Disusun Oleh :
Margiansyah (161.33.1009) M. Fajar Dwi Aryadi (161.33.1029) Irvano Rachma Hartarto (161.33.1040) Aji Bayu Santoso (161.33.1055)
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA
2020
iii
v
Hartarto (161331040); Aji Bayu Santoso (161331055) Dosen Pembimbing:
Dr. A A Putu Susastriawan S.T., M.Tech.
Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta
ABSTRAK
Pembuatan alat ini dilatar belakangi oleh kebutuhan masyarakat akan alat pencetak rengginang yang besar dan mudah dalam proses pengoperasiannya. Alat Pencetak rengginang ini dirancang untuk membuat rengginang yang efisien dan peraktis dalam jumlah yang banyak ataupun sedikit. Perancangan alat pencetak rengginang ini bertujuan untuk meningkatkan kapasitas pencetakan, efisien serta mudah dalam pengoprasiannya.
Langkah-langkah dalam merancang alat pencetak rengginang ini dimulai dengan penentuan analisa kebutuhan kapasitas dalam pembuatan rengginang, pemilihan konsep desain, pembuatan konsep desain, dan perhitungan.
Hasil yang didapatkan dari perancangan ini adalah alat pencetak rengginang dengan panjang alat 70 cm lebar 55 cm dan tinggi 51 cm, dilengkapi dengan kaki- kaki yang kuat guna menopang, terdapat bantalan dalam roller guna mempermudah dalam meratakan ketan, alat terbuat dari stainless steel guna membuat bahan pangan tetap higienis dan tidak berkarat, sehingga alat ini dalam satu kali proses pengerjaan mampu menghasilkan 6 buah dalam waktu 3 menit dan dalam 1 jam dapat menghasilkan 120 buah untuk meningkatkan efisiensi pembuatan.
Kata Kunci: pencetak, rengginang, ketan.
vi
Hartarto (161331040); Aji Bayu Santoso (161331055) Supervisor :
Dr. A A Putu Susastriawan S.T., M.Tech.
Diploma III Department of Mechanical Engineering Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
ABSTRACT
The making of this tool is motivated by the community's need for large and easy molding machines in the process of operation. Rengginang’s Mold Tool is designed to make efficient and practical rengginang in large or small quantities. In designing this Rengginang’s molding tool aims to increase molding capacity, efficient and easy to operate.
The steps in designing the Rengginang’s molding device begin with determining the analysis of capacity requirements in making Rengginang, choosing the design concept, making the design concept, and calculating.
Results obtained from this design is a molding equipment with a tool length 70 cm width 55 cm and height 51 cm, equipped with a strong legs to support, there are bearings in the roller to facilitate the leveling of sticky rice, tools Made of stainless steel to make foodstuffs remain hygienic and not rusty, so this tool in a one-time working process capable of producing 6 pieces within 3 minutes and within 1 hour can produce 120 pieces to increase efficiency Manufacture.
Keywords: molder, rengginang, sticky rice.
vii
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir merupakan syarat yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan studi jenjang D-3 pada jurusan Teknik Mesin IST AKPRIND Yogyakarta. Pada kesempatan baik ini, kami ingin menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada:
1. Dr. Ir. Amir Hamzah, M.T., selaku Ketua Rektor Institut Sains &
Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
2. Dr. Ir. Toto Rusianto, M.T., selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
3. Nidia Lestari, S.T., M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
4. Dr. A A Putu Susastriawan S.T.,MTech selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, atas semua arahan dan masukan yang diberikan.
5. Kedua orang tua kami, atas dorongan dan dukungan moral dan materialnya.
6. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih banyak memiliki kekurangan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat, sehingga dapat menyempurnakan laporan Tugas Akhir ini. Semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak khususnya bagi kami dan bagi pembaca pada umumnya.
