commit to user
RANCANG BANGUN SISTEM PENGUNGKIT MOULDING
PADA MESIN PRESS BATAKO STYROFOAM
DAN BOTOL PLASTIK
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Ahli Madya
Disusun Oleh : HARY PRASETYO
NIM : I 8109019
PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
commit to user BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar belakang
Teknologi selalu mengalami perubahan dan perkembangan dari waktu ke
waktu. Hal ini sejalan dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan peningkatan
kebutuhan manusia, karena teknologi diciptakan untuk memberikan kemudahan
dan memenuhi kebutuhan manusia.
Disisi lain dari setiap kebutuhan dan aktifitas manusia selalu menghasilkan
sampah, dan jumlah sampah sejajar dengan besarnya aktifitas manusia untuk
memenuhi kebutuhan hidupnya. Sampah merupakan barang berbahaya bagi
lingkungan dan pengelolaannya kian menjadi masalah yang mendesak di
kota-kota besar Indonesia. Styrofoam dan botol plastik merupakan contoh sampah yang
menjadi permasalahan saat ini, dalam hal ini styrofoam dan botol plastik akan
diolah menjadi barang yang dapat bermanfaat bagi manusia. Styrofoam akan
dijadikan sebagai bahan campuran pembuatan batako ringan sedangkan botol
plastik akan dimanfaatkan untuk membuat berbagai kerajinan. Tetapi
permasalahan lain yang timbul adalah karena jumlah sampah botol plastik yang
sangat besar, maka perlu dibutuhkan penanganan pengangkutan yang efektif.
Dari kedua permasalahan tersebut terpecahkan solusi dengan pembuatan
sebuah mesin press batako styrofoam yang dikombinasikan dengan mesin press
botol plastik yang berkekuatan 20 ton. Dengan menggunakan mesin press tersebut
maka dalam pembuatan batako akan lebih efektif dan hasilnya akan lebih baik.
Mesin press ini mempunyai komponen – komponen yang cukup berat, salah
satunya adalah mouldingbatako. Sehingga didalam pengambilan batako setelah
prosess pengepresan, terjadi kesulitan apabila dilakukan dengan menggunakan
tangan manusia. Komponen lain yang cukup berat adalah punch botol plastik,
karena punch botol plastik tersebut cukup berat maka terjadi masalah lain yaitu
punch tidak bisa kembali keposisi semula secara maksimal. Hal ini akan
commit to user
Berdasarkan latar belakang diatas maka dalam proyek akhir ini mencoba
untuk direncanakan sebuah alat atau sistem tambahan didalam mesin press
tersebut sebagai solusi dari permasalahan – permasalahan yang ada. Sistem
pengungkitmoulding merupakan alat tambahan yang akan dipasang untuk
mempermudah dalam pengambilan hasil pengepresan (batako) serta untuk
membantu mendorong punch kembali keposisi semula. Sistem pengungkit ini
dihubungkan dengan salah satu komponen dari mesin press tersebut yaitu
moulding. Dengan sistem pengungkit ini diharapkan dapat menambah efektifitas
dari mesin press batako styrofoam dan botol plastik.
I.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah yang akan dibahas dalam laporan proyek akhir iniadalah
sebagai berikut :
a. MouldingBatako yang berat memberikan kesulitan didalam
pengambilan hasil pengepressan (batako) apabila dilakukan secara
manual dengan tangan manusia.
b. Punch pada mesin press tidak bisa kembali keposisi semula secara
maksimal, sehingga dibutuhkan tambahan alat pada mesin press ini
untuk membantu mendorong punch kembali keposisi semula.
c. Mesin press batako styrofoam dan botol plastik membutuhkan
tambahan suatu alat yang disebut sistem pengungkit untuk
mengangkat mouldingagar dapat mempermudahkan dalam
pengambilan hasil pengepresan serta dapat membantu mendorong
punch kembali keposisi semula.
I.3 Batasan Masalah
Adapun batasan – batasan masalah yang akan diterapkan dalam
pembahasan laporan proyek akhir ini meliputi :
a. Perhitungan kekuatan sistem pengungkit hanya difokuskan pada
komponen – komponen yang dianggap paling kritis, diantaranya
adalah poros pengungkit, sambungan las pada bantalan dan
commit to user
b. Didalam perencanaan dan perhitungan kekuatan pengungkit dan
gaya yang diperlukan untuk pengoperasian pengungkit, koefisien
gesekan pada bush dan tiang slidingdiabaikan.
c. Beban yang diberikan dalam perhitungan keamanan komponen yang
akan digunakan dalam sistem pengungkit diasumsikan sebesar 350 N
diambil dari jumlah berat moulding, punch, dan piston silinder
hidrolik.
I.4 Metode Pembahasan
Tahapan dalam pelaksanaandan penulisan laporan Proyek Akhir ini adalah
sebagai berikut :
a. Studi literatur
Pencarian data – data mengenai mesin press batako dan plastik yang
sudah pernah ada, serta mempelajari literatur-literatur
yangberhubungandenganmesin pressuntuk memperoleh teori-teori
yang dapat menunjang laporan ini.
b. Studi wawancara (interview)
Pengambilan data dengan melakukan wawancara kepada dosen sipil
untuk mengetahui standar karakteristik batako, serta wawancara di
industri pembuatan paving yang prosesnya hampir mirip dengan
proses pembuatan batako.
c. Studi lapangan
Pencarian data dengan cara melakukan tinjauan langsung di industri
pembuatan paving untuk mengetahui kapasitas mesin yang
digunakan serta untuk mengetahui karakteristik paving yang di
produksi.
d. Diskusi dan Analisa Permasalahan
Proses diskusi dilakukan bersama – sama dengan teman satu
kelompok serta dengan dua orang dosen pembimbing, sehingga
masalah dapat terpecahkan dan mendapatkan kesimpulan serta saran
commit to user I.5 Tujuan dan Manfaat
I.5.1 Tujuan
Adapun tujuan proyek akhirini adalah merancang dan membangun
sistem pengungkit moulding pada mesin press batako styrofoam dan botol
plastik untuk mempermudah dalam pengambilan hasil pengepresan serta dapat
membantu mendorong punch kembali keposisi semula.
I.5.2 Manfaat
Adapun manfaat yang diperoleh selama melaksanakan kuliah Proyek
Akhirmeliputi :
a. Pengoperasian mesin press batako styrofoam dan botol plastik
menjadi lebih mudah dan lebih efektif dengan ditambahkannya
sistem pengungkit moulding pada mesin press tersebut.
b. Sistem pengungkit dapat diaplikasikan kedalam beberapa mesin
press atau mesin lainnya yang mempunyai komponen – komponen
yang cukup berat, sehingga sulit atau hampir tidak mungkin untuk
diangkat dengan menggunakan tangan manusia.
I.6 Tempat Dan Waktu Pelaksanaan
Proyek Akhir ini dilaksanakan di :
1. Bengkel Solo Metal Industry, Jl. Ir. Juanda 291, untuk peminjaman
alat - alat yang digunakan dalam proses produksi dari tanggal 9 mei
2012 s/d 7 juni 2012.
2. Laboratorium Proses Produksi Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36A, Kentingan
Surakarta dari tanggal 8 juni 2012 s/d 20 juni 2012 untuk perakitan
dan trial mesin.
I.7 Sistematika Penulisan
Penulisan laporan ini di uraikan dalam 5 (lima) Bab yaitu :
BABI Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang dan permasalahan, tujuan dan
commit to user
metode pengumpulan masalah serta data sistematika penulisan
laporan.
BAB II Dasar Teori
Bab ini menjabarkan pernyataan dan rumus yang digunakan dalam
penyelesaian masalah dalam Proyek Akhir.
BAB III Perencanaan dan Gambar
Bab ini menejelaskan dan menjabarkan tentang perencanaan
gambar dan perhitungangan kekuatan bahan yang akan digunakan
untuk pembuatan mesin.
BAB IV Pembuatan dan Pembahasan
Bab ini berisi tentang penjelasan langkah – langkah didalam
pelaksanaan pembuatan mesin yang sesuai dengan perencanaan.
BAB V Penutup
Bab ini berisikan kesimpulan dan saran, dimana saran merupakan
pernyataan singkat dan tepat yang dijabarkan dari hasil Proyek
Akhir serta merupakan jawaban dari rumusan masalah Proyek
Akhir. Sedangkan saran berisi hal – hal yang dapat dilakukan untuk
commit to user BAB II
DASAR TEORI
II.1 Tinjauan Umum
II.1.1 Definisi Batako
Batako merupakan bahan bangunan yang berupa bata cetak alternatif
pengganti batu bata yang tersusun dari komposisi antara pasir, semen portland
dan air dengan perbandingan1 semen : 7 pasir. Batako difokuskan sebagai
konstruksi-konstruksi dinding bangunan nonstruktural. Bentuk dari batako/batu
cetak itu sendiri terdiri dari dua jenis, yaitu batu cetak yang berlubang (hollow
block) dan batu cetak yang tidak berlubang (solid block) serta mempunyai ukuran
yang bervariasi.
