PERANCANGAN SABUK DAN PULLEY PADA SHAKER TABLE TEST

(1)

PERANCANGAN SABUK DAN PULLEY PADA SHAKER TABLE TEST

Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna Memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)

Program Studi D III Teknik Mesin

Disusun Oleh : Galih Anjar Kusuma

I8617015

PROGRAM DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2020

digilib.uns.ac.id

(2)

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

(3)

digilib.uns.ac.id

(4)

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan bagi Allah Subhanahu Wa Ta’ala karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan proposal tugas akhir ini dengan baik dan lancar. Tugas akhir merupakan salah satu mata kuliah wajib yang harus ditempuh oleh mahasiswa Program Studi Diploma Tiga Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta sebagai syarat kelulusan dalam menempuh perkuliahan.

Pelaksanaan tugas akhir kemudian dilaporkan dalam bentuk laporan sebagai pertanggung jawaban kepada pihak program studi.

Melalui tugas akhir ini, penulis dapat menyalurkan banyak ilmu yang diperoleh di bangku kuliah lalu diterapkan ke dalam sebuah mesin dari proyek akhir ini. Selama proses pelaksanaan proyek akhir maupun penulisan laporan tentunya tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terima kasih atas dukungan dan bimbingan kepada :

1. Bapak Ubaidillah, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku pembimbing I.

2. Bapak Dr. Wahyu Purwo Raharjo, S.T., M.T. selaku pembimbing II.

3. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku kepala jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

4. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Diploma Tiga Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

5. Seluruh Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

6. Kedua orang tua serta seluruh keluarga yang senantiasa memberikan do’a dan dukungan dalam melaksanakan setiap tugas perkuliahan.

7. Teman-teman satu tim yang bersama-sama membuat tugas akhir ini hingga selesai.

8. Rekan-rekan mahasiswa Diploma Tiga Teknik Mesin angkatan 2017, serta semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya proyek akhir dan penyusunan laporan ini.

(5)

v

Sebagai penutup, penulis menyadari tidak ada yang sempurna dimuka bumi ini. Oleh karena itu, penulis memohon maaf apabila dalam penulisan proposal proyek akhir ini masih terdapat kesalahan dan kekurangan, serta penulis meminta kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan laporan proyek akhir ini.

Akhir kata, semoga proyek akhir dan laporan akan terselesaikan dengan lancar dan bermanfaat bagi semua pihak serta dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 26 Maret 2020

Penulis digilib.uns.ac.id

(6)

vi

PERANCANGAN SABUK DAN PULLEY PADA SHAKER TABLE TEST

Oleh :

Galih Anjar Kusuma

ABSTRAK

Gempa terjadi karena ada perpindahan massa dalam lapisan batuan bumi.

Kekuatan suatu gempa bergantung pada jumlah energi yang terlepas, saat terjadi pergeseran dan tumbukan. Keadaan itu tidak bisa dihindari karena memang bagian dari evolusi bumi. Gempa tidak dapat kita prediksi, namun hal ini dapat diminimalisir dampak yang ditimbulkannya dengan cara membangun rumah tahan gempa. Permasalahan yang masih harus dianalisa dan dijawab adalah bagaimana mengetahui respon suatu struktur terhadap beban gempa. Permasalahan tersebut membutuhkan mesin yang mampu merepresentasikan gempa bumi untuk menguji dan mengetahui rancangan suatu bangunan yang mampu menahan beban gempa dan respon dinamisnya. Mesin yang dibuat harus mampu menguji struktur bangunan (prototipe) yang dapat tahan terhadap gempa yang disebut mesin “shaker table test”. Mesin terdiri dari beberapa komponen seperti motor listrik, kopling, reducer, sistem transmisi, connecting rod dan papan meja. Sistem transmisi yang digunakan mesin adalah pulley dan belt. Jenis belt yang digunakan untuk meneruskan putaran dari motor listrik ke poros adalah v-belt yang dipasang dengan metode open belt drive.

Keywords : sistem transmisi, pulley, v-belt

(7)

vii

BELT AND PULLEY DESIGN IN SHAKER TABLE TEST

Oleh :

Galih Anjar Kusuma

ABSTRAK

The earthquake occurred after the mass displacement in the bedrock of the earth. The force of an earthquake depends on the amount of energy it discharges, during a shift and collision. It is unavoidable since it is a part of earth's evolution.

Although earthquakes are unpredictable, we can minimize the impacts by building an earthquake resistant house. The object to be analysed and answered is how to determine the response of a structure to the load of an earthquake. This would require an instrument to represent an earthquake to test and know the design of a building which is capable to resist the weight and the dynamic response of the earthquake. Thus, a prototype of a test device capable of testing a building structure which is able to resist an earthquake called the "table shaker test" machine was produced. It consists of several components such as an electric motor, clutch, reducer, transmission system, connecting rod and table board. The transmission system used this device is pulley and belt. The type of belt used to carry on from an electric motor to the axis is a v-belt fitted with an open belt drive method.