Yogyakarta, 14 Januari 2020
Tim penyusun
viii
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... iii
HALAMAN PENGUJI ... iv
ABSTRAK ...v
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ...x
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...1
1.2 Rumusan Masalah ...2
1.3 Batasan Masalah...2
1.4 Tujuan Tugas Akhir ...3
1.5 Manfaat Tugas Akhir ...3
BAB II PENELITIAN DAN KAJIAN PUSTAKA 2.1 Kajian Penelitian ... 5
2.2 Kajian Pustaka ... 8
2.2.1 Poros ... 8
2.2.1.1 Fungsi Poros ... 8
2.2.1.2 Macam-Macam Poros Berdasarkan Pembebanannya ... 9
2.2.1.3 Hal-hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros 11 2.2.2 Bantalan... 12
2.2.2.1 Klasifikasi Bantalan ... 12
2.2.2.2 Rumus perhitungan Bantalan ... 17
2.2.3 Mur Dan Baut ... 18
2.2.4 Pengelasan ... 21
2.2.4.1 Klasifikasi Pengelasan Yang Digunakan ... 22
2.2.4.2 Klasifikasi Las Berdasarkan Sambungan Dan Bentuk Alurnya . 24 2.2.4.3 Kekuatan Las ... 28
ix
3.2 Gambar Perancangan Alat Pencetak Rengginang ... 33
3.3 Perhitungan Gaya ... 33
3.3.1 Menghitung Daya ... 34
3.4 Perhitungan Masa ... 35
3.4.1 Perhitungan Rangka Atas ... 36
3.4.2 Menghitung Poros ... 38
3.4.3 Menghitung Roll ... 39
3.4.4 Menghitung Handle Roll ... 40
3.4.5 Menghitung Besi Tumpuan Rel ... 42
3.4.6 Menghitung Besi Rel ... 43
3.4.7 Besi Pengait Rel ... 44
3.4.8 Menghitung Plat Atas ... 46
3.5 Perhitungan Pembebanan Rangka ... 48
3.6 Las ... 52
BAB IV PERAKITAN DAN PERAWATAN MESIN 4.1 Perakitan ... 58
4.2 Langkah Pengoperasian ... 59
4.3 Analisis ... 60
4.4 Klarifikasi Pemeliharaan ... 61
4.5 Perawatan Dasar Mesin ... 62
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 65
5.2 Saran ... 66 LAMPIRAN
x
Gambar 2.2 Poros ... 9
Gambar 2.3 Poros Gandar ... 10
Gambar 2.4 Poros Spindle... 10
Gambar 2.5 Pelumasan Bantalan Luncur ... 13
Gambar 2.6 Bantalan Luncur Radial ... 14
Gambar 2.7 Bantalan Luncur Aksial ... 14
Gambar 2.8 Bantalan Khusus ... 15
Gambar 2.9 Komponen Bantalan Gelinding ... 16
Gambar 2.10 Mur dan Baut ... 19
Gambar 2.11 Pengkodean pada ulir metris ... 20
Gambar 2.12 Profil ulir metris ... 20
Gambar 2.13 Bentuk kampuh las ... 22
Gambar 2.14 Mesin las listrik ... 23
Gambar 2.15 Jenis-jenis sambungan las dasar ... 25
Gambar 2.16 Macam-macam sambungan T ... 26
Gambar 2.17 Sambungan Tumpang ... 27
Gambar 2.18 Sambungan Sisi ... 28
Gambar 3.1 Diagram Alir Perencanaan ... 30
Gambar 3.2 Alat Pencetak Rengginang ... 33
Gambar 3.3 Rangka Atas ... 33
Gambar 3.4 Poros ... 38
Gambar 3.5 Roll ... 39
Gambar 3.6 Handle Roll ... 40
Gambar 3.7 Besi Rel ... 43
Gambar 3.8 Plat Atas ... 46
Gambar 3.9 Hollow Galvanis ... 53
xi
1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Pada perkembangan bidang industri rumah tangga saat ini, permintaan konsumen terhadap jumlah produksi yang dihasilkan sering tidak seimbang.