Gambar 2.1 Jenis Batako
Batako adalah semacam batu cetak yang terbuat dari campuran trass,
kapur, dan air atau dapat dibuat dengan campuran semen, kapur, pasir dan
ditambah air yang dalam keadaan pollen (lekat) dicetak menjadi balok-balok
dengan ukuran tertentu. Menurut Persyaratan Umum Bahan Bangunan di
Indonesia (1982) pasal 6, Batako adalah bata yang dibuat dengan mencetak dan
memelihara dalam kondisi lembab. Menurut SNI 03-0349-1989, Conblock
(concrete block) atau batu cetak beton adalah komponen bangunan yang dibuat
dari campuran semen Portland atau pozolan, pasir, air dan atau tanpa bahan
tambahan lainnya (additive), dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat
dan dapat digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding. (Supribadi, 1986)
commit to user
Dari beberapa pengertian diatas dapat ditarik kesimpulan tentang
pengertian batako adalah salah satu bahan bangunan yang berupa batu-batuan
yang pengerasannya tidak dibakar dengan bahan pembentuk yang berupa
campuran pasir, semen, air dan dalam pembuatannya dapat ditambahkan dengan
jerami sebagai bahan pengisi antara campuran tersebut atau bahan tambah lainnya
(additive). Kemudian dicetak melalui proses pemadatan sehingga menjadi bentuk
balok-balok dengan ukuran tertentu dan dimana proses pengerasannya tanpa
melalui pembakaran serta dalam pemeliharaannya ditempatkan pada tempat yang
lembab atau tidak terkena sinar matahari langsung atau hujan, tetapi dalam
pembuatannya dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat dan dapat
digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding.
II.1.2 Batako Styrofoam
Dewasa ini pemakaian plastik di Indonesia telah meningkat. Hal ini
dikarenakan pemakaiannya yang lebih ekonomis, fleksibel dan sebagainya.
Apalagi dalam pemakaian plastik berjenis polystyrene, yaitu styrofoam, telah
banyak digunakan di Indonesia khususnya dalam hal packaging barang elektronik.
Namun dibalik dari keunggulan dalam menggunakan styrofoam, ternyata
menyimpan banyak bahaya, khususnya bagi kesehatan manusia. Para ahli
lingkungan menyebutkan bahwa styrofoam sangat berbahaya bagi kesehatan
manusia dan lingkungan. Namun hal tersebut bukan berarti mengurangi
pemakaian styrofoam di Indonesia. Sebaliknya pemakaian styrofoam di Indonesia
menjadi semakin meningkat, hal ini ditandai dengan semakin banyaknya limbah
styrofoam bekas packaging dari bahan elektronik
Masalah lain yang akan muncul dalam penggunaan styrofoam adalah
pada limbah styrofoamnya. Seperti yang telah diketahui, styrofoam merupakan
jenis plastik polystyrene yang memiliki sifat sangat sukar untuk didaur ulang.
Adapun melalui proses pembakaran, tentunya akan mengeluarkan gas-gas toksik
yang tentunya akan berbahaya bagi kesehatan manusia dan juga lingkungan.
Sampai saat ini pun masalah daur ulang dari styrofoam merupakan masalah serius
yang belum terpecahkan solusinya. Sehingga sampai saat ini sudah banyak
negara-negara yang telah melarang penggunaanstyrofoam untuk beberapa
commit to user
kemahasiswaan, unit, ataupun kegiatan himpunan telah dilarang oleh pihak
rektorat, alasannya tidak lain karena masalah pendaur-ulangan dari material
styrofoamtersebut yang sangat sukar.
Namun, baru-baru ini limbah styrofoam bisa menjadi batako ataupun
batu bata. Dengan proses sederhana, styrofoam dapat diubah menjadi produk yang
lebih bermanfaat dengan harga bersaing dengan batako biasa. Dalam
pengolahannyajuga akan dapat lebih menghemat bahan baku untuk membuat
batako yang biasa. Pada pengolahannyastyrofoamdigiling seperti jagung,
kemudian dicampur pasir dan ditambah semen, lalu dicetak. Dengan komposisi
50% styrofoam, 40% pasir, dan 10% semen. Sehingga dalam hal ini, penggunaan
styrofoam akan dapat menghemat pasir dan semen sekitar 50%. Dalam hal
kekuatannya, batako yang terbuat dari styrofoam ini cukup kuat, dan dari
sifatstyrofoam sendiri yang memiliki sifat hidrofob (menolak air), sehingga
membuat tanah tidak lembab. Pengolahan styrofoam menjadi batako ini
merupakan suatu terobosan dari masalah atas kesulitan daur ulang dari styrofoam
di banyak negara,yang tentunya akan menimbulkan banyak keuntungan dari segi
ekonomi serta dari segi lingkungan hidup, serta dapat menjadi solusi alternatif
atas masalah dari daur ulang limbah styrofoam.
Gambar 2.2 Batako Styrofoam
Adapun keuntungan menggunakan Batako yang di campur dengan
limbah styrofoam :
a. Lebih tahan guncang
b. Mampu meredam suara
c. Menghemat 50% kebutuhan pasir
d. Bobotnya lebih ringan
commit to user II.1.3 Limbah Botol Plastik
Plastik merupakan suatu bahan polimer yang tidak mudah
terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai. Sehingga penumpukan plastik
bekas akan menimbulkan masalah bagi lingkungan hidup. Penumpukan plastik
bekas terus bertambah disebabkan oleh sifat-sifat yang dimiliki plastik, antara lain
tidak dapat membusuk, tidak terurai secara alami, tidak dapat menyerap air, dan
tidak dapat berkarat, sehingga pada akhirnya menjadi masalah bagi lingkungan
hidup. Upaya untuk menekan penumpukan plastik bekas seminimal mungkin
dapat dilakukan dengan pemanfaatan kembali limbah plastik tersebut atau dengan
daur ulang untuk dijadikan suatu produk mempunyai nilai bagi masyarakat.
Ditinjau dari segi ekonomis dan aplikasinya plastik dibagi dalam dua
golongan utama yaitu plastik komoditi dan plastik teknik. Plastik komoditi
dicirikan dengan volumenya yang tinggi dan harganya yang murah, plastik ini
biasanya dipakai sebagai lapisan pengemas, isolasi kawat dan kabel, barang
mainan, film tipis dan lain sebagainya. Plastik teknik harganya lebih mahal dan
memiliki sifat mekanik yang unggul serta daya tahan yang lebih baik, mereka
bersaing dengan logam, keramik, dan gelas dalam berbagai aplikasi. Polyester
merupakan plastik teknik yang utama yang mencapai 99% dari plastik teknik
lainnya yang beredar dipasaran yang dipakai dalam bidang transportasi,
konstruksi, bahan listrik dan elektronik, mesin-mesin industri dan barang-barang
konsumsi rumah tangga (Stevens, 2001).
Botol plastik kemasan air minum yang terbuat dari polyethylene
terephthalateatau PET merupakan golongan dari polyester. Botol plastik ini
didesain hanya untuk sekali pakai dan aman apabila dipakai 1-2 kali saja. Jika
ingin memakainya lebih lama, tidak boleh lebih dari seminggu dan harus
diletakkan di tempat yang jauh dari sinar matahari. Kebiasaan mencuci ulang
dapat membuat lapisan plastik rusak dan zat karsinogen masuk ke air yang
diminum. Sementara itu, di masyarakat masih banyak orang yang
mempergunakan botol plastik bekas untuk dipakai berulang-ulang. Botol plastik
bekas minuman mineral atauminuman ringanberukuran satu litermisalnya, sering
digunakan sebagaitempat air minum. Bahkan botol plastik berukuran lebih kecil
commit to user
terkena panas. Perilaku diatas sangat membahayakan bagi kesehatan pemakainya
sendiri.
Masalah lain yang timbulkan oleh botol plastik ini adalah, dewasa ini
limbah botol plastik yang jumlahnya semakin meningkat dari tahun ketahun.
Sementara pengolahan dan penanganan limbah botol plastik itu sendiri sampai
saat ini masih terdapat banyak kendala, salah satunya adalah dalam hal
pengangkutan. Karena jumlahnya yang sangat banyak, maka diperlukan
penanganan pengangkutan limbah botol plastik yang lebih efisien. Dalam hal ini
salah satu caranya adalah dengan penggepengan atau pemipihanbotol plastik.
