RANCANG BANGUN MESIN TEKUK DAN POTONG PLAT MANUAL
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Diploma III (Ahli Madya) Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang
Oleh :
Nama : Gito Fernandes No. BP : 1401012050 Program Studi : Teknik Mesin Konsentrasi : Produksi
KEMENTRIAN RISET, TEKNOLOGI DAN DIKTI POLITEKNIK NEGERI PADANG
JURUSAN TEKNIK MESIN
2017
Tugas Akhir ini telah dipertahankan didepan siding penguji dan dinyatakan LULUS pada tanggal : 6 Oktober 2017 Abstrak telah disetujui penguji:
Mengetahui:
Ketua Jurusan Teknik Mesin : Junaidi, ST., MP
Nip. 196606021 199203 1 005 Tanda Tangan
Alumni telah mendaftar ke Politeknik Negeri Padang dan mendapatkan Nomor Alumni:
Nomor Alumni Petugas Fakultas/Universitas
No.Alumni Universitas GITO FERNANDES No.Alumni Fakultas BIODATA
(a)Tempat/Tgl Lahir: Jawi-jawi/ 12 maret 1996 (b) Nama Orang Tua: Firdaus (c)Fakultas: Politeknik Negeri Padang (d) Jurusan: Teknik Mesin .Konsentrasi: Produksi (e)No.BP:1401012050 (f) Tanggal Lulus: 6 Oktober 2017 (g) Predikat Lulus:.sangat memuaskan (h)IPK: 3,48.(i)Lama Studi: 3 Tahun 1 bulan (j)Alamat Orang Tua:Jr. Pinang Sinawa jawi-jawi,guguk, Kec. Gunung Talang, Kab. Solok
RANCANG BANGUN MESIN TEKUK DAN POTONG PLAT MANUAL Tugas Akhir D-III Oleh : Gito Fernandes
Pembimbing I : Nofriadi, ST., MT dan Pembimbing II : Nota Effiandi, ST.,MPd ABSTRAK
Mesin tekuk dan potong plat manual merupakan salah satu alat pendukung yang digunakan untuk proses pengerjaan plat yang operasionalnya membutuhkan tenaga manusia. Kegunaan dan fungsi mesin menentukan hasil dari sebuah proses pengerjaan plat, setiap proses pengerjaan membutuhkan mesin yang mampu menghasilkan plat potong dan plat tekuk dengan baik. Tujuan pembuatan mesin tekuk dan potong plat adalah mempercepat proses pembentukan plat menjadi produk serta pengembangan dari modul yang telah ada. Mesin tekuk dan potong plat merupakan salah satu peralatan yang digunakan dalam proses pengerjaan plat.
Mesin tekuk dan potong plat ini dioperasikan secara manual dengan tenaga yang dibutuhkan selama proses pembentukan plat tidak besar. Bahan plat yang diproses pada mesin ini maksimal ST 37. Kekuatan yang dibutuhkan untuk penekukkan sebesar 39,37 KN, hal ini mampu menekuk plat tebal 1 mm dengan panjang bidang tekuk 500 mm. Tenaga yang dibutuhkan untuk proses pemotongan plat sebesar 29,75 KN mampu memotong plat tebal 1mm dengan panjang bidang potong 150 mm.
Kata Kunci:Mesin tekuk, Mesin potong, Plat.
Tanda Tangan
Ketua/Penguji I Sekretaris/Penguji II Anggota/Penguji III Anggota/Penguji IV
Nama Terang Nofriadi, ST., MT Asmed, ST., MP Nasirwan, ST.,MP H. Drs. Mulyadi, ST.,MT
17010420 Nama : Tanda Tangan
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya serta telah memberikan kekuatan lahir dan batin, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dangan sebaik mungkin.
Adapun tujuan dari penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Diploma III Jurusan Teknik Mesin di Politeknik Negeri Padang.
Dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Bapak Aidil Zamri ST.,MT selaku Direktur Politeknik Negeri Padang.
2. Bapak Junaidi ST.,MP selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang.
3. Bapak Sir Anderson ST.,MT selaku Kepala Program Studi DIII Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang.
4. Bapak Drs. Mulyadi MT selaku Kepala Konsentrasi Produksi Politeknik Negeri Padang.
5. Bapak Nofriadi ST., MT selaku dosen Pembimbing I Tugas Akhir di Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang atas bimbingan ilmu dan waktu yang telah diberikan.
6. Bapak Nota Effiandi, ST., MPd selaku dosen Pembimbing II Tugas Akhir di Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang atas bimbingan ilmu dan waktu yang telah diberikan.
7. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang.
8. Kedua orangtua beserta semua keluarga yang selalu memberikan dukungan dan doa sehingga penulis dapat menyelesikan laporan ini dengan sebaik mungkin.
9. Semua teman-teman yang telah memberikan bantuan berupa tenaga dan fikiran selama penulis melakukan pembuatan alat dan penyusunan laporan ini.
Demikianlah laporan Tugas Akhir ini dibuat dengan semestinya, besar harapan penulis laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca pada umumnya.
Padang, 17 September 2017
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PERSEMBAHAN LEMBAR TUGAS AKHIR LEMBAR ASISTENSI ABSTRAK
KATA PENGANTAR... i
DAFTAR ISI... iii
DAFTAR GAMBAR... vi
DAFTAR TABEL ... vii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1
1.2 Alasan Pemilihan Judul ... 2
1.3 Tujuan Penulisan ... 2
1.3.1. Tujuan Umum... 2
1.3.2. Tujuaan Khusus ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Metode Penyusunan Laporan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan... 4
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1. Defenisi Mesin Tekuk dan Potong Plat ... 5
2.2. Proses Penekukan dan Pemotongan ... 5
2.2.1. Proses Penekukkan... ... 5
2.2.2. Proses Pemotongan... 6
2.3. Jenis Alat Tekuk dan Alat Potong ... 7
2.3.1. Alat Tekuk Plat... 7
2.3.2. Alat Potong Plat... 9
2.4. Komponen Alat ... 14
2.5. Perhitungan Alat ... 21
2.5.1. Bentangan Plat Setelah Penekukkan.... ... 21
2.5.2. Gaya Penekukkan.... ... 22
2.5.3. Gaya Potong.... ... 22
2.5.4. Clearance... ... 22
2.6. Faktor yang mempengaruhi proses tekuk dan potong ... 23
2.7. Kegagalan proses Pembentukan Plat... 24
BAB 3 METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat ... 25
3.2. Bahan dan Peralatan Untuk Pembuatan Alat... 25
3.3. Metode Penulisan ... 27
3.4. Jadwal Tugas Akhir.. ... 28
3.5. Diagram Alir Tugas Akhir... 29
3.6. Perancangan Sistem Secara Keseluruhan ... 30
3.7. Prinsip Kerja Mesin Tekuk Dan Mesin Potong Plat Manual ... 31
3.8. Rencana Biaya ... 32
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pembuatan Alat ... 33
4.1.1. Mesin Tekuk dan Potong potong Manual ... 33
4.1.2. Tujuan Pembuatan Mesin Tekuk & Potong Plat Manual .... 34
4.1.3. Prinsip Kerja Mesin Tekuk & Potong Plat Manual.. ... 34
4.1.4. Pembuatan Komponen... ... 34
4.2. Pembahasan ... 40
4.2.1. Gaya Tekuk ... 40
4.2.2. Gaya Potong Plat... 41
4.3. Spesifikasi Daya Guna Mesin... ... 46
4.4. Analisa Percobaan ... 46
4.5. Kendala dan Pemecahan Masalah.. ... 47
4.5.1. kendala... 47
4.5.2. pemecahan masalah.. ... 48
4.5. Pemeliharaan dan Perawatan.. ... 48
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan... 49
5.2. Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pekerjaan yang kita lakukan sehari – hari tidak lepas dari alat penunjangnya, begitu juga para pekerja mekanik yang membutuhkan alat pendukung untuk membantu kelancaran pekerjaan yang ia lakukan, salah satunya pada proses pengerjaan plat. Pengerjaan plat terdapat beberapa proses seperti pemotongan, penekukkan dan penyambungan plat.
