PERANCANGAN ALAT PEMOTONG KERTAS UNTUK SAYAP DAN MONCONG ROKET AIR

i

PERANCANGAN ALAT PEMOTONG KERTAS UNTUK SAYAP

DAN MONCONG ROKET AIR

TUGAS AKHIR BIDANG MANUFAKTUR

Diajukan kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)

Oleh : SANDY NOVIAN

09510007

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

▸ Baca selengkapnya: tujuan praktikum roket air

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang selalu memberikan

limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayah-Nya laporan Tugas Akhir dengan judul

“Perancangan Alat Pemotong Kertas Untuk Sayap Dan Moncong Roket Air” ini akhirnya dapat terselesaikan.

Dalam penyusunan laporan ini penulis menyampaikan terima kasih yang

sebanyak-banyaknya kepada:

1. ALLAH SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-NYA sehingga

saya bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

2. NABI MUHAMMAD SAW beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya

hingga akhir zaman. Yang memberikan suri tauladan serta sunnah-sunnahnya

yang bermanfaat dalam kehidupan saya.

3. Kedua Orang Tua beserta keluarga besar saya yang selama ini memberikan

dukungan doa, moril, spirit dan semangat untuk menyelesaikan tugas akhir

ini.

4. Bapak Drs. M. Jufri, ST, MT, selaku Pembimbing I terima kasih atas

pengarahan secara lisan maupun teori dalam menyelesaikan tugas akhir.

5. Bapak Ir. Herry Suprianto, MT , selaku Pembimbing II terima kasih atas

pengarahan secara lisan maupun teori dalam menyelesaikan tugas akhir.

6. Bapak Ir. Mulyono, MT , selaku dosen wali

viii

8. Bapak Budiono, S. Si. MT , selaku Wakil Jurusan Teknik Mesin.

9. Semua Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Mesin yang tidak bisa saya sebut

satu per satu atas pengajaran ilmu yang diberikan.

10.Semua staff karyawan Jurusan Teknik Mesin.

11.Susyanti Sa’adah, S.Ikom beserta keluarga besar, yang telah memberikan

support, motivasi, dan doa dalam mengerjakan tugas akhir ini, terima kasih

atas semua yang mami berikan selama ini semoga ALLAH SWT yang

membalas semuanya. “LOVE U”.

12.Sahabat – sahabat saya Hasby, Berly, Bayu, Soffyan, Alfian, Saipul, Bang

lukman, Agus, Nurpiali, Bang fery, Maman, Anca, Jony, Pak Lurah, Njazz,

Koko, Oky, Kasim, Anam dan semuanya yang tidak bisa saya sebutkan satu

persatu. “SALAM KANCUTERS”

13.Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terima kasih banyak atas bantuan

kalian semuannya.

14.Penyusunan laporan ini telah diusahakan semaksimal mungkin namun masih

terdapat kekurangannya untuk itu kritik dan saran sangat penyusun harapkan.

Semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat.

Malang, 10 Agustus 2014

ix DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN ... 1

LATAR BELAKANG ... 1

RUMUSAN MASALAH ... 5

TUJUAN PERANCANGAN ... 6

MANFAAT PERANCANGAN ... 6

BATASAN MASALAH... 6

BAB II LANDASAN TEORI ... 7

2.1. Model – Model Alat Pemotong Kertas ... 7

2.2. Pengertian Roket Air ... 10

2.3. Bagian-Bagian Roket Air ... 10

2.4. Macam-Macam dan Ukuran Kertas ... 15

2.5. Macam-Macam Karton ... 16

2.6. Perencanaan Pisau Potong ... 18

2.6.1. Material pisau ... 19

2.6.2. Macam-Macam Material Pisau Potong ... 19

2.6. Gaya Potong Kertas ... 21

2.7. Tuas ... 22

2.8. Pegas ... 24

2.9. Landasan Potong ... 27

2.9.1. Jenis-Jenis Baja ... 27

2.10. Rangka ... 29

x

BAB IV DASAR PERHITUNGAN ... Error! Bookmark not defined. 4.1. Gaya Potong Kertas ... Error! Bookmark not defined. 4.2. Perhitungan Tuas ... 49 4.3. Perhitungan Pegas ... Error! Bookmark not defined. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 54

5.1. Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined. 5.2. Saran ... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR TABEL

Tabel 1-1. Hasil uji tarik kertas tanpa aditif ... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 : Mesin Gullotin Manual ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.2 : Mesin Gullotin type 1080 ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.3 : Paper Cutter ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.3 : Mesin pingul sudut ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.4 : Model – model nose cone ... Error! Bookmark not defined. Gambar 2.5 : grafik ketinggian setiap bentuk nose cone ... Error! Bookmark not defined.

xi

Gambar 2.11 : Patahan sampel besi cor media cetak berbedaError! Bookmark not defined.