Dengan demikian, maka pengangkutan limbah botol plastik dapat lebih efisien
karena dapat mengangkut limbah botol plastik dalam jumlah yang lebih banyak
dengan kondisi botol plastik yang sudah remuk atau memipih. Manfaat lain yang
diperoleh dari peremukkan atau pemipihan limbah botol plastik ini adalah tidak
adanya perilaku kecurangan yang mempergunakan limbah botol plastik untuk
keperluan lain yang membahayakan bagi kesehatan manusia.
Gambar 2.3 Limbah Botol Plastik
II.2 Sistem Pengungkit
Pengungkit merupakan salah satu alat sederhana yang dapat digunakan
untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda. Sistem pengungkit terdiri
dari tiga bagian utama yaitu :
• Titik Tumpu disebut juga dengan titik fulkrum, yaitu titik tempat batang
ditumpu atau diputar. (RF)
• Titik Beban yaitu bekerjanya beban. (P)
commit to user
Berdasarkan posisi atau kedudukan beban, titik tumpu, dan titik kuasa,
pengungkit digolongkan menjadi tiga, yaitu pengungkit golongan pertama,
pengungkit golongan kedua, dan pengungkit golongan ketiga.
a. Pengungkit golongan pertama
Pada pengungkit golongan pertama, kedudukan titik tumpu terletak di
antara beban dan kuasa. Dalam hal ini, lengan usaha lebih panjang dari
pada lengan beban, oleh karena itu keuntungan mekanis yang diperoleh
lebih banyak. Beban dan usaha pada pengungkit golongan pertama ini
mempunyai arah yang sama yaitu mengarah kebawah. Berikut ini adalah
gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan pertama bersama dengan
diagram benda bebasnya :
Gambar 2.4 Pengungkit Golongan Pertama (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
b. Pengungkit golongan kedua
Pada pengungkit golongan kedua, letak titik bebannya terletak di antara
titik tumpu dan kuasa.Sama seperti pengungkit golongan pertama,
pengungkit golongan kedua lengan usaha lebih panjang dari pada lengan
beban, oleh karena itu keuntungan mekanis yang diperoleh lebih banyak.
Beban dan usaha pada pengungkit golongan kedua ini mempunyai arah
yang berlawanan yaitu beban mengarah kebawah dan usaha mengarah
keatas. Berikut ini adalah gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan
kedua bersama dengan diagram benda bebasnya :
Gambar 2.5 Pengungkit Golongan Kedua (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005)
P W
commit to user c. Pengungkit golongan ketiga
Pengungkit golongan ketiga ini letak titik kuasa terletak di antara titik
tumpu dan titik beban. Pada pengungkit golongan ketiga lengan usaha
lebih pendek dari pada lengan beban. Sama seperti pengungkit golongan
kedua, beban dan usaha pada pengungkit golongan ketiga ini mempunyai
arah yang berlawanan yaitu beban mengarah kebawah dan usaha mengarah
keatas. Berikut ini adalah gambar ilustrasi untuk pengungkit golongan
ketiga bersama dengan diagram benda bebasnya :
Gambar 2.6 Pengungkit Golongan Ketiga (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005)
Sistem pengungkit pada mesin press batako styrofoam dan botol plastik ini
termasuk pada pengngkit golongan pertama, karena titik tumpu berada diantara
titik kuasa dan titik beban.
II.2.1 Beban dan Usaha Pada Sistem Pengungkit
Dalam sistem pengungkit untuk mengetahui besarnya usaha yang
diperlukan dari suatu beban dapat ditentukan dengan persamaan berikut (R.S
Khurmi dan J.K Gupta, 2005) :
Gambar 2.7 FBD Pengungkit Golongan Pertama (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
� x �1 = � x �2 (2.1)
atau
1 2
l l P
W =
(2.2) P
W
P W
commit to user Ket :
W : Usaha
P : Beban
II.2.2 Perencanaan Poros Transmisi Pengungkit
Dalam sistem pengungkit ini untuk menghubungkan antara lengan
pengungkit bagian kanan dan lengan pnegungkit bagian kiri diperlukan suatu
poros transmisi. Berikut ini adalah persamaan yang digunakan untuk
merencanakan berapa diameter poros tersebut agar aman terhadap beban yang
diberikan (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005):
Gambar 2.8 FBD Poros Pengungkit (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005)
a. Momen pada A
RB x l = P2 x (l1 +l3) + P1 x l1 (2.3)
RA = (P1 + P2) - RB (2.4)
b. Bending Moment C dan D
C = RA x l1 (2.5)
D = RB x l2 (2.6)
c. Section Modulus
3
32 M
d
Z = (2.7)
d. Bending Stress
z M
=
b
σ
(2.8)II.3 Elemen Mesin
II.3.1 Sambungan Las
Mengelas adalah menyambung dua bagian logam dengan cara
commit to user
pengisi. Dalam sambungan las ini, yang akan dibahas hanya bagaimana cara
menghitung kekuatan hasil pengelasan saja, sedangkan bagaimana teknik
pengelasan serta teorinya, akan diterangkan secara lebih terinci pada bagian
proses permesinan.
Sistem sambungan las ini termasuk jenis sambungan tetap dimana pada
konstruksi dan alat permesinan, sambungan las ini sangat banyak digunakan.
Perhitungan kekuatan sambungan las ini, disesuaikan dengan cara pengelasannya
serta jenis pembebanan yang bekerja pada penampang yang dilas tersebut.
II.3.1 .1 Tipe Sambungan Las
Ada dua tipe utama dalam sambungan las yaitu lap joint dan butt joint.
a. Lap Joint
Ada tiga tipe sambungan las lap jointseperti yang ditunjukkan pada
gambar dibawah ini:
Gambar 2.9 Tipe Sambungan Lap Joint (R.S Khurmi dan J.K Gupta,2005)
b. Butt Joint
Sambungan las butt joint mempunyai lima tipe yang dapat dilihat
seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.10 Tipe Sambungan Butt Joint (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
II.3.1.2 Perencanaan dan Perhitungan Sambungan Las
Dalam perhitungan sambungan las terdapat dua beban utama yaitu beban
aksial dan beban eksentrik. Beban aksial adalah dimana letak beban tersebut tidak
commit to user
adalah beban yang mempunyai jarak dengan sambungan las, sehingga akan
menimbulkan momen pada sambungan las tersebut. Dalam pembahasan ini, akan
lebih difokuskan pada jenis pembebanan eksentrik, karena lebih banyak
digunakan dalam aplikasi proyek akhir ini.
Ada dua jenis kasus sambungan las dengan pembebanan eksentrik. Berikut
ini adalah rumus – rumus yang digunakan untuk perhitungan sambungan las
dengan beban eksentrik pada kedua kasus tersebut (R.S Khurmi dan J.K Gupta,
2005) :
1. Kasus Pertama :
Sambungan mendapat pembebanan tegangan geser langsung dan tegangan
lengkung.
Gambar 2.11 Beban Eksentrik Sambungan Las Pada Kasus Pertama (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
a. Luas throat ( leher ) las :
� =� x � x 2 = 2 t x l
= 2 x 0.707 � x �= 1.414 � x � (2.9)
b. Tegangan geser langsung pada samungan las :
�
=
�� (2.10)
c. Section Modulus las melalui throat :
2 x 6 t xl2
Z = (2.11)
Untuk section modulus rumus disesuaikan dengan bentuk dari
sambungan las, dan bisa diambil dari tabel 2.1 (Polar Momen Inersia dan
Section Modulus Sambungan Las)
d. Tegangan lengkung ( bending momen ) :
� =� x � (2.12)
e. Bending Stress :
Ket :
t = tebal plat = ukuran las
l = panjang las
commit to user
�
�=
�� (2.13)
f. Tegangan normal maksimum :
�
����=
21�
�+
21�
(
�
�)
2+ 4
�
2 (2.14)g. Tegangan geser maksimum :
�
���=
21�
(
�
�)
2+ 4
�
2 (2.15)2. Kasus Kedua :
Pada kasus kedua Sambungan mendapat pembebanan tegangan geser
langsung dan tegangan geser karena momen.
Gambar 2.12 Beban Eksentrik Sambungan Las Pada Kasus Kedua (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
a. Tegangan geser langsung :
�1 = �� = 2�� x �
=
�2x0.707�x� (2.16)
b. Tegangan geser karena momen :
Besar tegangan berbanding lurus dengan jarak dari titi G �2
�2
=
��
=
konstan� = �2
�2x 2 (2.17)
dimana τ2 adalah tegangan geser maksimm pada jarak terjauh dan τ adalah tegangan geser pada jarak r.
