perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
RANCANG BANGUN SISTEM TRANSMISI MESIN
SPIN COATING
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Ahli Madya
Disusun Oleh :
RAHMAT ANDI PRASETYO NIM. I8113032
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini dengan judul “Rancang Bangun Sistem Transmisi Mesin Spin Coating”. Proyek akhir ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan pada tingkat Diploma III di Jurusan
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam penyusunan Proyek Akhir penulis banyak mendapat saran, bimbingan
serta keterangan dari berbagai pihak yang tidak dapat diukur secara materi. Penulis
menyadari pengalaman dan pengetahuan tesebut adalah guru yang terbaik bagi
penulis. Atas terselesaikannya laporan Proyek Akhir, maka penulis mengucapkan
terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir.
2. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T.,M.T. selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin
UNS.
3. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T. selaku Koordinator Proyek Akhir.
4. Bapak Dr. Miftahul Anwar S.Si., M.Eng. selaku pembimbing I Proyek Akhir.
5. Bapak Dr. Triyono,S.T.,M.T. selaku pembimbing II Proyek Akhir.
6. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan dan doanya.
7. Rekan kerja satu tim, seluruh laboran, dan rekan mahasiswa jurusan Teknik
Mesin Produksi dan Otomotif serta seluruh pihak yang tidak dapat saya
sebutkan satu persatu.
Dalam penulisan laporan dengan judul “Rancang Bangun Sistem Transmisi Mesin Spin Coating”. Penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu
kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini.
Surakarta, 30 Juni 2016
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
v
RANCANG BANGUN SISTEM TRANSMISI MESIN SPIN COATING
Oleh: Rahmat Andi Prasetyo ABSTRAK
Proyek akhir ini akan membahas tentang perancanan dan pembuatan sistem transmisi pada mesin spin coating. Mesin spin coating berfungsi untuk menghasilkan lapisan tipis yang merata di atas sebuah material dengan cara merotasikan larutan film tipis pada kecepatan sudut tertentu. Mesin spin coating
menggunakan pemanfaatan fenomena reaksi gaya sentrifugal yang mengarah keluar pada material yang berputar.
Sisitem transmisi mesin spin coating dirancang agar dapat meneruskan daya dan menahan kemampatan. Bearing vacuum dirancang agar dapat meneruskan daya dan menjaga kemampatan. Bearing vacuum terbuat dari bahan nylon sebagai housing dan dua buah seal sebagai penahan kemampatan.
Perancangan mesin spin coating memiliki spesifikasi motor penggerak ¼ HP dengan sistem transmisi pulley dan sabuk. Material uji yang digunakan maksimal berjari-jari 150 mm. Dari perhitungan diperoleh berat maksimal material yang dapat diuji dengan mesin spin coating adalah 4,71 Kg.
Kata kunci : Bearing vacuum, film tipis, gaya sentrifugal, coating
DESIGN AND MANUFACTURE OF SYSTEM TRANSMISSION SPIN COATING MACHINE
By: Rahmat Andi Prasetyo
ABSTRACT
This final project will discuss about design and construction of transmission systems on the spin coating machine. Spin coating machine serves to produce a uniform thin layer on a material by means of rotating the thin film solution at a certain angular velocity. Spin coating machine uses centrifugal force reaction to the spinning material.
System transmission spin coating machine was designed to transmit power and restrain congestion. Bearing vacuum was designed to transmit power and keep congestion. Bearing vacuum made of nylon material as the housing and the two seals as a drag congestion.
Design specification of spin coating machine used ¼ HP motor with a pulley and belt to the transmission system. The maximum radius material used test was 150 mm. From the calculation,the maximum weight of tested material that could be tested by spin coating machine is 4,71 Kg.
