BAB III PEMBAHASAN
1. Rangka Alat
2. Pemegang Cetakan 3. Tutup Bawah Cetakan 4. Tutup Atas Cetakan 5. Plat Landasan 6. Tuas Pengungkit 7. Dongkrak Hidrolik 8. Silinder cetakan 9. Pressure Gauge 10. Penekan Atas
1. Rangka Alat
Rangka alat adalah susunan baja profil U dengan ukuran 700mm x 500mm Rangka berfungsi sebagai tempat pemasangan komponen penyusun alat dan untuk mengakomodasi mekanisme kerja dari alat pencetak. Bahan profil I terbuat dari besi cor dan tidak boleh melengkung pada beban yang diberikan syaratnya σ timbul ≤ σ ijin. Baja profil ini
disambungkan dengan cara pengelasan.
Gambar 3.2
2. Pemegang Cetakan
Pemegang cetakan berfungsi untuk memegang cetakan, alat ini disambungkan dengan pengelasan pada rangka alat dan cetakan.
Gambar 3.3
3. Tutup Bawah Cetakan
Tutup bawah berfungsi sebagai penahan tekanan cetakan yang disambung dengan pengelasan pada piston dongkrak bahan ini terbuat dari st37.
Gambar 3.4
4. Tutup Atas Cetakan
Tutup atas cetakan berfungsi sebagai penahan cetakan pada saat proses pencetakan briket.
Gambar 3.5
5. Plat Landasan (dudukan)
Plat dudukan berfungsi sebagai tempat dudukkan dari dongkrak dan rangka serta untuk menahan getaran dari komponen yang bekerja, plat terbuat dari St 37. Plat dudukan ini mampu memikul beban (gaya luar) yang dikerjakan pada bahan tersebut syaratnya σ timbul ≤ σ ijin.
6. Tuas Pengungkit
Tuas pengungkit berfungsi sebagai untuk memompa minyak dari silinder oli masuk ke silinder piston untuk melakukan pengepresan pada cetakan, alat ini terbuat dari St 37 dengan ukuran Ø22mm x 33mm
Gambar 3.7
7. Dongkrak Hidrolik
Dongkrak hidrolik berfungsi sebagai alat untuk mengepress campuran bahan baku briket yang terletak pada cetakan. Dongkrak hidrolik ini merupakan piston yang bekerja secara Single Acting Cylinder ( Silinder Kerja Tunggal). Fluida yang berasal dari power unit akan mengalir ke dalam silinder dongkrak sehingga batang dongkrak berfungsi sebagai batang piston akan keluar. Batang piston ini akan menekan (mengepress campuran bahan baku briket). Dongkrak ini berkapasitas 5 ton.
8. Silinder Cetakan
Cetakan berfungsi memberikan bentuk atau dimensi serta sifat permukaan briket yang terbuat dari pipe steam dengan ukuran Ø43mm x 100mm yang bertumpu pada penahan cetakan.
Gambar 3.9
9. Pressure Gauge
Pressure Gauge berfungsi untuk mengukur tekanan pada waktu pengepresan dilakukan. Pressure Gauge ini didesain pada dongkrak hidrolik dengan cara disambungkan ke silinder piston.
Gambar 3.10
10. Penahan Atas
Penahan Atas berfungsi sebagai penahan tekanan pada saat proses penekanan cetakan dilakukan bahan ini terbuat dari St 37.
11. Engsel Pada Penekan Atas
Engsel berfungssi untuk menggerakkan maju-mundur penahan atas. Bahan ini terbuat dari St 37 dengan ukuran Ø22mm x 110mm. Engsel disambungkan ke rangka dan lengan penekan atas dengan cara pengelasan.
Gambar 3.12
D. Kapasitas
Watu yang diperlukan untuk satu kali proses pencetakan briket arang tempurung kelapa adalah :
ttotal = t1 + t2 + t3
t1 = 60 ( detik ) waktu yang diperlukan untuk menuang campuran briket arang tempurung kelapa ke dalam tiga cetakan silinder.