Luas dA pada jarak r dari G, gaya geser pada bagian ini adalah :
= � x �� (2.18)
c. Momen gaya geser terhadap G :
�� = � x �� x �= ��2
2x �� x r
2 (2.19)
Ket :
P = beban eksentrik
l = panjang las tunggal
e = lengan eksentrisitas
s = lebar las
commit to user d. Momen reaksi total seluruh luasan las :
�= � x �= ��2
�2x �� x r
2 = �2
�2�x �� x r
2
x
2
2 J
r
τ
= (2.20)
J = momen inersia polar dari luasan throat terhadap G (didapat dari tabel
2.1)
e. Tegangan geser karena momen :
�
2=
�xr2�
=
�x�x�2
� (2.21)
f. Untuk mencari resultan tegangan pada A :
�
�=
�
(
�
1)
2+ (
�
2)
2+ 2
�
1x
τ
2x cos
θ
(2.22)� = sudut antara τ1dan τ2, dan
cos � = r1/r2
commit to user II.3.1.3 Ukuran Sambungan Las
Dalam standar ukuran sambungan las ada beberapa jenis ukuran
sambungan las menurut tebal platnya. Berikut ini adalah tabel rekomendasi ukuran
sambungan las berdasarkan tebal plat yang dilas.
Tabel 2.2Rekomendasi Ukuran Minimum Sambungan Las (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
II.3.2 Sambungan Baut
Baut dan Mur merupakan komponen teknik yang paling banyak digunakan
dalam bidang konstruksi logam, baik untuk sipil, otomotif maupun permesinan.
Komponen ini memiliki fleksibilitas dan kekuatan yang dapat diandalkan dan
commit to user
sangat mudah didapatkan. Baut dan Mur yang banyak digunakan adalah dalam
satuan Metrik (60°) dalam pembuatan dratnya.
II.3.2.1 Perencanaan dan Perhitungan Sambungan Baut
Tipe beban pada perhitungan kekuatan sambungan baut terdiri dari beban
langsung dan beban eksentrik. Namun dalam pembahasan ini, akan lebih
difokuskan pada jenis pembebanan eksentrik yang lebih banyak digunakan dalam
aplikasi proyek akhir ini.
Beban eksentrik dalam sambungan baut terdiri dari dua tipe. Berikut ini
adalah tipe pembebanan eksentrik pada sambungan baut :
(a) (b)
Gambar 2.13 Beban Eksentrik Sambungan Baut (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
Didalam pembahasan ini akan menggunakan pembebanan tipe “a”. Alur
perhitungan kekuatan sambungan baut untuk pembebanan tipe “a” menggunakan
alur perhitungan kekuatan sambungan keling. Berikut ini adalah persamaan –
persamaan untuk menentukan kekuatan sambungan baut dengan pembebanan tipe
“a” (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005) .
Gambar 2.14 FBD Beban Eksentrik Sambungan Baut Tipe “a” (R.S Khurmi dan J.K Gupta, 2005)
P
commit to user a. Beban geser pada setiap baut :
n
Ps = P (2.23)
n = jumlah baut
b. Moment :
M = Px� (2.24)
c. Mencari nilai F :
P x�= F1
�1 [ (�1)2+ (�2)2+⋯] (2.25)
d. Mencari resultan F dan PS:
�1 = �(��)2+ (�1)2 + 2����1�cos�)2 (2.26)
e. Mencari diameter core baut :
�1 = π4x��2x�� (2.27)
commit to user II.4 Proses Permesinan
Komponenmesin yang terbuatdarilogammempunyaibentuk yang
beranekaragam.Umumnyadibuatdengan proses permesinandaribahan yang
berasaldari proses sebelumnyayaitu proses penuangan (casting) atau proses
commit to user
beranekaragamtersebutmembuatproses permesinan yang
dilakukanjugabermacam-macamsesuaidenganbidang yang dihasilkan. Dalamlaporanini proses permesinan
yang dilakukanadalahmengebor, mengelasdanmenggerinda.
Padaumumnyamesin-mesinperkakasinimempunyaibagianutamasebagaiberikut :
a. Motor penggerak (sumbertenaga)
b. Kotaktransmisi (roda-rodagigipengaturputaran)
c. Pemegangbendakerja
d. Pemegangpahat
e. Rangka yang kokoh
II.4.1 Proses Permesinan Mesin Bor
Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong
yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan
pelubangan). Sedangkan Pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang
berbentuk bulat dalam lembaran-kerja dengan menggunakan pemotong berputar
yang disebut bor dan memiliki fungsi untuk membuat lubang, membuat lubang
bertingkat, membesarkan lubang, danchamfer.
II.4.1.1 Jenis – Jenis Mesin Bor
1. Mesin Bor Meja
Mesin bor meja adalah mesin bor yang diletakkan diatas meja. Mesin ini
digunakan untuk membuat lubang benda kerja dengan diameter kecil (terbatas
sampai dengan diameter 16 mm). Prinsip kerja mesin bor meja adalah putaran
motor listrik diteruskan ke poros mesin sehingga poros berputar. Selanjutnya
poros berputar yang sekaligus sebagai pemegang mata bor dapat digerakkan
naik turun dengan bantuan roda gigi lurus dan gigi rack yang dapat mengatur
tekanan pemakanan saat pengeboran.
2. Mesin Bor Lantai
Mesin bor lantai adalah mesin bor yang dipasang pada lantai. Mesin bor lantai
disebut juga mesin bor kolom. Jenis lain mesin bor lantai ini adalah mesin bor
yang mejanya disangga dengan batang pendukung. Mesin bor jenis ini
biasanya dirancang untuk pengeboran benda-benda kerja yang besar dan berat.
commit to user
Mesin bor radial khusus dirancang untuk pengeboran benda-benda kerja yang
besar dan berat. Mesin ini langsung dipasang pada lantai, sedangkan meja
mesin telah terpasang secara permanen pada landasan atau alas mesin.
4. Mesin Bor Koordinat
Mesin bor koordinat pada dasarnya sama prinsipnya dengan mesin bor
sebelumnya. Perbedaannya terdapat pada sistem pengaturan posisi pengeboran.
Mesin bor koordinat digunakan untuk membuat/membesarkan lubang dengan
jarak titik pusat dan diameter lubang antara masing-masingnya memiliki
ukuran dan ketelitian yang tinggi. Oleh karena itu, untuk mendapatkan ukuran
ketelitian yang tinggi tersebut digunakan meja kombinasi yang dapat diatur
dalam arah memanjang dan arah melintang dengan bantuan sistem optik.
Ketelitian dan ketepatan ukuran dengan sisitem optik dapat diatur sampai
mencapai toleransi 0,001 mm.
II.4.1.2 Bagian – Bagian Mesin Bor
a. Motor penggerak
b. Transmisipenggerak
c. Pencekambendakerja
d. Sarungpengurung/collet
II.4.1.3 Mata Pemotong
Mata potong terdiri dari dua bagian, yaitu bibir pemotong dan sisipemotong.
Bibir pemotong mata bor terdapat dua buah yang terletak antara duasisi
pemotong yang saling berhadapan. Kedua sisi pemotongan ini diasah
hinggamembentuk sudut yang bervariasi sesuai dengan bahan yang di bor.
II.4.1.4 Kecepatan Potong Pengeboran
Kecepatan potong ditentukan dalam satuan panjang yang dihitungberdasarkan
putaran mesin per menit,atau secara defenitif dapat dikatakan bahwakecepatan
potong adalah panjangnya bram yang terpotong per satuan waktu.Berikut ini
adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan pemakanan untuk bahan mata bor
commit to user
Tabel2.4KecepatanPotong Mesin Bor (Asyari Daryus, )
Diameter Mata Bor (mm) Hantaran (mm/put)
Dibawah 3,3
3,2 – 6,4
6,4 – 12,7
12,7 – 25,4
Diatas 25,4
0,03 – 0,05
0,05 – 0,10
0,10 – 0,18
0,18 – 0,38
0,38 – 0,64
Dari tabel di atas maka dapat untuk menghitung waktu yang di perlukan dalam
proses pengeboran dengan rumus berikut :
n d l . S 3 . 0 T r m + = (2.28)
Total waktu perngerjaan = ( Tm x 32 ) + TS + TU (2.29)
Ket : Itotal = panjang pengeboran atau tebal bahan (mm)
Sr = kecepatan pemakanan (mm/rev)
d = diameter mata bor (mm)
n = kecepatan putaran (rpm)
Tm = waktu permesinan
TS = waktu setting
TU = waktu pengukuran
II.4.2 Proses Permesinan Mesin Las
II.4.2.1 Pengertian Pengelasan
Pengelasan merupakan penyambungan dua bahan atau lebih yang
didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian
bahan yang disambung. Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat
menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis.
Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro
bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari
commit to user
Perkembangan teknologi pengelasan logam memberikan kemudahan umat
manusia dalam menjalankan kehidupannya. Saat ini kemajuan ilmu pengetahuan
di bidang elektronik melalui penelitian yang melihat karakteristik atom,
mempunyai kontribusi yang sangat besar terhadap penemuan material baru dan
sekaligus bagaimanakah menyambungnya.
