Alat Dari studi literatur yang ada dan pengamatan di lapangan dapat dibuat suatu gambar sketsa alat bantu penunjuk titik pusat lubang benda kerja berbentuk silinder. Dengan kapasitas beban maksimum benda kerja yang dapat terdorong oleh pencekam adalah kurang dari 29 kg, diameter minimal lubang benda kerja 100 mm dan kedalaman minimal lubang adalah 60 mm Dimensi Alat Pada tahap ini ditentukan dimensi alat yang akan dibuat. Dalam menentukan dimensi alat tersebut mengacu pada data-data yang diperoleh di lapangan sehingga dimensi alat tidak terlalu besar maupun kecil. - Diameter terluar alat tersebut 90mm. - Panjang alat 255mm. - Jarak antara ujung alat dengan pencekam 45mm. - Panjang langkah pencekaman ke arah sumbu x (horizontal) sejauh 10 mm. - Panjang langkah gerakan poros tirus ke arah sumbu y (vertikal) sejauh 28 mm
Perhitungan Dalam tahap ini dilakukan perhitungan antara lain mengenai gaya dorong maksimal oleh pencekam melalui mekanisme gear payung yang ditransmisikan oleh ulir penggerak, sudut tirus, roda gigi, bantalan dan pasak. Apabila terdapat kesalahan pada tahap perhitungan dapat kembali ke tahap desain atau dimensi alat. Namun apabila telah benar mengenai perhitungan tersebut, maka dapat dilanjutkan ke tahap berikutnya. Pembuatan dan Perakitan Alat Dengan hasil perhitungan yang ada, maka dapat dibuat sebuah rancangan alat bantu penunjuk titik pusat beserta modifikasinya. Pengujian Alat Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap alat untuk mengetahui alat bekerja dengan baik atau tidak. Analisa Kegagalan Berdasarkan pada tahap pengujian alat, akan didapatkan suatu kesimpulan apakah alat tersebut bekerja dengan baik atau tidak. Apabila terdapat kesalahan, maka pada tahap ini akan dianalisa, dimana letak kesalahan tersebut. Untuk mengefisiensikan waktu penganalisaan harus teliti dimana letak kesalahan tersebut, sehingga apabila kesalahannya hanya terletak di perhitungannya saja tidak perlu sampai mengulangi lagi dari awal. Namun apabila seluruh tahap berjalan dengan lancar, maka dapat dilanjutkan ke tahap selanjutnya. Pembuatan Laporan Setelah mendapatkan data-data yang diperlukan dari hasil perhitungan, pembuatan alat serta pengujian alat, maka dibuat laporan mengenai hasil rancangan dan modifikasi alat tersebut.
Sket Alat Penunjuk Titik Pusat Keterangan : 1. Rumah / dinding komponen 2. Poros ulir 3. Bevel gear 4. Motor listrik 5. Pencekam 6. Pegas 7. Tirus pendorong 8. Benda kerja
Prinsip Kerja Alat Prinsip kerja dari alat bantu penunjuk titik pusat ini hampir sama dengan cara kerja pencekam benda kerja pada mesin bubut, tetapi alat ini mencekam bagian dalam lubang benda kerja dengan mekanisme ketirusan. Sistem penggerak alat ini menggunakan motor listrik yang akan memberikan gerak putar pada pinion. Sedangkan pinion sendiri akan menggerakkan gear yang bergabung dengan poros ulir penggerak. Setelah itu poros ulir akan memberikan gaya untuk menaikkan tirus pendorong yang nantinya tirus pendorong tersebut akan meggerakkan lengan-lengan dari pencekam secara bersamaan dan pencekam-pencekam tersebut nantinya akan mencekam bagian dalam lubang benda kerja.
Perhitungan Gaya Dorong Oleh Pencekam Untuk mengetahui besar dari gaya dorong maksimal pencekam, harus dicari terlebih dahulu : Gaya Normal (benda kerja) Σ F y = 0 W N = 0 W = N Gaya Gesek (B.K dengan meja eretan) F gesek = N. μ Gaya Dorong F dorong = F gesek
Gaya Normal Σ F y = 0 W N = 0 W = N W = m. g W = 29 kg. 9,81 m/s 2 W = 284,49 kg.m/s 2 N = 284,49 Newton
Gaya Gesek F gesek = N. μ F gesek = F dorong F gesek = 284,49 Newton. 0,1 F gesek = 28,449 Newton F dorong = 28,449 Newton
Hasil Perhitungan Gaya Dorong Oleh Pencekam Sesuai dengan data berat maksimal benda kerja serta koefisien gesek maka dapat diketahui gaya-gaya yang terjadi : Gaya normal benda kerja = 284,49 N Gaya gesek = 28,449 N Sehingga dapat diketahui gaya dorong maksimal yang dihasilkan oleh pencekam adalah sebesar 28,449 N
Hasil Perhitungan Elemen Mesin Roda Gigi Payung ( Bevel Gear ) Gear Jumlah gigi gear = 39 buah Diameter pitch gear = 1,85 in Jarak antar gigi = 0,04 in Bahan gear Steel case carburized dengan So = 30 ksi Lebar gigi pada gear = 0,232 in Pinion Jumlah gigi pinion = 17 buah Diameter pitch pinion = 0,787 in Jarak antar gigi = 0,04 in Bahan pinion Steel case carburized dengan So = 30 ksi Lebar gigi pada pinion = 0,232 in Poros Ulir Jenis ulir Acme threads Sudut ulir = 14,5 o Bahan Carbon Steel AISI 1040 Diameter mayor = 0,5 in Panjang poros = 1,5 in
Bantalan jenis Ball Bearing Single Row Deep Groove Diameter dalam = 12 mm = 0,472 in Diameter luar = 32 mm = 1,259 in Tebal bearing = 10 mm = 0,393 in Pasak Pasak digunakan dengan spesifikasi sebagai berikut : Bahan pasak = Malleable iron grade 32510 Square key (pasak Segi empat) Dimensi = 0,125 x 0,125 in Panjang = 0,67 in
Penentuan Daya Motor Yang Dibutuhkan Sesuai dengan perhitungan gaya-gaya yang terjadi serta elemenelemen mesin yang digunakan dapat diambil data motor yang akan digunakan adalah dengan spesifikasi sebagai berikut : Daya yang dihasilkan = 0,04 HP = 30 Watt Putaran yang dihasilkan = 90 rpm
Kesimpulan Dari perhitungan elemen mesin serta pemilihan bahan yang digunakan maka dapat disimpulkan perencanaan alat bantu penunjuk titik pusat sebagai berikut : Gaya dorong maksimal oleh pencekam adalah sebesar 28,449 N Daya motor yang digunakan adalah sebesar 0,04 HP dengan putaran motor 90 rpm
Terima Kasih Atas Perhatiaannya Thanks For Your Attention