DAFTAR PUSTAKA

Sunardi, 2008. Alat pemotong kertas. D3. ITS Teknik mesin produksi. 2008. http://indrayb.indonetwork.co.id/Mesin-gullotin-manual.

http://hendrono7.blogspot.com/ Mesin- Gullotin- type-1080.

Schneider Jr, 2009. Material pisau pemotong, 2009. http://hendrono7.blogspot.com/Paper-Cutter.

http://gradientbox.blogspot.com/Mesin-pingul-sudut.

http://www.aerospaceweb.org/ Model – model-nose-cone.

Terminologi kardus.source.org/ukuran-kertas-gelombang.

Marinov, 2012. elemen mesin, 2012. Wisastra, 2007. Gaya gaya potong, 2007.

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Dengan semakin cepat berkembangnya kemajuan teknologi yang sangat

pesat, sejalan dengan permintaan akan suatu produk semakin meningkat pula.

Kaum industrialis berlomba untuk menciptakan suatu produk dengan harga

murah, kualitas yang baik sehingga dapat berkompetisi di pasaran dengan produk

lain. Untuk mendapatkan suatu produk dengan harga murah dan bagus dibutuhkan

perencanaan yang benar dan teliti agar diperoleh produk yang dapat bersaing di

pasaran. Peralihan teknologi menuntut kita agar dapat meningkatkan standard

kehidupan yang pada hakekatnya mengurangi ketergantungan pada negara

lain sehingga mampu membuat produk sendiri. (D3. ITS T.mesin produksi, 2008)

Salah satu dampak perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi proses

permesinan adalah kecenderungan orang untuk menghemat waktu dan tenaga

telah memberikan banyak pilihan dalam memproduksi suatu barang. Proses

pemotongan kertas yang tidak menimbulkan polusi dan sangat dibutuhkan oleh

instansi, universitas dan perusahaan juga masyarakat umum. Sehingga timbul

masalah pemotongan yang kurang praktis karena kebanyakan mesin pemotong

kertas yang sudah ada sekarang ini kapasitasnya masih kurang memadai. Setelah

di lakukan penelitian ternyata pemotongan sayap dan moncong roket air di

2

dalam proses pengerjaannya pun membutuhkan waktu lama . Dalam hal ini

direncanakan suatu alat pemotong kertas untuk sayap dan moncong roket air yang

mampu memudahkan pengerjaan dan hasilnya jauh lebih rapi serta waktu yang di

butuhkan lebih cepat.

Roket air adalah roket yang berbahan bakar atau lebih tepatnya berbahan

pendorong air dan udara bertekanan. Seperti kita ketahui bersama bahwa udara

dalam suatu ruangan akan menekan ke segala arah dan akan mengalir menuju

tekanan yang lebih rendah. Dengan dasar tersebut jika suatu botol diisi dengan

udara dengan tekanan tertentu maka udara dalam botol akan menekan ke segala

arah dan jika botol dilubangi pada suatu titik maka udara akan keluar dari lubang

tersebut dan akan menyebabkan gaya yang berlawanan arah dari keluarnya udara.

Roket bekerja karena ada aksi dan reaksi (hukum Newton ketiga). Perubahan

momentum pada lubang pengeluaran sama dengan perubahan momentum yang

dialami roket, jadi air dan udara yang keluar dari dalam botol menyebabkan botol

terdorong berlawanan arah dari keluarnya air dan udara.

Cara kerja roket air tidaklah sesulit yang kita bayangkan dalam teori. Cara

kerjanya cukup sederhana yaitu botol air mineral yang kita gunakan sebagai badan

roket diisi air dengan volume tertentu kemudian udara dimasukkan dengan cara

dikompresikan ke dalam botol, kemudian botol ditahan agar tidak terlepas, setelah

air dan udara di dalam botol mencapai tekanan tertentu, botol kemudian dilepas

sehingga botol akan meluncur berlawanan arah dengan arah keluarnya air dan

3

botol, menahan botol dan meluncurkan diperlukan suatu mekanisme yang disebut

Peluncur (mekanisme peluncur).