Jauh sebelumnya, penyambungan logam dilakukan dengan memanasi dua
buah logam dan menyatukannya secara bersama. Logam yang menyatu tersebut
dikenal dengan istilah fusion. Las listrik merupakan salah satu yang menggunakan
prinsip tersebut.
Pada zaman sekarang pemanasan logam yang akan disambung berasal dari
pembakaran gas atau arus listrik. Beberapa gas dapat digunakan, tetapi yang
sangat popular adalah gas Acetylene yang lebih dikenal dengan gas Karbit. Selama
pengelasan, gas Acetylene dicampur dengan gas Oksigen murni. Kombinasi
campuran gas tersebut memproduksi panas yang paling tinggi diantara campuran
gas lain.
Cara lain yang paling utama digunakan untuk memanasi logam yang dilas
adalah arus listrik. Arus listrik dibangkitkan oleh generator dan dialirkan melalui
kabel ke sebuah alat yang menjepit elektroda diujungnya, yaitu suatu logam
batangan yang dapat menghantarkan listrik dengan baik. Ketika arus listrik
dialirkan, elektroda disentuhkan ke benda kerja dan kemudian ditarik ke belakang
sedikit, arus listrik tetap mengalir melalui celah sempit antara ujung elektroda
dengan benda kerja. Arus yang mengalir ini dinamakan busur (arc) yang dapat
mencairkan logam.
Terkadang dua logam yang disambung dapat menyatu secara langsung,
namun terkadang masih diperlukan bahan tambahan lain agar deposit logam lasan
terbentuk dengan baik, bahan tersebut disebut bahan tambah (filler metal). Filler
metal biasanya berbentuk batangan, sehingga biasa dinamakan welding rod
(elektroda las). Pada proses las, welding rod dibenamkan ke dalam cairan logam
yang tertampung dalam suatu cekungan yang disebut welding pool dan secara
bersama-sama membentuk deposit logam lasan, cara seperti ini dinamakan Las
commit to user
Gambar 2.15 Prinsip Kerja Las Listrik (F.J.M. Smith, 1992)
II.4.2.1 Klasifikasi Proses Pengelasan
Sambungan las adalah ikatan dua buah logam atau lebih yang terjadi
karena adanya proses difusi dari logam tersebut. Proses difusi dalam sambungan
las dapat dilakukan dengan kondisi padat maupun cair. Dalam terminologi las,
kondisi padat disebut Solid state welding (SSW) atau Presure welding dan kondisi
cair disebut Liquid state welding (LSW) atau Fusion welding.
Proses SSW biasanya dilakukan dengan tekanan sehingga proses ini
disebut juga Presure welding. Proses SSW memiliki beberapa kelebihan,
diantaranya adalah dapat menyambung dua buah material atau lebih yang tidak
sama, proses cepat, presisi, dan hampir tidak memiliki daerah terpengaruh panas
(heat affected zone / HAZ). Namun demikian SSW juga mempunyai kelemahan
yaitu persiapan sambungan dan prosesnya rumit, sehingga dibutuhkan ketelitihan
sangat tinggi.
LSW merupakan proses las yang sangat populer di kalangan masyarakat,
sambungan las terjadi karena adanya pencairan ujung kedua material yang
disambung. Energi panas yang digunakan untuk mencairkan material berasal dari
busur listrik, tahanan listrik, pembakaran gas, dan juga beberapa cara lain
diantaranya adalah sinar laser, sinar elektron, dan busur plasma. Penyambungan
material dengan cara ini mempunyai persyaratan material harus sama, karena
untuk mendapatkan sambungan yang sempurna suhu material harus sama, jika
tidak proses penyambungan tidak akan terjadi. Kelebihan metode pengelasan ini
adalah proses dan persiapan sambungan tidak rumit, biaya murah, pelaksanaannya
commit to user
HAZ yang menyebabkan perubahan sifat bahan, dan ada potensi kecelakaan dan
terganggunya kesehatan juru las.
II.4.3 Proses Permesinan Mesin Gerinda Tangan
Mesin gerinda merupakan proses menghaluskan permukaan yang
digunakan pada tahap finishing dengan daerah toleransi yang sangat kecil
sehingga mesin ini harus memiliki konstruksi yang sangat kokoh.
Mesin gerinda tangan merupakan mesin yang berfungsi untuk
menggerinda benda kerja. Awalnya mesin gerinda hanya ditujukan untuk benda
kerja berupa logam yang keras seperti besi dan stainless steel. Menggerinda dapat
bertujuan untuk mengasah benda kerja seperti pisau dan pahat, atau dapat juga
bertujuan untuk membentuk benda kerja seperti merapikan hasil pemotongan,
merapikan hasil las, membentuk lengkungan pada benda kerja yang bersudut,
menyiapkan permukaan benda kerja untuk dilas, dan lain-lain.
Gambar 2.16 Mesin Gerinda Tangan
Mesin Gerinda didesain untuk dapat menghasilkan kecepatan sekitar
11000 - 15000 rpm. Dengan kecepatan tersebut, batu grinda yang merupakan
komposisi aluminium oksida dengan kekasaran serta kekerasan yang sesuai, dapat
menggerus permukaan logam sehingga menghasilkan bentuk yang diinginkan.
Dengan kecepatan tersebut, mesin gerinda juga dapat digunakan untuk memotong
benda logam dengan menggunakan batu grinda yang dikhususkan untuk
memotong. Komposisi kandungan batu gerinda yang sesuai untuk benda kerjanya
dapat dilihat pada artikel spesifikasi batu gerinda.
Pada umumnya mesin gerinda tangan digunakan untuk menggerinda atau
commit to user
gerinda juga dapat digunakan pada benda kerja lain seperti kayu, beton, keramik,
genteng, bata, batu alam, kaca, dan lain-lain. Tetapi sebelum menggunakan mesin
gerinda tangan untuk benda kerja yang bukan logam, perlu juga dipastikan agar
penggunaanya benar, karena penggunaan mesin gerinda tangan untuk benda kerja
bukan logam umumnya memiliki resiko yang lebih besar. Oleh karena itu
diperlukan peralatan keselamatan kerja seperti pelindung mata, pelindung hidung
(masker), sarung tangan, dan juga perlu menggunakan handle tangan yang
biasanya disediakan oleh mesin gerinda. Tidak semua mesin gerinda tangan
menyediakan handle tangan, karena mesin yang tidak menyediakan handle tangan
biasanya tidak disarankan untuk digunakan pada benda kerja non-logam.
Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan batu
gerinda yang akan digunakan, antara lain sebagai berikut:
a) Sifat fisik benda kerja, menentukan pemilihan jenis butiran abrasive.
Untuk tegangan tarik tinggi menggunakan Al2O3, sedangkan untuk
tegangan tarik rendah menggunakan SiC, Boron nitrid dan intan.
b) Banyaknya material yang harus dipotong dan hasil akhir yang
diinginkan, menentukan pemilihan ukuran butiran abrasive.
c) Busur singgung penggerindaan.
Batu gerinda lunak : Busur singgung besar
Batu gerinda keras :Busur singgung kecil
Faktor yang mempengaruhi tingkat kekerasan batu gerinda :
a) Kecepatan putar batu gerinda.
b) Kecepatan potong benda kerja.
c) Konstruksi mesin.
Kecepatan potong adalah faktor yang berubah-ubah dan mempengaruhi
commit to user
BAB III
PERENCANAAN DAN GAMBAR
III.1 Proses Perencanaan
Proses perencanaan ini dilakukan untuk menentukan cara kerja dari sistem
pengungkit agar sistem tersebut dapat berjalan sesuai dengan kebutuhan dan
keinginan yaitu dapat mengangkat moulding.
sampai batas maksimum sehingga dapat memudahkan dalam pengambilan
hasil pengepresan serta untuk membantu mendorong punch agar dapat kembali ke
posisi semula. Dalam proses perencanaan ini juga menentukan komponen elemen
mesin seperti sambungan las, sambungan baut dan poros, sehingga rancangan dari
sistem pengungkit ini dipastikan aman untuk dioperasikan.
Gambar 3.1 Mesin Press Batako Styrofoam dan Botol Plastik
c
a b
d
e f
g h
i
j k
l m
Ket :
a. Rangka samping
b. Rangka atas
c. Kaki rangka
d. Hand pump hidrolik
e. Silinder hidrolik
f. Pressure gauge
g. Selang hidrolik
h. Punch
i. Moulding
j. Dies
k. Lengan pengungkit
atas
l. Lengan pengungkit
bawah
commit to user
III.2 Prinsip Kerja Sistem Pengungkit Moulding
Sistem pengungkit mouldingpada mesin press batako styrofoam dan botol
plastik ini dirancang untuk memudahkan dalam pengambilan hasil proses
pengepresan serta untuk membantu mendorong punch kembali ke posisi semula.