Keywords : transmission system, pulley, v-belt

digilib.uns.ac.id

(8)

viii DAFTAR ISI

COVER ... …...i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

BERITA ACARA ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

ABSTRAK ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xii

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 2

1.5 Manfaat ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II ... 4

LANDASAN TEORI ... 4

2.1 Daya ... 4

2.2 Sistem Transmisi ... 8

2.3 Pulley ... 9

2.4 Sabuk atau Belt ... 11

BAB III ... 25

PERENCANAAN ... 25

(9)

ix

3.1 Tahapan Perencanaan ... 25

3.2 Sketsa Mesin ... 26

3.2.1 Komponen Mesin ... 26

3.2.2 Cara Kerja Mesin ... 32

3.3 Daya ... 33

3.4 Perhitungan sistem transmisi ... 34

3.4.1 Perencanaan Gearbox... 34

3.4.2 Menentukan diameter pulley yang digunakan ... 34

3.4.3 Panjang Belt (L) ... 35

3.4.4 Sudut kontak sabuk ... 35

3.4.5 Dimensi Belt ... 36

3.4.6 Tegangan sisi kencang dan sisi kendor belt (T1 dan T1) ... 37

BAB IV ... 40

PROSES PRODUKSI ... 40

4.1 Komponen Mesin ... 40

4.1. 1 Proses Produksi Papan Atas ... 40

4.1. 2 Proses produksi papan bawah ... 42

4.2 Perhitungan Proses Waktu Produksi ... 43

4.2.1 Perhitungan Waktu Produksi Papan Bawah ... 44

4.2.2 Perhitugan Proses Waktu Produksi Papan Atas ... 47

4.3 Estimasi Biaya ... 50

4.3.1 Estimasi Biaya Material ... 50

4.3.2 Estimasi Biaya Pemesinan ... 50

4.3.3 Estimasi Biaya Pengerjaan ... 51

4.4 Perakitan dan Perawatan Mesin... 51 digilib.uns.ac.id

(10)

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Mekanisme engkol[3] ... 5

Gambar 2. 2 Mekanisme slider crank [3] ... 6

Gambar 2. 3 Free body diagram pada link A-B[3] ... 6

Gambar 2. 4 Free body diagram pada link B-C[3] ... 7

Gambar 2. 5 Free body diagram pada link B-C[3] ... 8

Gambar 2. 6 Pulley ... 10

Gambar 2. 7 Jenis-jenis belt ... 12

Gambar 2. 8 Penggerak belt terbuka (open belt drive)[1] ... 12

Gambar 2. 9 Penggerak belt silang (crossed belt drive)[1] ... 13

Gambar 2. 10 Penggerak belt belok sebagian (quarter turn belt drive)[1] ... 13

Gambar 2. 11 Penggerak belt dengan pulley penekan ( belt drive with idler pulley )[1] ... 14

Gambar 2. 12 Penggerak belt gabungan (compound belt drive )[1] ... 14

Gambar 2. 13 (a) Penggerak pulley kerucut/bertingkat (stepped or cone pulley) . 15 Gambar 2. 14 Tipe dari V-belt ... 15

Gambar 2. 15 V-belt[1] ... 16

Gambar 2. 16 V-groove pulley[1]... 17

Gambar 2. 17 Rope and Sheave [1] ... 18

Gambar 2. 18 Open Belt Drive [1] ... 21

Gambar 2. 19 Crossed Belt Drive [1] ... 22

Gambar 3. 1 Diagram alir proses perencan ... 25

Gambar 3. 2 Sketsa Mesin ... 26

Gambar 3. 3 Papan ... 27

Gambar 3. 4 Motor listrik ... 27

Gambar 3. 5 Gear Box ... 28

Gambar 3. 6 Rangka ... 28

Gambar 3. 7 Pulley ... 29

Gambar 3. 8 Bearing ... 29

Gambar 3. 9 Poros ... 30

Gambar 3. 10 Plat connecting ... 31

Gambar 3. 11 Connecting rod ... 31

(11)

xi

Gambar 3. 12 V-belt ... 32

Gambar 3. 13 Linier guide ... 32

Gambar 3. 14 Sudut kontak pada belt ... 35

Gambar 3. 15 Dimensi v-belt ... 36

Gambar 3. 16 Tegangan sisi kencang dan sisi kendor belt ... 38 digilib.uns.ac.id

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Dimensi standart v-belt berdasarkan IS: 2494 – 1974 [1] ... 17

Tabel 2. 2 Dimensi standart V-groove pulley berdasarkan IS: 2494 – 1974 (Satuan: mm) [1] ... 17

Tabel 2. 3 Massa jenis bahan sabuk [1] ... 19

Tabel 2. 4 Koefisien gesek antara pulley dan belt [1] ... 20

Tabel 2. 5 Keterangan gambar ... 26

Tabel 3. 1 Perhitungan daya ... 33

Tabel 3. 2 Perhitungan perbandingan kecepatan pada gear box ... 34

Tabel 3. 3 Perhitungan diameter pulley... 34

Tabel 3. 4 Perhitungan panjang sabuk ... 35

Tabel 3. 5 Perhitungan sudut kontak sabuk ... 36

Tabel 3. 6 Perhitungan dimensi sabuk ... 37

Tabel 3. 7 Perhitungan tegangan sisi kencang dan sisi kendor ... 38

Tabel 4. 1 Proses produksi papan atas ... 41

Tabel 4. 2 Proses produksi papan bawah ... 42

Tabel 4. 3 Perhitungan waktu pemotongan papan atas ... 44

Tabel 4. 5 Perhitungan waktu pengelasan rangka besi hollow ... 47

Tabel 4. 6 Perhitungan waktu pemotongan papan atas ... 47

Tabel 4. 7 Perhitungan waktu pengeboran papan atas[5] ... 48

Tabel 4. 8 Perhitungan waktu pengelasan rangka besi hollow ... 49

Tabel 4. 9 Estimasi Biaya Material ... 50

Tabel 4. 10 Estimasi Biaya Proses Pemesinan ... 50