Desain dan Analisis Rangka Lengan Cnc Sumbu Y pada Hybrid Powder Spray Cnc 2 Axis Hal awal

(1)

DESAIN DAN ANALISIS RANGKA LENGAN

CNC

_{SUMBU Y}

PADA

HYBRID POWDER SPRAY CNC 2 AXIS

PROYEK AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelarAhli Madya (A. Md)

Disusun oleh :

KIBAGUS MUHAMMAD ARIFIN NIM. I8113020

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN PRODUKSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan atas bagi Allah SWT 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 III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Ibu Indri Yaningsih, S.T., M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, sekaligus pembimbing II dari penulis.

3. Bapak Miftahul Anwar, PhD selaku pembimbing I dari penulis.

4. Semua Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

5. Bapak, Ibu, dan semua keluarga yang senantiasa memberikan do’a, dukungan dan motivasi untuk bersemangat dalam menyelasaikan setiap tugas perkuliahan.

6. Teman-teman satu tim yang bersama-sama membuat Tugas akhir ini hingga selesai.

(5)

v

8. Rekan-rekan mahasiswa Diploma III Teknik Mesin angkatan 2013, serta semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya proyek akhir dan penyusunan laporan ini.

Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka bumi ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf apabila dalam pelaksanaan serta laporan tugas akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan, serta penulis meminta kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir dan laporan yang telah terseleaikan bermanfaat bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 20 Juni 2016

(6)

vii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ... i

Halaman Pengesahan ... ii

Halaman Berita Acara Ujian ... iii

Kata Pengantar ... iv

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI

2.6 Analisa Kekuatan Material ... 10

2.6.1 Tegangan Normal (Normal Stress) ... 10

2.7 Momen ... 12

2.8 Momen Inersia ... 13

2.9 Rangka Batang Sederhana ... 14

2.10 Factor Of Safety ... 15

2.10.1 Pemilihan Faktor Keamanan ... 16

BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Flow Chart Pembuatan Hybrid Powder Spray CNC 2 Axis ... 17

3.2 Perencanaan Rangka Lengan Sumbu Y... 19

3.2.1 Dimensi Benda Kerja ... 19

3.2.2 Panjang Gerak ... 19

(7)

viii

3.3 Pemilihan Desain Rangka Lengan CNC Sumbu Y ... 20

3.4 Pemilihan Material Rangka Lengan CNC Sumbu Y ... 22

3.5 Perancangan Rangka Lengan CNC Sumbu Y ... 22

BAB IV PROSES PEMBUATAN MESIN 4.1 Perencanaan Gambar ... 29

4.2 Proses Pembuatan Rangka Lengan Sumbu Y ... 30

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 38

5.2 Saran ... 38

DAFTAR PUSTAKA ... 39

(8)

ix

Gambar 2.7 Komponen-komponen tegangan normal dan geser ... 10

Gambar 2.8 Batang prismatik yang dibebani gaya aksial ... 11

Gambar 2.9 Gaya tarik aksial ... 11

Gambar 2.10 Gaya tekan aksial ... 12

Gambar 2.11 Batang mengalami tegangan geser ... 12

Gambar 2.12 Momen ... 13

Gambar 3.12 Penampang rangka ... 26

(9)

x

Gambar 4.14 Assembly 1 ... 35

(10)

xi

DAFTAR PERSAMAAN

Rumus 2.1 Persamaan gaya luar (Fx) ... 9

Rumus 2.2 Persamaan gaya luar (Fy) ... 9

Rumus 2.3 Persamaan gaya luar (Mx) ... 9

Rumus 2.4 Mencari tegangan tekan ... 12

Rumus 2.5 Mencari tegangan geser ... 12

Rumus 2.6 Perhitungan momen ... 13

Rumus 2.7 Perhitungan momen inersia ... 13

Rumus 2.8 Perhitungan Factor of safety 1 ... 15

Rumus 2.9 Perhitungan Factor of safety 2 ... 15

(11)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Rumus momen inersia ... 14

Tabel 2.2 Factor of Safety ... 16

Tabel 3.1 Pemilihan desain rangka lengan sumbu Y ... 20

(12)

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel 2.1 ... 41

Lampiran 2. Tabel 2.2 ... 42

Lampiran 3. Mesin hybrid powder spray ... 43

Lampiran 4. Besi hollow sisi belakang ... 44

Lampiran 5. Besi hollow sliding belakang ... 45

Lampiran 6. Besi hollow sliding depan ... 46

Lampiran 7. Besi hllow penyangga ... 47

Lampiran 8. Besi hollow penghubung ... 48

Lampiran 9. Besi hollow penyangga ... 49

Lampiran 10. Besi hollow sisi depan ... 50

Lampiran 11. Besi L sliding ... 51

Lampiran 12. Besi hollow sliding ... 52

Lampiran 13. Plat dudukan motor ... 53

(13)

xiv

NFD = Normal Force Diagram SFD = Shear Force Diagram BMD = Bending Momen Diagram

(14)

vi

DESAIN DAN ANALISIS RANGKA LENGAN

CNC

_{SUMBU Y}

PADA

HYBRID POWDER SPRAY CNC 2 AXIS

Oleh: Ki Bagus Muhammad Arifin ABSTRAK

Hybrid Powder Spray CNC adalah salah satu jenis dari mesin CNC yang dijalankan dengan komputer pribadi, dan menggunakan perangkat lunak pengendali Artsoft Mach3. Mesin ini didesain untuk melapisi material benda kerja supaya terhindar dari korosi. Selain dapat mempersingkat waktu pelapisan benda kerja, mesin ini juga dapat meningkatkan akurasi benda kerja yang dihasilkan jika dibandingkan dengan manual. Tujuan proyek akhir ini adalah menghitung kekuatan struktur rangka, dan proses desain dari rangka lengan CNC sumbu Y. Dengan harapan rangka lengan CNC sumbu Y kuat, dan aman. Sedangkan dari hasil perhitungan kekuatan rangka didapatkan tegangan maksimum yang terjadi pada rangka sebesar 16,25 N/mm2 sedangkan tegangan luluh material ST 37 sebesar 370 N/mm2, sehingga desain rangka lengan CNC sumbu Y ini aman.

Kata Kunci: Hybrid Powder Spray CNC, kekuatan rangka lengan CNC sumbu Y, desain rangka lengan CNC sumbu Y.

DESIGN AND ANALYSIS FRAMEWORK OF THE Z AXIS CNC

ARM IN HYBRID POWDER SPRAY CNC 2 AXIS

By: Ki Bagus Muhammad Arifin ABSTRACT

Hybrid Powder Spray CNC is one of the type CNC machine that it run by personal computer and use software controller Artsoft Mach3. This machine is designed to coat workpiece material in order to avoid corrosion. Besides being able to shorten the time to coat workpiece, this machine also be able to improve accuracy of the workpiece produced when compared to manual. The purpose of this final project is calculated the strength structure, and process design of the Y axis CNC arm. With the hope framework of the Y axis CNC arm strong, and secure. Where as from the calculation of the strength structure get maximum stress in framework is 16,25 N/mm2 and yield strength of ST 37 material is 370 N/mm2, so the design of the Y axis CNC arm is safe.