Sistem pengungkit ini mempunyai 2 pasang lengan (arm) yang terletak di sisi
kanan dan kiri. Setiap satu pasang lengan mempuyai 2 buah lengan yang kokoh
yaitu lengan bagian atas dan lengan bagian bawah. Kedua lengan sisi kiri dan
kanan tersebut dihubungkan oleh sebuah poros pejal sebagai transmisi yang
ditopang oleh dua buah bantalan yang disambung permanen pada rangka. Setiap
lengan kanan dan kiri juga terdapat Bush sliding dengan plat pengait guna untuk
mengaitkan mouldingdengan sistem pengungkit tersebut. Pengoperasian sistem
pengungkit ini dilakukan dengan menekan tuas pengungkit, sehingga
mouldingakan naik keatas secara perlahan dan melepaskan kembali tuas
pengungkit secara perlahan untuk mengembalikan mouldingkeposisi semula.
Gambar 3.2 Sistem Pengungkit
III.3 Perencanaan Poros Pengungkit
Poros pengungkit merupakan komponen yang menghubungkan antara
lengan pengungkit kanan dan lengan pengungkit kiri. Poros mendapatkan beban
total sebesar 350N dari jumlah berat molding, punch dan piston silinder hidrolik
yang terbagi menjadi dua pada setiap sisi kanan dan kirinya. Jarak antara beban
dengan tumpuan pada sisi kanan dan sisi kiri sama yaitu sebesar 55 mm. Poros
terbuat dari bahan St 42 dengan tegangan ijin sebesar 420 MPa. Pada rancangan
ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari tabel nilaisafety factorpada
commit to user
Gambar 3.3 FBD Poros Pengungkit
Perhitunngan ini dilakukan untuk menentukan diameter poros pengungkit
agar aman terhadap beban yang diberikan. Berikut ini adalah alur perhitungan
diameter poros pengungkit.
a. Momen A :
RB x 548 = 175 x 493 + 175 x 55
RB x548 = 86275 + 9625
RB = 175 N
RA= RB = 175 N
b. Bending Momen pada C :
C =RA x 55 = 175 N x 55 mm
= 9625N.mm
D = C = 9625 N.mm
c. Section Modulus:
�= π
32�
3
= 3,14
32 �
3
= 0,0982 �3
d. Menentukan Diameter Poros :
commit to user
420
�.� =
� � 420
4 =
9625
0,0982.�3
105 = 98014,26
�3
�3 = 98014,26
105
�3 = 993,47
� = 9, 77mm≈ 10 mm
Pada rancangan sistem pengungkit ini diameter poros transmisi pengungkit
minimal sebesar 10 mm agar dapat menahan beban yang diberikan.
III.4 Perencanan Sambungan Las Pada Bantalan Poros Pengungkit
Bantalan poros pengungkit dipasang permanen pada rangka dengan
sambungan las. Beban yang dikenakan pada sambungan ini adalah beban
eksentrik daridari jumlah berat moulding, punch dan piston silinder
hidroliksebesar 350 N yang terletak ditengah – tengah poros. Pada rancangan
sambungan las ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari tabel nilai
safety factor pada lampiran 1.
Gambar 3.4 FBD Sambungan Las
Perhitungan ini untuk menentukan ukuran sambungan las ( s ) supaya aman
dengan besar beban P = 350N. Bahan plat dari baja St 37 dengan
τ
s : 185 MPa.Berikut ini adalah alur perhitungan kekuatan sambungan las pada bantalan. τ1
commit to user
a. Menentukan Throat Area sambungan las :
A = 2 x t x l
= 2 x 0,707 s x l
= 1,414 s x 37,5
= 53,025 s mm2
b. Menentukan Tegangan Geser Utama :
�1 =
P �
= 350 N
53,025 � mm
= 6,60066
� N�mm2
c. Menentukan Moment Inersia Throat Area :
�= t.� (3�
2+ �2)
6
= 0,707s x 37,5 [ 3(45)
2 + (37,5)2]
6
= 26,5 s (6075 + 1406,25 )
6
= 198253125 s mm
4
6
= 33042,2 � mm4
d. Menentukan Radius Maksimum Las :
�2 = �(��)2+ (��)2
= �(22,5)2+ (18,75)2
= �506,25 + 351,6
= 29,3 mm
e. Menentukan Tegangan Geser Sekunder :
�2 =
P x �x�2
commit to user
= 350 x 55 x 29,3
33042, 25
= 17,069
� N�mm2
cos� = r1
�2 =
18,75
29,3 = 0, 639
f. Menentukan Resultan Tegangan Geser :
τ
s = 185 MPa = 185 N/mm2Pada sambungan ini diberikan safety factor ( F.S ) sebesar 4 untuk beban
statis saat pengoperasian sistem pengungkit.
�
�.�= �(�1)2+ (�2)2 + 2�1 x τ2cos�
185
4 = ��
6,6006 � �
2
+�17,069
� �
2
+ 2 6,6006
� x
17,069
� � 0,639
185
4 = ��
43,569 � �+� 291,379 � � + 143,995 �
46,25 = �478,943
�
�= 21,885
46,25
= 0,47 mm
Jadi, agar rancangan sambungan las pada bantalan poros pengungkit aman
dari beban yang diberikan, untuk ukuran lebar las ( s ) minimum adalah sebesar
0,47 mm.Namunmenurut tabel 2.2 (Rekomendasi Ukuran Minimum Sambungan
Las), plat dengan tebal 6 mmmaka ukuran lebar las (s) yang direkomendasikan
adalah sebesar 5 mm.
III.5 Perencanaan Sambungan Baut
Sambungan baut dibutuhkan pada rancangan sistem pengungkit ini guna
untuk menyambung komponen pengungkit (bush sliding) dengan moulding. Total
commit to user
diberikan pada sambungan las pengungkit yaitu sebesar 350 N. Total jumlah baut
yang digunakan dalam sistem pengungkit ini berjumlah 4 buah yang terbagi
dalam dua sisi, dimana dalam satu sisi sambungan terdapat 2 buah baut.Pada
rancangan sambungan las ini diberikan safety factor (F.S) sebesar 4 diambil dari
tabel nilai safety factor pada lampiran 1.
Gambar 3.5 FBD Sambungan Baut
Pembebanan yang diterima sambungan baut sisi kiri dan sisi kanan sama besarnya,
sehingga yang dilakukan perhitungan hanya pada bagian kiri saja. Baut yang
direncanakan terbuat dari maerial baja St 42 dengan tegangan geser 205 MPa.
Berikut ini adalah alur perhitungan kekuatan sambungan baut.
a. Menentukan Tegangan Geser Setiap Baut :
��= P
�
= 350 N
2
= 175 N
b. Menentukan Moment :
P x � = 350 x 195 = 68250 N. mm
c. Mencari Nilai F:
P x � = F1
�1 [ (�1)
2+ (�
commit to user
68250 N. mm = F1
22,5 [ (22,5)
2+ (22,5)2]
68250 N. mm = F1
22,5 [ 1012,5]
68250 N. mm = �1. 55
F1 = 1516,667 N
F2 = F1 = 1516,667 N
d. Mencari Resultan Fdan PS:
�1 =�(��)2+ (�1)2 + 2����1�cos 90°)2
�1 =�175)2+ (1516,667)2+ 0
�1 =�30625 + 2300277,778
�1 = 1526,73 N
e. Mencari Diameter Core Baut :
�1 = π
4x dc
2 x ��
�.�
1526,73 N = π
4x dc
2 x 205
4
1526,73 N = 40,231 dc2
dc2 = 37,948
dc = 6,160
Dilihat dalam Tabel 2.3 (Desain Ukuran Baut) dari dc 6,160 didapat
ukuran baut M8. Jadi agar sambungan baut ini aman dari beban yang diberikan,
ukuran baut yang dipakai minimal adalah M8.
III.6 Menentukan Gaya Yang Diperlukan Untuk Pengungkit
Pengungkit dioperasikan dengan tangan operator untuk mengangkat beban
total sebesar 350 N hasil dari jumlah berat moulding, punch, dan silinder piston
hidrolik. Untuk mengangkat beban tersebut gaya minimal yang diperlukan pada
commit to user
Diketahui :
P1 = 350 N ( Beban Keseluruhan )
P2 = 150 N ( Beban Berat Moulding )
�1 = 357 mm
�2 = 850 mm
Gambar 3.6 FBD Gaya dan Beban Sistem PengungkitMoulding
a. Menentukan gaya atau usaha yang diperlukan untuk pengungkit pada beban
keseluruhan sebesar 350 N dari jumlah berat moulding, punch dan silinder
hidrolik.