Mesin potong dan mesin tekuk plat manual merupakan salah satu alat pendukung yang digunakan untuk proses pengerjaan plat yang operasionalnya membutuhkan tenaga manusia. Kegunaan dan fungsi mesin menentukan hasil dari sebuah proses pengerjaan plat, setiap proses pengerjaan membutuhkan mesin yang mampu menghasilkan plat potong dan plat tekuk dengan baik.
Berdasarkan tinjauan penulis saat ini mesin potong dan mesin tekuk, masing – masing memiliki kapasitas dan bobot yang besar, sehingga mesin – mesin ini ditempatkan pada satu ruangan tetap saja. Pada operasional mesin – mesin ini, para pekerja menemukan kendala seperti terbuangnya waktu pekerja saat proses pengerjaan karena mesin yang terpisah dan juga mengalami kesulitan saat pemotongan plat berukuran kecil, sehingga pekerja menggunakan alat lain seperti gunting plat dan tang.
Pernyataan diatas memunculkan ide bagi penulis untuk merancang alat sebagai tugas akhir yang berjudul “Rancang Bangun Mesin Tekuk Dan Potong Plat Manual”. Mesin tekuk dan mesin potong ini digabungkan dalam satu perangkat yang bertujuan untuk mempermudah pekerja dalam proses pengerjaan plat dengan kapasitas kecil. Diharapkan alat ini dapat mempermudah pekerja dan dapat menunjang pengerjaan plat.
1.2. Alasan Pemilihan Judul
Alasan Penulis untuk mengangkat judul Tugas Akhir “Rancang Bangun Mesin Tekuk Dan Potong Plat Manual”, yaitu:
1. Menciptakan inovasi dan pengembangan baru.
2. Alat ini dapat membantu meringankan pekerja dalam melakukan proses pemotongan plat serta pembengkokan plat .
3. Pengoperasiannya sangat sederhana dan perawatan yang ringan.
4. Referensi dan bahan mudah didapat.
1.3. Tujuan Penulisan 1.3.1. Tujuan Umum
1. Untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan program diploma III (DIII) di Politeknik Negeri Padang.
2. Sebagai pengembangan ilmu yang telah diperoleh selama mengikuti proses perkuliahan baik teori maupun praktik.
3. Memperoleh pemahaman ilmu tentang merancang suatu alat.
1.3.2. TujuanKhusus
1. Dapat Mempermudah pengerjaan tekukkan plat dan pemotongan plat.
2. Mampu menghasilkan tekukkan benda kerja plat yang benar.
3. Mampu menciptakan inovasi baru pada alat tekuk dan alat potong yang dapat menekuk plat 2 mm dengan panjang maksimal 500 mm dan pemotongan plat 1 mm dengan panjang bidang potong 150 mm.
1.4. Batasan Masalah
Peralatan perkakas yang digunakan pada proses pengerjaan plat saat ini belum ada modifikasi alat potong plat digabungkan dengan alat tekuk plat menjadi satu unit mesin perkakas. Pada pembuatan Tugas Akhir ini penulis
mengangkat judul tentang “ Rancang Bangun mesin tekuk dan potong plat manual”, menyatukan alat potong manual disebelah mesin tekuk plat manual.
Permasalahan yang penulis bahas dalam pembuatan Tugas Akhir serta mesin tekuk dan potong plat manual ini antara lain proses pembuatan alat potong, spesifikasi guna mesin, perhitungan gaya yang dibutuhkan saat pemotongan plat dan akibat – akibat yang timbul selama proses pemotongan serta gambar mesin tekuk dan potong plat manual.
1.5. Metode Penyusunan Laporan
Adapun metodologi yang digunakan penulis dalam memperoleh data yang mendukung dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini yaitu sebagai berikut :
a. Metode Bimbingan
Metode ini bertujuan untuk mendapatkan pengarahan dari Dosen Pembimbing dalam penyusunan sistematik laporan Tugas Akhir dan bentuk yang baik serta koreksi dan masukan materi selama proses pembuatan dan penyusunan Tugas Akhir.
b. Studi Kepustakaan
Metode ini digunakan untuk memperoleh informasi yang berkaitan dengan topik Tugas Akhir yang dapat diambil dari literature dan digunakan sebagai referensi.
c. Metode Cyber
Yaitu metode yang dilakukan dengan cara mencari informasi dan data melalui internet sebagai bahan referensi.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan dalam pembuatan Tugas Akhir ini dan agar mudah dimengerti, maka Penulis mencoba untuk menguraikan pembahasan-pembahasan Tugas Akhir ini dalam beberapa bab, yaitu sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Berisi tentang latar belakang permasalahan, pembatasan masalah, tujuan penulisan Tugas Akhir, serta metode dan sistematika penyusunan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi tentang teori-teori yang berkaitan dengan perancangan alat
“Modifikasi Mesin Tekuk Dan Mesin Potong Plat Manual”, sehingga pembahasan dalam Tugas Akhir ini bisa merujuk pada teori - teori yang telah dipaparkan.
BAB III METODOLOGI
Bagian ini berisi tentang sistematika yang penulis lakukan terkait dengan penulisan laporan Tugas Akhir. Pada bab ini berisi gambaran umum dari penelitian yang akan dilaksanakan, disinilah penulis mendeskripsikan penelitian atau produk yang akan dibuat.
BAB IV PEMBAHASAN
Berisi tentang proses pembuatan alat, perhitungan, pembuatan layout,dan langkah kerja pembuatan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi tentang kesimpulan yang diambil berdasarkan hasil pengujian alat serta saran-saran untuk penyempurnaan Tugas Akhir ini dimasa yang akan datang.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
II. LANDASAN TEORI
2.1. Defenisi Mesin Tekuk dan Potong Plat
Mesin tekuk dan mesin potong plat merupakan suatu mesin atau peralatan yang digunakan dalam proses pengerjaan plat. Proses pengerjaan plat meliputi proses penekukkan dan pemotongan. Dalam pembentukan plat menjadi suatu produk dibutuhkan ketelitian dan presisi, oleh karena itu dibutuhkan peralatan yang mendukung selama proses pengerjaannya.