Roket air didesain untuk memenuhi kriteria tertentu, misalnya desain roket

untuk mencapai ketinggian maksimum berbeda dengan desain roket untuk

ketepatan target, oleh karena itu bentuk, ukuran dan jumlah komponen tiap desain

roket air berbeda-beda. Pada umumnya bagian-bagian roket adalah nose cone,

body, fin, nozzle dan bagian-bagian lain untuk menambah kestabilan, adapun

bagian-bagian dari roket air serta fungsinya :  Nose cone

Nose cone adalah bagian yang paling ujung dari sebuah roket, bentuk nose

cone mempengaruhi kestabilan roket saat meluncur, selain itu juga menentukan

kecepatan roket. Nose cone dibuat lancip agar mempunyai kecepatan yang

maksimal karena ujung yang lancip dapat lebih mudah membelah udara.  Body

Dalam pembuatan roket air sering kali ruang kompresi roket dibuat sebagai

body roket pula. kontur botol bekas air mineral kebanyakan mempunyai alur-alur

yang dapat berpengaruh pada hambatan angin yang di terima roket. Selain itu,

karena terpengaruh oleh tekanan udara di dalam ruang kompresi, kekuatan body

menjadi berkurang setelah diluncurkan, sehingga tidak bisa dipakai

4  Fin (Sayap roket)

Fin adalah bagian yang sangat penting dari sebuah roket. Fin berfungsi

sebagai pengarah aliran udara dari ujung roket menuju belakang. Oleh karena itu

fin berfungsi membuat gerakan roket lebih stabil. Seperti halnya nose cone,

bentuk fin juga berpengaruh pada kestabilan. Kecepatan roket juga berpengaruh

pada pemilihan bentuk fin.

Lebar fin juga mempengaruhi luas penampang roket, makin lebar fin, makin

lebar pula luas penampang roket. Makin lebar luas penampang roket makin

mudah roket mengalirkan udara, tetapi juga makin besar hambatan udara yang

diterima roket.  Nozzle

Nozzle adalah salah satu bagian penting dari sebuah roket karena nozzle juga

menentukan besarnya thrust. Ukuran nozzle juga mempengaruhi kecepatan dan

thrust duration. selain sebagai lubang keluarnya campuran air dan udara, nozzle

juga berfungsi sebagai penghubung antara roket dengan Peluncur. Karena

menghubungkan antara roket dengan Peluncur maka desain Peluncur, nozzle dan

roket harus sesuai, karena itu bentuk nozzle menjadi beragam.

Berdasarkan permasalahan yang ada, timbul pemikiran penulis untuk

merancang suatu alat pemotong untuk nose cone (kerucut hidung) dan fins

aerodynamic (sirip aerodinamis) yang dapat menghemat waktu pengerjaan dan

hasil yang di dapatkan lebih baik rapi dan presisi, dimana sebelumnya pembuatan

nose cone (kerucut hidung) dan fins aerodynamic (sirip aerodinamis) di lakukan

5  Louncher

Louncher berfungsi sebagai tempat meluncurnya roket dan media

memasukkan udara ke dalam tabung kompresi.  Tabung Kompresi

Tabung kompresi berfungsi sebagai tempat fluida berupa air yang di isi udara

bertekanan.

 Selongsong

Selongsong berfungsi sebagai penahan tekanan udara pada tabung roket

agar tabung kompresi tidak pecah, selongsong terbuat dari pipa PVC, ukuran

di sesuaikan dengan diameter tabung kompresi.

1.2. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas rumusan masalah ini adalah :

1. Bagaimana bentuk pisau pemotong ?

2. Bagaimana mendapatkan tegangan geser kerja antara pisau pemotong

dan kertas ?

3. Bagaimana cara mekanisme kerja dan gambar desain dari alat

6 1.3. TUJUAN PERANCANGAN

Sesuai dengan rumusan masalah di atas, maka tujuan perancangan ini adalah :

1. Untuk mendapatkan bentuk pisau pemotong.

2. Untuk mendapatkan tegangan geser kerja antara pisau pemotong dan

kertas.

3. Untuk mendapatkan mekanisme kerja dan gambar desain dari alat

pemotong kertas.

1.4. MANFAAT PERANCANGAN

Manfaat dari perancangan alat potong ini adalah agar pada saat membuat

roket air dapat menghemat waktu serta hasilnya lebih baik dan rapi, dan alat

pemotong kertas nose cone (kerucut hidung) dan fins aerodynamic (sirip

aerodinamis) untuk roket air ini di khususkan untuk mahasiswa Universitas

Muhammadiyah Malang jurusan Teknik Mesin.

1.5. BATASAN MASALAH

Alat pemotong ini bersifat manual dan hanya di gunakan untuk kertas atau

karton, dan tidak di pergunakan untuk pemotong besi, baja, alumunium, dan lain