P x �1 = � x �2
350 N x 357 mm =� x 850 mm
124950 N. mm =� x 850 mm
� = 124950 N.��
850 mm
� = 147 N
b. Menentukan gaya atau usahayang diperlukan untuk pengungkit pada beban
berat mouldingsebesar 150 N.
P x �1 = � x �2
150 N x 357 mm =� x 850 mm
W
P
l1
commit to user
53550 N. mm =� x 850 mm
� = 53550 N. mm
850 mm
commit to user
BAB IV
PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN
IV.1 Persiapan Proses Produksi
Sebelum melakukan proses produksi, hal-hal yang harus dilakukan adalah
persiapan. Persiapan merupakan bagian penting untuk mewujudkan sebuah
rancangan menjadi sebuah produk yang bisa digunakan. Dengan melakukan
sebuah persiapan diharapakan operator benar-benar memahami apa yang akan
dikerjakanya sehingga dapat dihasilkan komponen-komponen yang baik sesuai
dengan ukuran dan fungsi masing-masing. Kesesuaian ukuran sangat berpengaruh
pada alat yang akan dibuat sehingga alat tersebut nantinya dapat digunakan secara
tepat. Hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah pembacaan gambar kerja,
urutan pengerjaan, ukuran dan toleransi. Perencanaan pembuatan ini dibuat
dengan memperhatikan efisiensi waktu, kemudahan proses pengerjaan dan faktor
perakitan.
Dalam persiapan proses produksi, perlu dilakukan untuk memperlancar
proses tersebut. Adapun langkah-langkah yang harus dipersiapkan sebelum
melaksanakan proses produksi antara lain :
a. Memahami sketsa gambar yang akan dibuat.
b. Menentukan alternatif pengerjaan dengan memperhitungkan cara yang paling
efektif dan efisien.
c. Membersihkan mesin atau alat yang akan digunakan dari debu dan kotoran
untuk memastikan mesin dan operator aman dari lingkungan sekitar.
d. Mengecek kesiapan mesin antara lain mengecek baut-bautnya dan pelumasan
pada bagian yang perlu dilumasi agar kerja mesin dapat maksimum.
e. Menyiapkan alat bantu, bahan dan alat pelindung diri yang akan digunakan.
f. Menjalankan mesin dengan hati-hati dan sesuai prosedur.
g. Mematikan mesin setelah selesai digunakan dan membersihkannya dari sisa
hasil pengerjaan.
commit to user
IV.2 Proses Pengerjaan Sistem Pengungkit Moulding
IV.2.1.Pembuatan Plat Pengait Moulding Dengan Pengungkit
Bahan Pengait : Plat Baja St 37 dengan tebal 8mm dan lebar 40
mm.
Mesin yang digunakan : Gerinda tangan,dan mesin bor.
Alat yang digunakan : Gergaji tangan, penggaris siku, penggaris besar,
penggores, kikir bulat, penitik, ragum, jangka
sorong, dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung
tangan dan penutup telinga).
Gambar 4.1 Sketsa Konstruksi Plat Pengait
Langkah dalam pembuatan profilplat pengait :
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Mengukur plat baja St 37 dengan kebutuhan panjang 75 mm, dan ditandai
dengan penggores.
c. Memotong plat baja St 37 tersebut sebanyak8 buah dengan menggunakan
gergaji tangan.
d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan
agar halus dan tidak membahayakan operator.
e. Mengukur plat baja yang sudah di potong – potong untuk mendapatkan titik
center yang akan dilakukan proses pengeboran untuk rumah baut, kemudian
ditandai dengan penitik.
f. Setiap satu buah potongan plat baja di bor sebanyak dua kali dengan ukuran
commit to user
Gambar 4.2 Dimensi Titik Pengeboran Plat Pengait
g. Menyiapkan mesin bor untuk proses pengeboran potongan plat baja yang
sudah ditandai.
h. Melakukan proses pengeboran potongan plat baja sesuai dengan ukuran yang
ditentukan, kemudian menghaluskan sisa hasil pengeboran dengan mesin
gerinda tangan dan kikir bulat.
IV.2.2. Pembuatan Bagian Bush Sliding Untuk Pengungkit.
Bahan yang digunakan : - Pipa baja tebal dengan ukuran Ø dalam 22 mm
dan Ø luar 35 mm serta dengan panjang 75mm.
- Plat baja St 37 dengan ukuran tebal 6 mm, lebar
45 mm serta dengan panjang 75 mm
Mesin yang digunakan : Gerinda tangan, dan mesin las.
Alat yang digunakan : Gergaji tangan, penggaris siku, penggaris besar,
penggores, ragum, alat pelindung diri (kaca mata,
sarung tangan, topeng las dan penutup telinga).
commit to user
Langkah dalam pembuatan Bagian Bush Sliding :
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Mengukur pipa baja tebal yang akan dibutuhkan kemudian menandainya
dengan penggores.
c. Memotong pipa baja tebal tersebut menggunakan gergaji tangan, dengan
ukuran panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah pipa tebal 2 buah .
d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan
agar halus dan tidak membahayakan operator.
e. Mengukur plat baja St 37 yang akan dibutuhkan kemudian menandainya
dengan penggores
f. Memotong plat baja tersebut menggunakan gergaji tangan, dengan ukuran
panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah plat yang dibutuhkan 2 buah.
g. Menghaluskan dan merapikan sisi – sisi sisa hasil potongan dengan
menggunakan gerinda tangan.
h. Menyambung plat dengan pipa tebal yang masing – masing sudah dipotong,
kemudian mengelasnya agar menjadi sebuah bagian dari komponen/profil
yang dinamai dengan bush sliding.
i. Finishing dengan menghaluskan dan merapikan kembali sisi – sisi sisa hasil
pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan.
IV.2.3. Penyambungan Plat Pengait dengan Bush Sliding dan Molding
Bahan yang digunakan : - 8 buah plat pengait yang sudah di bor dan 2
buah profil bush sliding.
- 2 buah pin dengan Ø 9,5 mm dan panjang 35
mm.
- 2 buah pin berulir dengan Ø 9 mm dan panjang
25 mm.
Mesin yang digunakan : Mesin lasdan gerinda tangan.
Alat yang digunakan : Penggaris, meteran, penggores, palu, ragum,
jangka sorong, dan alat pelindung diri (kaca mata,
commit to user
Gambar 4.4 SketsaKonstruksi Bagian Bush Sliding dan Plat Pengait
Langkah pembuatan :
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Mengukur komponen bush sliding untuk posisi plat pengait yang akan
dipasangkan atau disambung dengan komponen bush sliding tersebut. Setiap
bush sliding terdapat dua plat pengait yang dipasang sejajar dengan jarak lebih
dari tebal satu buah plat pengait, guna untuk memudahkan pesangan saat
pengoperasian mesin.
c. Setelah di tandai dengan penggores, kemudian mengelas kedua plat pengait
pada komponen bush sliding tersebut dan merapikannya dengan gerinda
tangan.
d. Setiap bush sliding terdapat dua buah plat pengait, sehingga masih ada sisa 4
buah plat pengait yang akan dipasangkan pada setiap sisi kiri dan kanan
masing – masing moulding.
e. Memasang pin Ø 9,5 mm dan pin berulirØ 9 mm pada kedua sisi bush sliding
dengan menggunakan las argon, sehingga akan mendapatkan pin berbentuk L
seperti pada gambar 4.4.
f. Merakit komponen bush sliding pada tiang sliding dan molding di atas dies
utama sebelum melakukan pengelasan plat pengait pada moulding, sehingga
dengan hal ini makan akan mendapatkan posisi yang presisi dan setimbang.
g. Memasangkan baut pada plat pengait dan bush sliding supaya posisinya tidak
berubah, kemudian memberikan las titik pada plat pengait dengan moulding.
h. Setelah kedua sisi selesai kemudian melepaskan baut dan bush sliding
commit to user
i. Mengelas kedua sisi plat pengait pada moulding dan merapikannya dengan
gerinda tangan.
IV.2.4 Pembuatan Bantalan Untuk Poros Pengungkit
Bahan yang digunakan : - Pipa baja tebal dengan ukuran Ø dalam 22 mm
dan Ø luar 35 mm serta dengan panjang 37,5
mm.
- Plat baja St 37 dengan ukuran tebal 6 mm, lebar
45 mm serta dengan panjang 37,5 mm
Mesin yang digunakan : Gerinda tangan, dan mesin las.
Alat yang digunakan : Gergaji tangan, penggaris siku, penggaris besar,
penggores, ragum, jangka sorong dan alat
pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, topeng
las dan penutup telinga).