2.2. Proses penekukkan dan pemotongan 2.2.1. Proses penekukkan
Tekuk/Bending merupakan pengerjaan dengan cara memberi tekanan pada bagian tertentu sehingga terjadi deformasi plastis pada bagian yang diberi tekanan. Sedangkan proses bending merupakan proses penekukan atau pembengkokan menggunakan alat bending manual maupun menggunakan mesin bending.
Secara mekanik proses penekukan ini terdiri dari dua komponen yakni, tarik dan tekan memperlihatkan pelat yang mengalami proses pembengkokan ini terjadi peregangan, netral, dan pengkerutan. Daerah peregangan terlihat pada sisi luar pembengkokan, dimana daerah ini terjadi deformasi plastis atau perubahan bentuk. Peregangan ini menyebabkan pelat mengalami pertambahan panjang.
Daerah netral merupakan daerah yang tidak mengalami perubahan, artinya pada daerah netral ini pelat tidak mengalami pertambahan panjang ataupun perpendekkan. Daerah sisi dalam pembengkokkan merupakan daerrah yang mengalami penekanan, dimana daerah ini mengalami pengkerutan dan penambahan ketebalan, hal ini disebabkan karena daerah ini mengalami perpendekan akibat gaya tekan yang dialami oleh pelat.
2.2.2. Proses Pemotongan
Plat dalam bentuk lembaran ini tidak dapat langsung dikerjakan, sebab terlebih dahulu harus dipotong menurut gambar atau komponen yang akan dibentuk pengerjaan. Pembentukan pelat dalam bentuk lembaran ini kurang efektif apabila dikerjakan secara langsung. Dalam dunia industri istilah pemotongan pelat sebelum dikerjakan disebut pemotongan awal (pre cutting).
Precutting atau pemotongan awal dilakukan untuk pemotongan pelat menurut bagian gambar dan ukurannya.
Gambar 2.1. Mekanisme Pemotongan
Proses pemotongan plat – plat ini dapat dilakukan dengan berbagai macam teknik pemotongan sesuai kebutuhan masing-masing. Peralatan potong yang digunakan untuk pemotongan pelat mempunyai jangkauan atau kemampuan pemotongan tersendiri. Biasanya untuk pemotongan pelat -pelattipis, pemotongannya dapat digunakan alat - alat potong manual seperti, gunting tangan, gunting luas, pahat dan sebagainya. Untuk ketebalan pelat diatas 1,2 mm sangat sulit dipotong secara manual dan pemotongan digunakan mesin-mesin potong. Teknik - teknik pemotongan pelat ini dapat dilakukan dengan berbagai macan teknik pemotongan pelat dengan peralatan tangan, mesin - mesin potong manual, mesin gunting putar, mesin waktu dan sebagainya.
2.3. Jenis - jenis Alat Tekuk Dan Alat Potong 2.3.1. Alat Tekuk Plat
a. Mesin Tekuk Plat Manual
Gambar 2.2. Manual Bending Machine
Mesin ini tidak menggunakan sumber daya listrik sedikitpun murni menggunakan tenaga manusia. Kelebihanmesin ini adalah murah dan hemat biaya operasionalnya, serta kekurangannya hanya cocok untuk plat berbahan dasar mild steel tipis (tebal plat kurang dari 1-2 mm) atau alumunium.
b. Mesin Tekuk Plat Mekanikal
Gambar 2.3. Mechanical Bending Machine
Mesin ini menggunakan tenaga motor listrik yang dibantu dengan semacam roda gila yang berfungsi sebagai pengumpul tenaga. Kelebihan mesin ini adalah berkecepatan tinggi dan tenaganya besar, kekurangan konsumsi listriknya besar dan suaranya sangat berisik serta tingkat kepresisiannya rendah.
c. Mesin Tekuk Plat Hidrolik
Gambar 2.4. Hidrolic bending Machine
Mesin ini menggunakan sistem hidrolik sebagai sumber tenaga penekuknya.Mesin ini membutuhkan daya listrik yang lebih efisien (dibandingkan tipe mekanikal) untuk menggerakkan pompa hidroliknya, mesin ini menggunakan fluida dalam sistem hidroliknya berupa oli hidrolik yang secara berkala harus diganti (2000 jam). Kelebihannya adalah mampu menekuk atau bending plat2 yang tebal (tergantung kapasitas mesin) seperti mild steel, stainless steel dan alumunium, akurasinya terkontrol.
Kekurangannya adalah relatif lambat kerjanya, walaupun konsumsi listrik lebih efisien dibandingkan tipe mekanikal.
2.3.2. Alat Potong Plat a. Gunting tangan lurus
Gunting tangan lurus ini digunakan untuk pemotongan - pemotongan pelat dalam bentuk lurus.
Gambar 2.5. Proses Gunting Tangan Lurus
b. Gunting Tangan Lingkaran
Kegunaan gunting tangan lingkaran ini sangat baik digunakan untuk pemotongan - pemotongan pelat berbentuk lingkaran.
Gambar 2.6. Proses Pemotongan Dengan Gunting Lingkaran
c. Gunting tuas
Gunting tuas digunakan untuk pemotongan pelat yang mempunyai ketebalan 1 mm - 3 mm, tetapi penggunaan gunting tuas ini lebih sering digunakan untuk pemotongan pelat - pelat strip. Prinsip pemotongan gunting tuas ini dapat dilihat pada gambar dibawah.
Gambar 2.7. Proses Pemotongan Dengan Gunting Tuas
d. Pahat Potong
Pahat potong tangan digunakan bagian dalam dari sisi pelat, sebab pemotongan bagian dalam pelat ini sulit dilakukan dengan gunting. Prinsip kerjanya pemotongan pelat dengan pahat ini dilakukan diatas landasan paron atau pada ragum - ragum meja. Teknik pemotongan ini dapat dilihat seperti pada gambar dibawah. Garis pemotongan diletakkan sejajar dengan catok ragum dan pahat dimiringkan 30º terhadap arah pemotongan.
Gambar 2.8. Pemotongan Plat Dengan Pahat
e. Gergaji Tangan
Menggunakan gergaji untuk memotong bahan agak berbahaya karena tepinya yang tajam. Gergajit tangan adalah alat potong yang banyak digunakan pada bengkel kerja bangku dan kerja mesin.
Prinsip kerja dari gegaji tangan adalah langkah pemotongan kearah depan sedangkan langkah mundur mata gergaji tidak melakukan pemotongan. Prinsip kerja tersebut sama dengan prinsip kerja mengikir.
Pekerjaan pemotongan dilakukan oleh dua daun mata gergaji yang mempunyai gigi - gigi pemotong.
Gambar 2.9. Gambar Gergaji Tangan
f. Mesin Gullotine
Mesin gullotine terdiri dari2 (dua) jenis yakni mesin gullotine manual dan mesin gullotine hidrolik. Mesin gullotine manual pemotongan pelat dilakukan dengan tuas penekan yang digerakkan oleh kaki sipekerja. Untuk mesin gullotine manual ketabalan pelat yang dapat dipotong dibawah 0,6 mm dan mesin gullotine hidrolik mampu memotong pelat antara 6 - 10 mm.