commit to user 2.1. Konsep Perencanaan Sistem Transmisi ... 3
2.1.1. Motor ... 3
2.1.2. Daya penggerak ... 4
2.1.3. Pulley ... 6
2.1.4. V-belt ... 7
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR 3.1. Diagram Alur Proses Perancangan ... 16
3.2. Pengertian Alat ... 17
3.3. Mekanisme Kerja Mesin Spin Coating ... 18
3.4. Perhitungan Transmisi ... 21
3.4.1. Menghitung Massa Material ... 21
3.4.2. Menghitung Tegangan Sabuk ... 23
3.4.3. Menghitung Diameter Poros ... 26
BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1. Pembuatan dan Pengujian ... 34
4.1.1. Alat dan Bahan ... 34
4.1.2. Proses Pembuatan Rangka ... 35
4.1.3 Pembuatan Dudukan Motor Listrik ... 36
4.1.4 Pembuatan Bearing Vacuum ... 36
4.1.5 Pembuatan Tatakan Material ... 37
4.1.6 Proses Pengecatan ... 38
4.1.7 Proses Perakitan ... 39
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
vii
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan ... 42
5.2. Saran ... 42
DAFTAR PUSTAKA ... 43
commit to user
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Material Penyusun Bahan V-belt ... 8
Gambar 2.2 Tegangan pada Sabuk dan Pulley ... 9
Gambar 3.1 Diagram Perencanaan dan Perhitungan ... 16
Gambar 3.2 Desain Rancangan 3D Mesin Spin Coating ... 18
Gambar 3.3 Gambar Tampak Depan Mesin Spin Coating... 19
Gambar 3.4 Gambar Tampak Atas Mesin Spin Coating ... 19
Gambar 3.5 Foto Waktu yang Dibutuhkan Motor dari Kondisi Diam hingga Putaran Maksimal ... 22
Gambar 3.6 Penampang Sabuk V ... 25
Gambar 3.7 Skema Puli dan Sabuk ... 27
Gambar 3.8 Skema Gaya Tarik Sabuk ... 29
Gambar 3.9 Skema Kesetimbangan Gaya pada Poros ... 30
Gambar 3.10 Skema Kesetimbangan Gaya pada Poros ... 31
Gambar 3.11 Skema Diagram NFD, SFD, BMD ... 29
Gambar 4.1 Pembuatan Rangka Mesin Spin Coating ... 35
Gambar 4.2 Proses Pemotongan Material Rangka Mesin Spin Coating ... 35
Gambar 4.3 Pembuatan Kerangka Dudukan Motor Listrik ... 36
Gambar 4.4 Pembuatan Bearing Vacuum ... 37
Gambar 4.5 Proses Pembuatan Tatakan Mesin spin coating Desain ... 38
Gambar 4.6 Proses Pengecatan Mesin Spin Coating ... 38
Gambar 4.7 Proses Peraitan Mesin Spin Coating ... 40
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ix
DAFTAR PERSAMAAN
Rumus 2.1 Persamaan harga daya (P) berdasar torsi yang berputar ... 4
Rumus 2.2 Persamaan harga daya (P) berdasar torsi putaran poros ... 4
Rumus 2.3 Persamaan harga torsi (T) brdasar gaya tangensial ... 4
Rumus 2.4 Persamaan harga torsi (T) brdasar gaya inersia benda ... 4
Rumus 2.5 Persamaan harga kecepatan sudut ( ... 6
Rumus 2.6 Persamaan harga percepatan sudut ( ) ... 6
Rumus 2.7 Persamaan perbandingan diameter pulley dan kecepatan ... 7
Rumus 2.8 Persamaan panjang v-belt ... 9
Rumus 2.9 Persamaan harga kecepatan v-belt ... 10
Rumus 2.10 Persamaan besar sudut pada pulley ... 10
Rumus 2.11 Persamaan besar sudut kontak ( ) pada pulley ... 10
Rumus 2.12 Persamaan besar tegangan sentrifugal sabuk ... 10
Rumus 2.13 Persamaan besar massa sabuk ... 10
Rumus 2.14 Persamaan besar kecepatan sabuk ... 10
Rumus 2.15 Persamaan besar tegangan maksimum sabuk ... 11
Rumus 2.16 Persamaan besar perbandingan gaya tarik sisi kencang dan gaya tarik sisi kendor v-belt ... 11
Rumus 2.17 Persamaan besar daya pada motor listrik ... 13
Rumus 2.18 Persamaan torsi yang ditransmisikan motor listrik ... 13
Rumus 2.19 Persamaan besar momen pada poros pejal ... 14
Rumus 2.20 Persamaan besar momen pada poros hollow ... 14
Rumus 2.21 Persamaan besar tegangan geser ... 14
Rumus 2.22 Persamaan equivalent twisting moment pada poros ... 14
Rumus 2.23 Persamaan besar tegangan bending maksimal pada poros ... 14
Rumus 2.24 Persamaan besar equivalent bending moment pada poros ... 15
Rumus 2.25 Persamaan equivalent twisting moment dipengaruhi faktor koreksi ... 15
commit to user
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tabel harga inersia berdasar bentuk ... 5
Tabel 2.2 Tabel tipe v-belt berdasar pada kekuatan dan dimensi ... 8
Tabel 2.3 Panjang v-belt berdasar tipe ... 9
Tabel 2.4 Penggolongan bahan poros... 13
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar 2D mesin spin coating ... 45
Lampiran 2. Gambar 2D bearingvacuum ... 46
Lampiran 3. Gambar 2D tatakan spesimen ... 47
Lampiran 4. Gambar 2D poros... 48
Lampiran 6. Tabel standar dimensi v-belt ... 49
Lampiran 5. Log book ... 50