t2 = 60 ( detik ) waktu yang diperlukan untuk proses pencetakan. t3 = 24 ( detik ) waktu pengambilan briket arang tempurung kelapa ttotal = 60 ( detik ) + 60 ( detik ) + 24 ( detik )
= 144 ( detik ) = 2.24 ( menit )
Dari data waktu diatas, maka jumlah briket arang tempurung kelapa yang dihasilkan dalam waktu 1 jam adalah :
80 briket arang tempurung kelapa
Alat yang dirancang mampu menghasilkan briket arang tempurung kelapa sebanyak 80 ( briket arang / jam) dan diperkirakan kerusakan briket arang yang
terjadi sekitar 10 %. Maka persentase jumlah yang berkualitas baik adalah : briket yang dihasilkan per jam :
=
= 90%
E. Perhitungan Komponen Alat 1. Volume Silinder Cetakan
h = hcetakan – hpenekan bawah – htutup bawah – htutup atas
= 100 [mm] – 10 [mm] – 20 [mm] – 7 [mm] = 63 [mm]
dsilinder cetakan = 34 mm2
]
Vtotal = jumlah tabung x V = 3 x 1681,47 = 5044,41 [
2. Tegangan Tekan Pada Penekan Atas
Dimana tekanan tersebut didapatkan dari tekanan yang menghasilkan arang briket yang bagus
3461,85 [N]
Sehingga tegangan tekan pada penekan atas :
3. Beban bengkok pada rangka profil U rangka atas L = 420 [mm] A C B A Ray C B Rby F = 3461,85 1729,02 [N] RA Skala : 7 mm = 1383,2 N RB 1729,02 [N] 363093, 15 [N/mm] MC Skala : 5 mm = 90773,28N/mm MA MB
Gaya yang membebani profil U rangka atas F = Fawal - σ c = 3461,85 = Rax = 0 ΣFy = 0 Ray + Rby – F = 0 Ray + Rby = Rax . 0 + Ray . 0 + F . 210 Rax . 0 + Rby . 0 + F . 210 Bidang momen MC = Ray . 1/2 L = . 210 [mm] = 363093,15 [N/mm] MA = 0
MB = 0
Momen bengkok,
Maka,
Berdasarkan tabel baja kosntruksi menurut DIN, bahwa tegangan maksimum pada St 37 yaitu sebesar 360-440 N/mm2. Sehingga penggunaan bahan tersebut pada pencetak alat briket arang aman untuk digunakan.
4. Tegangan tarik pada rangka profil U rangka samping
A profil U = b x h - p x l
Untuk bahan st 37,dengan tegangan maksimum 37 [kg/mm2] maka profil U aman untuk digunakan.
5. Tegangan Tangensial Pada Silinder Cetakan
D = 40 mm t= 2 mm
Berdasarkan gambar di atas maka silinder tersebut termasuk silinder berdinding tipis dimana “silinder biasanya dianggap dinding yang ‘tipis’ bila
tebalnya tidak lebih dari 1/20 dari diameternya.” (Mekanika Terapan Edisi kedua, Titherington & Rimmer).
Elemen gaya yang bekerja normal terhadap elemen silinder yang berkedudukan
sebesar sudut θ dari garis tengah mendatar adalah:
Gaya pecah F adalah jumlah komponen tegak elemen gaya dimana : F = pDL
Dapat dilihat bahwa total gaya pecah F, bekerja normal terhadap bidang potong A – A, ditahan oleh gaya P yang sama bekerja pada setiap permukaan potong dinding silinder. Dengan mempergunakan jumlah gaya tegak, kita peroleh
Tegangan yang terjadi pada silinder cetakan disebut tegangan tangensial karena bekerja menyinggung permukaan silinder. Tegangan yang dihitung adalah rata-rata.
Tegangan tangensial yang terjadi pada cetakan
Gaya pecah pada F silinder cetakan adalah jumlah komponen tegak elemen gaya : F = P.D.L
= 7,84 (N/mm2) x 40 (mm) x 100 (mm) = 31360 N/mm2
Tegangan tangensial pada silinder cetakan yang menahan gaya pecah F
(Literature : mekanika teknik edisi kedua, Thiterington & Rimmer)
F. Proses Pembuatan Alat Pencetak Briket Arang
Bagian ini yang dibahas adalah proses pembuatan komponen-komponen utama dari Alat Pencetak Briket Arang Tempurung Kelapa Kelapa Bekapasitas 3 kg/jam
Rangka Alat terbuat dari baja profil U. Profil ini dipotong sesuai dengan ukuran yang direncakan, kemudian disambungkan dengan las listrik. Pada plat landasan dibor terlebih dahulu untuk dibuat lubang yang nantinya akan dipasang baut sebagai tempat dudukan dongkrak. Setelah itu, hasil sambungan las dirapikan dengan menggunakan mesin gerinda tangan.