Prinsip kerja mesin gullotine ini menggunakan gaya geseruntuk proses pemotongan. Pelat yang dipotong diletakkan pada landasan pisau tetap dan pisau atas ditekan sampai memotong pelat.
Proses pemotongan dengan mesin Gullotine manual adalah pelat diletakkan diatas meja. Kemudian ukuran pelat yang akan dipotong diatur dengan memperhatikan ukuran yang ada pada meja. Setelah ukuran yang
diinginkan diatur dengan tepat maka tuas ditekan dengan menggunakan kaki agar pisau memotong pelat- pelat tersebut. Gambar mesin Gullotine manual dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.10. Mekanisme kerja mesin gullotine
Gambar 2.11. Gambar mesin gullotine
g. Proses pemotongan dengan mesin Hidrolik
Mesin gunting hidrolik menggunakan tenaga power supply tenaga hidrolik. Tenaga hidrolik yang dihasilkan untuk memotong adalah pompa hidraulik yang digerakkan oleh motor listrik. Mesin gunting hidraulik ini dilengkapi dengan program pada panel box control hidraulik. Kemampuan menggunting atau memotong plat dengan mesin hidraulik ini sampai mencapai ketebalan pelat 20 mm. Prinsip kerja mesin hidraulik inisama dengan mesin gulotine umumnya. Hanya penekan yang digunakan pada mesin ini menggunakan actuator kerja ganda (doubleacting) dengan silinder sebanyak dua buah.
Actuator ini diletakkan dikiri dan kanan mesin yang berhubungan langsung dengan pisau atas. Stopper yang digunakan juga stopper yang digerakkan secara hidraulik. Jumlah stoppernya lebih banyak dari actuator potong. Jumlah actuator ini disusun diantara celah pemotongan. Untuk pemotongan yang mempunyai lebar yang kecil juga dapat ditekan oleh stopper.
Gambar.2.12.Mesin Gunting Hidrolik
Mesin potong Plane Hidraulik sesuai dengan fungsinya digunakan
untuk proses pemotongan berbentuk bidang (plane). Kemampuan pemotongan dari mesin ini disesuaikan dengan bentuk - bentuk dan besar kecilnya plane serta ketebalan.
2.4. Komponen Alat 2.4.1. komponen Tekuk
a. Dies
Gambar 2.13. Dies
Dies digunakan sebagai penahan plat saat penekukkan. Panjang dies keseluruhan yakni 666 x 100 x 70 (mm). Pada komponen dies ini terdapat 9 buah plat besi dengan ukuran yang berbeda dan sisi lebar plat besi dimiringkan sebesar 30 derajat, hal ini bertujuan untuk menambah besar sudut penekukkan, semakin besar plat besi dimiringkan semakin besar pula sudut tekuk. Plat besi ini dapat digeser sesuai dengan panjang plat yang ditekuk.
Bahan yang digunakan pada dies adalah plat besi dan besi profil L.
b. Tuas Dies
Gambar 2.14. Tuas Dies
Tuas dies (handle) berfungsi untuk mengangkat dies dan menahan dies saat penekukkan. Bahan handle ini plat besi dan besi poros. Pada perancangannya tuas dies ditentukan besar diameter tuas dan panjang tuas yang digunakan. Dapat dihitung dengan rumus :
D = . ...(2.1) L . A = Ftotal...(2.2) Keterangan :
D = diameter poros (mm) F = gaya (N)
τg
= tegangan geser 0.4τt
(N/mm2)L = panjang poros (mm) A = Luas Penampang (mm2)
c. Meja tekuk
Gambar 2.15. Meja tekuk
Meja tekuk berfungsi untuk landasan plat yang ditekuk dan dies. Bahan yang digunakan besi plat dengan ukuran 666 x 100 x 10 (mm).
d. Penyangga meja
Gambar 2.16. Penyangga meja
Penyangga meja berfungsi untuk menahan meja dan dies serta penggantung poros dan punch. Bahan yang digunakan besi profil L dan profil U. Penyangga meja ini berukuran 210 x 198 x 60 (mm)
e. Punch
Gambar 2.17. punch
Punch / penekuk berfungsi untk menekan plat. bahan yang dipakai untuk komponen ini adalah baja Profil L dengan ukuran 570 x 60 x 6 (mm). Pada punch terdapat tuas sebagai penggerak yang berbentuk poros pejal, untuk perancangannya ditentukan diameter pejal dan panjang tuas yang dipakai.
Rumus yang dipakai sama dengan rumus 2.1 dan 2.2.
f. Landasan potong
Gambar 2.18. Landasan potong
Landasan potong berfungsi sebagai landasan untuk proses pemotongan plat. bahan yang digunakan besi plat dengan ukuran 500 x 100 x 14,5 (mm).
Pada sisi landasan tempat proses pemotongan berlangsung, sisi tesebut dimiringkan sekitar 1 derajat, karena pada pemotongan ada sudut potong dan sudut bebas antara pisau dengan landasan. Pada perancangannya tebal dapat ditentukan dengan rumus:
H = ...(2.3) Keterangan
H = tebal landasan (mm) Fp = gaya potong (N) G = gravitasi (m/s2)
g. Pisau potong
Gambar 2.19. pisau potong
Pisau potong berfungsi sebagai alat pemotong plat. bahan yang digunakan baja tempa yang memiliki kekuatan yang keras dari bahan plat yang dipotong.
h. Pengarah penjepit
Gambar 2.20. pengarah Penjepit
Pengarah penjepit berfungsi untuk mengarahkan penjepit agar tetap lurus saat plat dijepit. Bahan yang digunakan besi plat dengan ukuran 450 x 40 x 25 (mm).
i. Penjepit Plat
Gambar 2.21. penjepit plat
Penjepit berfungsi untuk menjepit plat agar plat tidak bergerak saat pemotongan. Bahan yang digunakan besi plat dengan ukuran 400 x 25 x 5 (mm).
j. Poros penggantung punch dan pisau
Gambar 2.22. poros penggantung punch
Poros ini berfungsi untuk menggantungkan punch dan juga sebagai senter supaya saat penekukkan punch tidak merenggang dari landasan tekuk. Bahan yang digunakan besi pejal. Rumus menentukan diameter poros pisau sama dengan rumus 2.1.
k. Pengarah pisau
Gambar 2.23. pengarah pisau
Pengarah pisau berfungsi untuk mengarahkan pisau tetap lurus saat pemotongan plat. bahan yang digunakan untuk membuat komponen ini adalah plat besi tebal 10 mm.
2.5. Perhitungan Penekukan/ Bending
2.5.1. Perhitungan panjang total plat setelah bending
Gambar 2.24. bentangan bending plat
L = La + Lb +Lp...(2.4) Lp = . .