Gambar 4.5 SketsaKonstruksi Bantalan Poros Pengungkit
Langkah pembuatan :
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Mengukur pipa baja tebal dan plat St 37 yang akan dibutuhkan kemudian
menandainya dengan penggores.
c. Memotong pipa baja tebal dan plat St 37 tersebut menggunakan gergaji
tangan, dengan ukuran panjang sesuai dengan kebutuhan. Jumlah pipa tebal
commit to user
d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan
supaya halus dan tidak membahayakan operator.
e. Menyambung plat dengan pipa baja tebal yang masing – masing sudah
dipotong, kemudian mengelasnya agar menjadi sebuah bantalan.
f. Finishing dengan cara menghaluskan dan merapikan kembali sisi – sisi sisa
hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda tangan.
IV.2.5 Pemotongan Bahan Poros Pengungkit
Bahan yang digunakan : - Batang silinder pejal dengan Ø 20 mm dan
panjang 635 mm.
- Pipa baja tebal dengan ukuran Ødalam 22 mm
dan Ø luar 35 mm, berjumlah 4 buah dengan
ukuran panjang masing – masing 43 mm, 43
mm, 40 mm, dan 15 mm (untuk dudukan lengan
pengungkit atas).
Mesin yang digunakan : Gerinda tangan
Alat yang digunakan : Gergaji tangan, meteran, penggaris besar,
penggores, ragum, jangka sorong dan alat
pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan
penutup telinga).
Gambar 4.6 Sketsa Konstruksi Poros Pengungkit
Langkah pengerjaan :
commit to user
b. Mengukur batang silinder pejal dan pipa baja tebal dengan menggunakan
meteran dan jangka sorong dimana ukuran disesuaikan dengan dibutuhkan
kemudian menandainya dengan penggores.
c. Memotong batang silinder pejal dan pipa baja tebal tersebut dengan
menggunakan gergaji tangan.
d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan
supaya halus dan tidak membahayakan operator.
IV.2.6 Pemotongan Bahan Tuas Pengungkit
Bahan tuas pengungkit : Pipa bajadengan Ø 32 mm dan panjang 850 mm.
Mesin yang digunakan : Gerinda tangan
Alat yang digunakan : Gergaji tangan, meteran, penggaris besar,
penggores, ragum, jangka sorong, dan alat
pelindung diri (kaca mata, sarung tangan, dan
penutup telinga).
Gambar 4.7 SketsaKonstruksi Tuas Pengungkit
Langkah pengerjaan :
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Mengukur pipa baja dengan menggunakan meteran dengan ukuran
disesuaikan dengan dibutuhkan kemudian menandainya dengan penggores.
c. Memotong pipa baja tebal tersebut dengan menggunakan gergaji tangan.
d. Merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan gerinda tangan
commit to user
IV.2.7 Pembuatan Lengan Pengungkit Bagian Atas
Bahan lengan pengungkit : Plat baja St 37 dengan tebal 6 mm
Mesin yang digunakan : Gerinda tangan,brander potong dan mesin bor
Alat yang digunakan : Penggaris besar, kikir bulat, kapur, jangka sorong
dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung tangan,
dan penutup telinga).
Gambar 4.8 Sketsa Konstruksi Lengan Pengungkit Bagian Atas
Langkah pembuatan :
a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
b. Membuat mal dari kontur lengan pengungkit yang akan dibuat. Pembuatan
mal ditujukan agar memudahkan didalam pengukuran plat yang akan dipotong.
Mal dibuat dengan ukuran sebagai berikut :
commit to user
c. Mengukur plat baja dengan menggunakan mal yang sudah dibuat, kemudian
menandainya dengan kapur.
d. Memotong plat baja tersebut menggunakan brander potong dengan mengikuti
alur kontur yang sudah dibuat. Setelah 2 buah plat bentuk lengan didapat,
maka plat tersebut ditunggu sampai dingin terlebih dahulu.
e. Kemudian merapikan atau menghaluskan sisi-sisi sisa potongan dengan
gerinda tangan supaya halus dan tidak membahayakan operator.
f. Mengebor kedua lengan pengungkit tersebut pada bagian sisi bawahnya,
seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.9, dengan ukuran diameter 9 mm
untuk tempat pin.
g. Merapikan dan menghaluskan kembali hasil pengeboran dengan menggunakan
kikir bulat.
IV.2.8 Pembuatan Lengan Pengungkit Bagian Bawah
Bahan lengan pengungkit : Plat baja St 37 dengan tebal 6 mm, lebar 24 mm
dan panjangnya 280 mm, 40 mm dan 10 mm
Mesin yang digunakan : Gerinda tangan, mesin bor dan mesin las
Alat yang digunakan : Penggaris besar, kikir bulat, penggores, jangka
sorong dan alat pelindung diri (kaca mata, sarung
tangan, dan penutup telinga).
Gambar 4.10 Sketsa Konstruksi Lengan Pengungkit Bagian Bawah
Langkah pembuatan :
commit to user
b. Mengukur plat yang akan digunakan dengan ukuran panjang sesuai yang
dibutuhkan, kemudian menandainya dengan penggores.
c. Memotong plat tersebut dengan menggunakan gergaji tangan dan
merapikanya dengan menggunakan gerinda tangan.
d. Menyambung (mengelas) potongan – potongan plat tersebut sesuai dengan
bentuk kontur lengan yang dibutuhkan kemudian mengebor lengan tersebut
dengan ukuran sebagai berikut :
Gambar 4.11 Dimensi Lengan Pengungkit Bagian Bawah
e. Menghaluskan sisa hasil pengeboran dengan menggunakan kikir bulat.
IV.3. Proses Perakitan Pengungkit
Perakitan merupakan suatu cara atau tindakan untuk menempatkan dan
memasang bagian-bagian dari suatu mesin yang digabung dari satu kesatuan
menurut pasanganya, sehingga akan menjadi perakitan mesin yang siap digunakan
sesuai dengan fungsi yang direncanakan. Perakitan pengungkit merupakan tahap
akhir dari perakitan keseluruhan rancangan mesin ini.
Sebelum melakukan perakitan pengungkit, hendaknya memperhatikan terlebih
dahulu beberapa hal sebagai berikut :
1. Semua komponen profil pengungkit yang akan dirakit telah selesai dikerjakan
dan sesuai dengan ukuran yang direncanakan.
2. Mengetahui jumlah komponen profilpengungkit yang akan dirakit dan
commit to user
3. Mengetahui urutan pemasangan komponen profil pengungkit
4. Menyiapkan semua alat-alat dan mesin yang akan digunakan untuk proses
perakitan.
5. Melakukan proses perakitan semua komponen profil pengungkit
Komponen profil pengungkit yang akan dirakit adalah :
a. Bush sliding
b. Bantalan poros pengungkit
c. Poros pengungkit
d. Dudukan lengan pengungkit bagian atas
e. Tuas pengungkit
f. Lengan pengungkit bagian atas
g. Lengan pengungkit bagian bawah
Langkah-langkah perakitan :
1. Menyiapkan semua komponenpengungkit yang akandilakukan perakitan.
2. Proses perakitan pengungkit dimulai dengan memasang bantalan poros
pengugkit pada kedua sisi rangka dengan menggunakan las listrik. Sehingga
bantalan tersebut bersifat permananen. Ukuran posisi bantalan yang akan
dipasang pada rangka adalah sebagai berikut :
Gambar 4.12 Dimensi Posisi Pemasangan Bantalan Pengungkit Pada Rangka
3. Pengelasan dilakukan pada seluruh sisi bantalan (keliling) untuk mendapatkan
commit to user
4. Menghaluskan dan merapikan hasil pengelasan dengan menggunakan gerinda
tangan.
5. Setelah bantalan terpasang pada posisinya, langkah selanjutnya adalah
memasang poros pengungkit dan dudukan tuas pengungkit pada bantalan.
Dudukan tuas pengungkit dilas bersama dengan poros pengungkit, apabila
posisi semua komponen sudah dtempatkan pada tempatnya.
Gambar 4.13 Pemasangan Poros Pengungkit dan Dudukan Tuas Pengungkit
6. Memasang bush sliding dan moulding diatas dies utama dan menyambungnya
dengan baut pada lubang baut yang sudah disediakan.
Gambar 4.14 Pemasangan Bush Sliding dan Moulding
7. Merakit lengan pengungkit atas dengan lengan pengungkit bawah agar
menjadi satu kesatuan sistem lengan pengungkit. Dalam hal ini lengan
pengungkit atas dengan lengan pengungkit bawah di sambung dengan sebuah
commit to user
Gambar 4.15 Perakitan Lengan Pengungkit
8. Memasang (mengelas) lengan pengungkit dengan dudukan pengungkit pada
poros dan merapikan sisa hasil pengelasan denga gerinda tangan.
Gambar 4.16 Pemasangan Lengan Pengungki