Rn = Rd + X
La = Lb = L1 – (Rd + S) Keterangan :
L = panjang bahan sebelum penekukan
Lp = pertambahan panjang tekukan (Bend Allowence) S = tebal bahan (pelat)
Rn = jari – jari dari titik pusat kesumbu radius Rd = jari – jari dari busur dalam
C = koefisien bengkokan yang tergantung dari macan bahan
2.5.2. Gaya Bending
Besarnya gaya bending yang diperlukan untuk melakukan proses pembentukan material pada umumnya bisa diperkirakan dengan mengasumsikan bahwa :
Fmaks = K/3 x L x T x
τ
g...(2.5) Dimana :Fmaks = gaya maksimum yang diperlukan (kg)
UTS = ultimate tensile strength dari bahan (kg/mm²) L = lebar benda kerja (mm)
K = konstanta, untuk V-die k = 1.33 W = jarak terbuka antara die dan punch
2.5.3. Gaya potong plat
Fp = A x ... ...(2.6) A = U x t
Fp = U x t x Dimana :
Fp = gaya potong (N)
U = keliling bidang potong (mm) t = tebal plat (mm)
= tegangan potong (N/mm²) = 0.8 x
= tegangan tarrik maksimum bahan plat (370 N/mm²)
2.5.4. Penghitungan Clearance
Clearance adalah kelonggaran antara meja dengan pisau yang diijinkan, besarnya diukur pada satu sisi. Besarnya clearance tergantung pada jenis dan tebal material yang akan digunakan. Besar kecilnya Clearance tergantung pada umur pakai meja dan pisau, serta besarnya gaya potong dan kualitas pemotongan. Secara umum, rata – rata clearance yang digunakan untuk jenis bahan seperti aluminium, kuningan, baja roll dan stailess steel yaitu 6% dari tebal bahan, sehingga dapat dihitung dengan rumus:
Us = 6% x t...(2.7) Keterangan :
Us = clearance antara pisau dengan meja (mm) t = tebal plat (mm)
2.6. Faktor Yang Mempengaruhi Proses Tekuk dan potong plat a. Ketebalan plat
Proses bending akan mengakibatkan penarikan pada sisi luar dan pengkerutan pada sisi dalam diameter kelengkungan. Ketebalan plat akan berpengaruh pada radius bending dapat dibentuk dan kemampuan material untuk dapat mengalami peregangan tanpa terjadi distorsi.
b. Metode bending
Prosedur atau metode yang tepat proses bending yang dilakukan sangat berpengaruh pada kualitas produk yang dihasilkan.
c. Ukuran material
Material dengan ukuran besar apabila dilengkungkan dengan radius yang kecil akan mudah mengalami distorsi dibandingkan material dengan ukuran kecil dan radius bending yang besar.
d. Peralatan pendukung
Peralatan yang digunakan meliputi cetakan, clamp dan mandrel.
e. Pelumasan
Pelumasan diperlukan untuk mengurangi efek gesekan dan meningkatkan efisiensi proses pembentukan.
2.7. Kegagalan Proses Pembentukan plat
Dalam proses pekerjaan bending, ada beberapa kemungkinan gagal pembentukan benda yang terjadi, diantaranya yaitu:
a. Springback
Springback terjadi karena semua benda - benda memiliki modulus tertentu dari elastisitas, perubahan logam diikuti dengan pemulihan lenting pada pulihan beban. Dalam pembentukan, pemulihan ini dikenal sebagai springback., sudut lengkung akhir setelah diberi kekuatan tekanan/pembentukan lebih kecil dan radius lengkung akhir lebih besar dari yang sebelumnya.Sudut lengkung yang dihasilkan menjadi lebih besar setelah pembentukan dilakukan.Kegagalan springback negatif dapat berupa kembalinya bentuk benda menuju ke bentuk semula.
b. Sobek
Kegagalan ini disebabkan karena keelastisan benda yang kurang atau pada saat pembentukan terjadi tumbukan yang terlalu besar sehingga benda yang dibentuk menerima tekanan lebih yang menyebabkan sobek.
Umumnya sobek terjadi pada pengerjaan yang menggunakan benda plat atau piringan.
c. Patah
Salah satu kegagalan dalam proses pembendingan yaitu patah.
Penyebab patah antara lain terlalu kerasnya benda yang dibentuk. Benda yang didorong atau ditekan dalam cetakan tidak memiliki elastisitas yang cukup, sehingga tekanan yang dilakukan bukan membentuk tapi mematahkan.
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat
Pembutan tugas akhir ini akan dilaksanakan mulai bulan Agustus sampai dengan bulan September 2017. Tempat pelaksanaan dan kegiatan pembuatan tugas akhir dilaksaakan di workshop Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang dan disekre Unit Kegiatan Seni Politeknik Negeri Padang.
3.2. Bahan dan Peralatan untuk Pembuatan alat
1. Bahan yang dipergunakan untuk pembuatan “Rancang Bangun Mesin Tekuk Dan Potong Plat Manual”, ini adalah sebagai berikut :
No Bahan
1 Baja profil L 10mm x 100mm x 75mm 2 Baja Profil L 10mm x 100mm x 75mm 3 Baja Profil L 10mm x 100mm x 52mm 4 Baja Profil L 10mm x 50mm x 85mm 5 Baja Profil L 10mm x 50mm x 52mm 6 Besi Siku 90° 750mm x 850mm x 650mm 7 Besi Slinder Diameter 6mm x 400mm 8 Besi Siku 60mm X 60mm X 150mm 9 Profil U 60mm X 60mm X 32mm
10 Baut Diameter 6mm 11 Baut Diameter 15mm
Tabel 3.1. Bahan yang digunakan
2. Peralatan yang dipergunakan untuk “Rancang Bangun Mesin Tekuk Dan Potong Plat Manual”, adalah sebagai berikut :
No Alat
1 1 unit kunci kombinasi ring dan pas 2 Spidol permanen
3 Mesin bor tangan 4 Mesin gerinda tangan 5 Mistar baja
6 Meteran 7 Kabel raun
8 Obeng + dan obeng – 9 Gergaji
10 Tang 11 Palu 12 Penitik 13 Mesin bubut
14 Mesin milling 15 Pisau cutter 16 Penyiku 17 Palu karet 18 Jangka sorong 19 Busur derajat 20 Penyiku
21 Mesin Las Listrik 22 Elektroda
23 Kaca mata gerinda 24 Kaca mata las listrik 25 Penyumbat telinga 26 Sarung tangan 27 Penggores
28 Mata bor dimater 6mm,10mm,12mm,15mm, 18mm
29 Type X kecil
30 Pahat gerinda potong
Tabel 3.2.Peralatan yang digunakan
3.3. Metode Penulisan
Dalam rangka penyusunan tugas akhir, metoda penyusunan dan pengambilan data yang digunakan ada sebagai berikut :
1. Metoda Observasi
Yaitu dengan melakukan pengamatan dan penganalisaan dilapangan.
2. Metoda interview/wawancara
Yaitu dengan mendapatkan suatu data maupun informasi khusus yang berhubungan dengan alat yang akan dibuat melalui bimbingan kepada dosen pembimbing.
3. Metoda Literatur
Yaitu dengan mencari data-data valid melalui buku yang didapatkan pada perpustakaan maupun melalui sumber-sumber lain yang berhubungan dengan alat yang akan dibuat.
3.4. Jadwal Tugas Akhir
no Kegiatan
2017
Juli Agustus September Oktober
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
1 Pembuatan Proposal
2 Penyerahan Proposal
3 Perencanaan dan pembuatan alat 4 Pembuatan BAB I 5 Pembuatan BAB II 6 Pembuatan BAB III 7 Pembuatan BAB IV 8 Pembuatan BAB V 9 Pengujian Alat 10 Pengajuan Sidang 11 Sidang
Tabel 3.3. jadwal tugas akhir
3.5. Diagram Alir Tugas Akhir
Tidak
Ya
`
ya Tidak
Ya
Gambar 3.1. diagram alir Tugas Akhir Mulai
Pengumpulan data dan studi literatur
Pembuatan proposal tugas akhir
Konsultasi pembimbing
Pembuatan laporan
Konsultasi pembimbing Pembuatan alat
Selesai Pemilihan
judul
Ok
Ok
Ok
3.6. Perancangan Sistem Secara Keseluruhan
Perancangan alat dimulai dengan membuat blok diagram sistem kerja dari keseluruhan rangkaian, agar lebih mudah dalam menjelaskan prinsip kerja dari mesin yang akan dibuat. Blok diagram sistemnya dapat dilihat pada gambar 3.2.
berikut :
Gambar 3.2. Blok diagram system
BAHAN
OPERATOR
MESIN TEKUK /
MESIN POTONG
HASIL TEKUK dan HASIL
POTONG
3.7. Prinsip Kerja “Mesin Tekuk Dan Potong Manual”,
Gambar 3.3. Flowchart kerja alat
Berdasarkan flowchart diatas dapat dideskripsikan bahwa prinsip kerja dari Mesin Tekuk Dan Mesin Potong Plat Manual untuk material bisa lansung di proses jika plat yang akan di proses telah di gores dan diberi ukuran sesuai yang dibutuhkan.
Operator
Penekukkan
Menggores plat Plat
Hasil
Pemotongan
3.8. Rencana Biaya
Adapun rencana anggaran biaya yang dibutuhkan dalam pembuatan tugas akhir ini diuraikan pada kolom dibawah ini adalah sebagai berikut :
No Nama Barang Jumlah
satuan
Harga satuan (Rupiah)
Jumlah harga (Rupiah)
1 Besi plat 16 Batang - Rp 625.000
2 Kawat Las 1 Kg - Rp 30.000
3 Mata gerinda potong 14 Buah - Rp 112.000
4 Besi pejal ɸ 25 mm 2 Kg - Rp 50.000
5 Besi pejal ɸ 80 mm 2 Buah - Rp 15.000
6 EndMill ɸ 10 mm 1 Buah Rp 80.000 Rp 80.000
7 Baut ɸ 10 mm 10 Buah Rp 3.000 Rp 30.000
8 Mur ɸ 10 mm 10 Buah Rp 500 Rp 5.000 9 Ring ɸ 10 mm 20 Buah Rp 200 Rp 4.000
15 Besi siku 1 Batang Rp 160.000 Rp 160.000
16 Besi Profil U 1 Batang Rp 30.000 Rp 30.000 17 Baut Baja ɸ 18mm 2 buah Rp 21.000 Rp 42.000
18 Baut ɸ 6mm 4 buah Rp 2.500 Rp 5.000
Total Rp 1.188.000
Tabel 3.4.Perencanaan biaya pembuatan alat
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pembuatan Alat
4.1.1. Mesin Tekuk dan Potong Plat Manual
Mesin tekuk dan potong plat manual merupakan suatu alat perkakas yang digunakan dalam proses pengerjaan plat. pada mesin ini terdapat dua pengerjaan dalam 1 unit mesin yaitu proses tekuk dan proses potong plat yang dioperasikan secara manual. Kapasitas kerja mesin ini dapat menekuk plat sepanjang 500 mm dengan ketebalan 2 mm dan pemotongan plat 150 mm dengan tebal 1mm.
Gambar 4.1. mesin tekuk dan mesin potong
4.1.2. Tujuan pembuatan mesin tekuk dan potong plat manual
Berikut alasan penulis merancang dan membuat mesin ini yang bertujuan untuk : a. Mempermudah pekerja dalam proses pengerjaan plat khususnya pada pembuatan komponen yang berskala kecil seperti pembuatan engsel, pembuatan plat nama, dan lain sebagainya.
b. Mempercepat proses pengerjaan plat secara manual
c. Menambah inovasi alat perkakas khusunya pada mesin tekuk dan potong dalam proses pengerjaan plat.
4.1.3. Prinsip kerja mesin tekuk dan potong plat manual
Mesin tekuk dan potong plat manual ini sama dengan mesin tekuk dan potong plat pada umumnya, namun yang membedakan terletak pada penggunaannya yang memliliki batas maksimal kerja. Lempengan plat yang diberi tanda atau garis dimasukkan pada ruang kerja sampai batas kerja antara meja dengan pisau, selanjutnya plat dijepit kemudian tarik pisau hingga memotong seluruh bagian plat yang diberi tanda atau garis.
4.1.3. Pembuatan komponen
Pembuatan alat ini dilakukan bertahap, ada beberapa komponen yang dibuat diantaranya adalah
a. Meja potong (meja kerja)
Gambar 4.2. meja potong
Meja potong yang dibuat berbentuk persegi panjang dengan menggunakan bahan besi plat berukuran 500 x 100 x 10 (mm).
Langkah pengejaan :
1. Persiapkan bahan dan peralatan yang diperlukan seperti gerinda, penggaris, dan penggores.
2. Gambar ukuran yang dibutuhkan pada besi plat yang baru dibeli, gunakan penggaris dan penggores.
3. Potong bagian besi plat sesuai dengan ukuran pada gambar dengan mesin gerinda dan milling.
4. Milling salah satu sisi lebar meja yang berukuran 100 mm supaya rata dan presisi.
5. Untuk kaki meja, potong besi pipa berdiameter 30 mm dengan panjang 330 mm sebanyak 3 buah.
6. Setelah dipotong bersihkan bagian potongan dengan gerinda halus.
fungsi meja potong adalah untuk ruang menempatkan plat dan juga sebagai landasan plat saat akan dipotong.
b. Pisau potong
Gambar 4.3. pisau potong
Pisau potong yang dibuat dari bahan plat besi yang berukuran 600 x 50 x 10 (mm) dibentuk dengan tiga lebar yang berbeda dalam satu komponen pisau.
Langkah pengerjaan:
1. Persiapkan mesin dan peralatan seperti gerinda, milling, penggaris dan penggores.
2. Gambar ukuran yang diperlukan pada besi plat dengan penggaris dan penggores.
3. Persiapkan mesin milling dan perlengkapannya.
4. Potong panjang pisau secara keseluruhan dengan ukuran 600 mm.
5. Pasang pisau pada ragum dan mulai proses milling.
6. Potongan pertama pada pisau hingga ukuran 50 mm dengan panjang 600 mm.
7. Potongan kedua pisau hingga ukuran 35 mm dengan panjang 550 mm.
8. Potongan ketiga pisau hingga ukuran 15 mm dengan panjang 70 mm.
9. Selanjutnya, pada ujung pisau yang berukuran 50 x 50 (mm) beri titik dengan ukuran 25 x 25 (mm) dengan penitik, kemudian lubangi dengan mesin bor hingga diameter 18 mm.
Fungsi pisau potong adalah untuk memotong plat atau sebagai pemisah bagian plat yang dibutuhkan dengan yang dibuang.
c. Pengarah penjepit
Gambar 4.4. batang pengarah
Komponen ini dibuat dari besi profil L dengan ukuran 40 x 30 x 6 (mm) sebanyak 4 buah.
Langkah pengerjaan :
1. Siapkan mesin gerinda potong dan besi profil L
2. Gambar ukuran yang diinginkan pada material dengan penggaris dan penggores.
3. Potong bagian yang sudah digaris dengan gerinda potong sebanyak 4 buah.
4. Potong plat besi dengan ukuran 350 x 25 x 6 (mm) serta lubangi bagian tengah dengan diameter 9 mm, selanjutnya tab lubang tersebut dengan M 10.
Fungsi batang pengarah adalah untuk mengarahkan penjepit agar tidak berputar saat akan menekan plat.
d. Tuas penjepit
Gambar 4.5. tuas penjepit
Tuas penjepit plat dibuat dalam 3 komponen dengan langkah pengerjaan sebagai berikut :
1. Siapkan gerinda potong , mesin las dan penggaris
2. Potong plat besi tebal 6 mm dengan ukuran 350 x 15 (mm) dan 15 x 15 (mm)
3. Lubangi plat besi 15 x 15 (mm) dengan diameter 10 mm.
4. Sambungkan kepala baut pada plat besi yang berukuran 350 x 15 (mm) dengan plat besi 15 x 15 (mm), namun beri ruang sedikit agar baut dapat berputar.
Fungsi penjepit ini adalah untuk menjepitkan plat saat dipotong supaya saat pemotongan plat tidak bergerak.
d. Pengarah Pisau
Gambar 4.6 pengarah pisau
Pengarah pisau ini dibuat seperti profil U namun salah satu sisi lebih panjang dari sisi yang lainnya. Ukuran sisi panjang 230 mm dan sisi yang lain 100 mm dengan jarak antara kedua sisi 10 mm. Fungsi pengarah pisau ini adalah untuk mengarahkan agar saat pemotongan pisau tidak membelok atau tetap pada jalur pemotongan.
Proses perakitan adalah suatu proses penggabungan komponen-kompenen mesin tatu bahan menjadi satu kesatuan dengan memperhatikan urutan yang telah ditentukan, sehingga menjadi sebuah alat yang siap digunakan sesuai dengan tujuan yang telah direncanakan.Langkah perakitan sebagai berikut :
1. Persiapkan peralatan yang diperlukan
2. Sambungkan meja potong dengan besi pipa pada kedua ujung meja dengan jarak 100 mm dan 50 mm dari sisi luar meja dengan las.
3. Sambungkan dengan las kaki pada batang pengarah, dimana dalam pengarah ada dua pasang kaki. Jarak antara satu pasang kaki 15 mm dan jarak kaki 1 dengn kaki 2 yaitu 350 mm
4. Masukkan tuas penjepit ke batang pengarah hingga masuk ke dua pasang kaki pengarah.
5. Sambungkan batang pengarah pada meja potong dengan las. Jarak kaki batang pengarah dengan sisi luar lebar meja 5 mm dan pada sisi panjang 5 mm. Las pada sisi luar kaki batang pengarah.
6. Pasang pisau potong pada poros yang terhubung pada mesin tekuk dengan kemiringan 135ᵒ.
7. Sambungkan meja pada dinding tekuk dengan las dan antara meja potong dengan pisau potong harus dipasang rapat (clearance) supaya hasil pemotongan baik. Untuk menentukan clearance dapat juga ditentukan secara sistematis yang tergantung jenis dan tebal material yang akan dipotong. Jenis bahan yang digunakan pada mesin potong ini adalah jenis plat aluminium dan ST 37 dengan ketebalan maksimal 2 mm, jadi clearance pada plat jenis ini 6% dari tebal plat. Jadi jarak antar pisau dengan meja potong (clearence) hanya 0.12 mm.
8. Lakukan pengujian pada alat
4.2 Pembahasan 4.2.1 Gaya Tekuk
Bahan plat maksimal yang ditekuk St 37, panjang bidang tekuk 500 mm dan tebal plat 2 mm.
F = k/3 x L x T x τg τg = 0.4 τt F = 0,4/3 x 500 x 2 x 0,4 x 370 N/mm2 F = 39.368 N
a. Perencanaan tuas dies
Bahan tuas yang direncanakan St 60
D = .
D = .
, ,
D = 14,45 mm
A.L = Ftotal
π/4 d² x L = 39.368 N
L = .
( , )²
L = 240 mm
Maka tuas untuk mengangkat Dies berdiameter 14,45 mm dengan panjang 240 mm. Tuas dies ini juga digunakan untuk tuas mengangkat punch.
Bahan dan gaya yang dibebankan sama dengan tuas.
Selama proses penekukkan tuas mengalami momen dan tegangan bengkok, maka dapat dihitung dengan rumus:
M = F x L
M = 39.369 N x 240 mm M = 9.448.320 Nmm
τb = τb = . .
³ D = 14,45 mm τb = 15.956,5 N/mm2
b. Perencanaan poros pisau dan punch
Poros punch mengalami pemuntiran dari lengan punch. Bahan poros yang direncanakan ST 60 maka kekuatan tarik maksimal bahan 600 N/mm2.
τp = Mp/ Wp τ = 0,4 τt τp = ³ r = d/2 240 N/mm2= .
²
D = .
.
D = 21,18 mm
4.4.2. Gaya potong plat
Gaya potong adalah gaya yang bekerja saat proses pemotongan plat berlangsung. Untuk menentukan besar gaya potong dapat dihitung dengan rumus berikut :
Tebal plat yang dijadikan sampel dalam percobaan mesin adalah 1 mm dengan panjang maksimal pemotongan plat 150 mm dengan tegangan tarik maksimal plat 370 N/mm.
Fp = U x S x τg
Fp = U x t x τg
τg = 0,8 x τt
τg = 0,8 x 370 N/mm² τg = 296 N/mm² maka,
Fp = 150 mm x 1 mm x 296 N/mm² Fp = 44.400 N
Fp = 44,4 KN
Karena pisau pakai sistem shear / kemiringan pada salah satu sisi pisau potong.
Maka, Fp = 0,67 x 44.400 N Fp = 29.748 N = 29,75 KN
pada saat pemotongan plat terjadi tegangan geser pada plat yang akan dipotong.
Maka, τg = A = luas bidang potong pada plat
τg = ,
τg = 0,20KN/mm² a. Panjang minimum pisau
Bahan pisau yang dipakai S45C-D ( baja tempa ) dengan tegangan maksimum 800 N/mm².
τg = τg = 0,4 τt
450 N/mm² =
³ d = 14 mm Mp = 193.863,69 Nmm Mp = F x L
L =
L = 560 mm
b. Perhitungan gaya untuk memutar tuas penjepit plat
Pada tuas penjepit digunakan baut untuk mendorong penjepit plat.
Jenis baut yang digunakan ASTM A307 carbon steel dengan tegangan maksimal 60 Ksi dengan ukuran M10 x 1,25 x 80.
Dimana, 1 Ksi = 1000 Psi (lb/in2) 1 Psi = 6.895 Pa (N/m²)
Jadi τmaks baut = 60 x 1000 x 6.895 = 413.700.000 N/m² τmaks baut = 413,7 N/mm²
Diameter luar = 10 mm Panjang baut (L) = 80 mm Maka,
τmaks =
³
413,7 N/mm² =
, ( )
1.299.018 Nmm = 16 Mp Mp = . .
Mp = 81.188,625 Nmm Mp = F x L Mp = F x 80 mm
F = . , F = 1.014 N
Pada saat penjepitan plat terjadi pembebanan pada plat rumah penjepit maka tegangan yang timbul adalah tegangan bengkok pada plat tersebut.
Ra Rb F = 1.014 N
400 mm
Diagram benda bebas
Ra Rb
F = 1.014 N 400 mm
Σma = 0 +
Rb. 400 – F.200 = 0
400 Rb = 1.014 N x 200 mm Rb = .
Rb = 507 N
Σfy = 0 + F – Ra – Rb = 0
1.014 N – Ra – 507 N = 0 507 N – Ra = 0
Ra = 507 N
Maka nilai tegangan puntir adalah τb = Mb = F x L/2
τb = /
²
τb = .
( )²
τb = .
. , ³
τb = 121,68 Nmm²
c. menentukan tebal landasan atau meja potong
H =
Dimana, H = tebal landasan (mm) Fp = gaya potong (N) g = gravitasi (9,81m/s²)
H = .
, / ²
H = 3.032,415 mm H = 14,5 mm
Berdasarkan hitungan tebal landasan yang dipakai adalah 14,5 mm.
Namun, pada alat digunakan plat dengan ketebalan 10 mm, karena dengan ketebalan 10 mm sudah mampu menahan pembebanan dari proses pemotongan.
4.3. Spesifikasi daya guna mesin
Spesifikasi daya guna mesin pemotong plat manual adalah sebagai berikut : Energi : menggunakan energi manusia 29,75 KN = 3 ton
Pemotongan : batas maksimal pemotongan 150 mm, ketebalan plat 1 mm Keamanan : aman terhadap operator dan lingkungan
Pengendalian : dapat dilakukan oleh satu orang
Konstruksi : rangka sederhana, dapat dibongkar pasang, jumlah komponen sedikit dan mudah dioperasikan
4.4. Analisa Percobaan
Percobaan yang dilakukan pada mesin potong plat yaitu menggunakan plat dari bahan ST 37 dengan ketebalan 1 dan 2 mm dengan mengukur panjang maksimal pemotongan pada plat. Data percobaan sebagai berikut:
No Tebal plat (mm)
Panjang bidang potong
(mm)
keterangan
1 0.5 50 Putus
2 0.5 100 Putus
3 0.6 150 Putus
4 0.6 200 putus
5 0.6 250 Tidak Putus
6 1.0 50 Putus
7 1.0 100 Putus
8 1.0 150 Putus
9 1.0 200 Tidak putus
Tabel 4.1. data percobaan
Berdasarkan percobaan diatas dapat dianalisa bahwa tebal plat sangat berpengaruh pada proses pemotongan, karena tebal plat mempengaruhi besar gaya atau tenaga yang dibutuhkan saat proses pemotongan plat, apalagi pemotongan dilakukan secara manual. Besarnya gaya pemotongan juga mempengaruhi panjangnya bidang pemotongan, semakin besar tenaga yang diberikan semakin panjang pula bidang pemotongan pada plat.
4.5. kendala dan pemecahan masalah 4.5.1. Kendala
Adapun kendala yang ditemui saat pembuatan mesin potong plat manual sebagai berikut :
a. Kurangnya pemahaman dan pengetahuan tentang mesin potong plat manual serta terbatasnya literatur sebagai panduan.
b. Kurangnya pengetahuan dalam perhitungan perakitan komponen pada gambar.
c. Terbatasnya peralatan dan mesin yang digunakan dalam pembuatan mesin potong plat.
d. Pada proses perakitan komponen banyak ditemui kesalahan atau ukuran yang tidak sesuai.
4.5.2. Pemecahan masalah
Berikut beberapa hal yang dilakukan setelah menemui kendala diantaranya adalah
a. Mencari dan menambah literatur tentang mesin serta mencari informasi pada pihak yang memegang bidang permesinan.
b. Ketika menemukan masalah dalam perakitan langsung dicari solusi agar komponen tersebut dapat terpasang.
c. Menggunakan peralatan dan mesin yang ada, jika mesin yang digunakan tidak ada maka di proses diluar atau bengkel.
4.6.Pemeliharaan dan perawatan
Ketahanan suatu alat tergantung pada pemeliharaan dan perawatan yang kitta lakukan. Apabila pemeliharaan dan perawatan dilakukan secara teratur dan teliti maka kontruksi mesin potong plat manual akan bertahan lama. Dalam melakukan perawatan kita dapat langsung merasakan keuntungannya, antara lain alat selalu siap untuk dipakai, nyaman digunakan dan presisi saat dioperasikan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir “Rancang bangun Mesin Tekuk dan Potong Plat Manual” ini, adalah sebagai berikut:
1. Mesin tekuk dan potong merupakan suatu alat perkakas yang digunakan untuk pengerjaan plat yang dioperasikan secara manual.
2. Mesin ini mampu menekuk plat tebal 2 mm dengan panjang 500 mm dengan gaya sebesar 39.368 N dan memotong plat tebal 1 mm dengan panjang bidang potong 150 mm dengan gaya sebesar 29.750 N.
3. Mesin ini belum 100% akuran dalam penggunaannya, masih perlu penyempurnaan dan pengembangan pada alat ini.
5.2. Saran
Adapun saran dari penulis pada pembuatan alat ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk merencanakan suatu mesin sebaiknya kita harus mencari data – data
yang diperlukan terlebuh dahulu, seperti data tentang komponen yang akan digunakan, perhitungan dalam komponen dan tabel faktor keamanan yang sudah menjadi standar tabel perencanaan.
2. Diharapkan menguasai ilmu perancangan alat, elemen mesin, serta ilmu teknologi mekanik.
3. Pemilihan material harus dipertimbangkan dengan baik dan gunakan gambar sket saat pembuatan komponen.
4. Selalu utamakan keselamatan kerja pada saat proses pengerjaan mesin.
DAFTAR PUSTAKA
Coursenote .2016.Pengembangan Materi Pembelajaran Bahan Ajar Presstool,Teknik Mesin Politeknik Negeri Padang,Padang.
Dieter, Goerge E.1986. Metalurgi Mekanik, Edisi Ke III Jilid 2,Jakarta:Erlangga.
Siswanto, WA.2006.Simulasi Springback Benmarck Problem Member Numisheet 2005, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta:Erlangga
Sonawan, Hery.2010.Perancangan Elemen Mesin,Bandung:Alfabeta.
Sularso,MS.ME.Ir.,Suga,Kiyokatsu.2002.”Dasar Perencanaandan Pemilihan Elemen Mesin“,Jakarta : PT PradnyaParamitha.