Hal ini tentunya sangat berpengaruh terhadap perekonomian, salah satunya yaitu pada industri makanan yang tentunya menjadi kebutuhan religi/sesajen bagi setiap orang di Bali.
Pada saat ini masyarakat Bali dalam pembuatan rengginang masih secara tradisional dan membutuhkan waktu yang lama karena pembuatannya menggunakan satu cetakan dan ditekan-tekan menggunakan ibu jari. Dengan adanya alat yang akan kami buat ini diharapkan bisa membantu mempercepat produksi rengginang di Bali, karena sekali proses bisa menghasilkan 6 buah rengginang siap jemur.
Rangginang adalah sejenis kerupuk tebal yang terbuat dari beras ketan dibentuk bulat yang dikeringkan dengan cara dijemur dibawah panas matahari lalu digoreng panas dalam minyak goreng dalam jumlah yang banyak. Berbeda dari jenis kerupuk lain yang umumnya terbuat dari adonan bahan yang dihaluskan seperti tepung tapioka atau tumbukan biji melinjo, rangginang tidak dihancurkan sehingga bentuk butiran ketannya masih tampak. Seringkali rangginang dibuat dengan ditambahkan bumbu penyedap atau pemanis, biasanya diberi bumbu terasi ada juga yang menggunakan kencur,
sedangkan yang manis dibumbui dengan gula kawung atau gula merah, rangginang juga ada yang menggunakan beras ketan hitam, rangginang harus menggunakan beras ketan bukan beras biasa atau nasi sisa yang dikeringkan, kalo yang terbuat dari nasi itu biasa disebut rangining.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan-rumusan masalah dalam pembuatan proposal Tugas Akhir yaitu:
1. Bagaimana cara meracang alat pencetak rengginang yang efisien dan mudah dalam pengoprasiannya ?
2. Bagaimana kinerja alat pencetak rengginang ?
3. Bagaimana cara perawatan alat pencetak rengginang ?
1.3 Batasan Masalah
Keterbatasan yang ada pada penulisan meliputi waktu, pengalaman dilapangan, kemampuan maupun disiplin ilmu, maka penulis membatasi permasalahn yang akan dikaji. Pembahasan dibatasi hanya yang berkaitan dengan alat Pencetak Rengginang. Dalam pengerjaan penulisan mencakup 3 bahasan pokok yakni :
1. Alat ini menggunakan tenaga manusia.
2. Alat ini dapat membuat 6 rengginang dalam satu proes kerja.
3. Dapat membuat rengginang dengan diameter 12 cm dan ketebalan 5 mm.
1.4 Tujuan Tugas Akhir
Adapun tujuan yang ingin di capai dalam pembuatan alat ini adalah:
1. Ingin mengetahui seberapa banyak rengginang yang dapat di hasilkan dalam waktu 1 jam.
2. Untuk mengetahui cara kerja alat pencetak rengginang yang efisien.
3. Dapat memperpanjang masa penggunaan alat.
1.5 Manfaat Tugas Akhir
Manfaat dari perancangan dan pembuatan alat pemanggang barbeque ini adalah:
1. Bagi Mahasiswa
a. Menambah pengalaman.
b. Sebagai penerapan ilmu lapangan yang sudah dipelajari selama menjalankan praktikum di IST AKPRIND Yogyakarta.
c. Sebagai perbandingan antara teori dan praktik.
d. Mengembangkan ide rancangan alat pencetak rengginang.
e. Mengetahui dan menguasai cara mendesain alat pencetak rengginang.
f. Memberikan gambaran jelas mengenai proses pembuatan alat pencetak rengginang.
2. Bagi Masyarakat
a. Dapat mengefisien waktu dalam membuat renggiang.
b. Alat pencetak rengginang dapat digunakan untuk keperluan UKM.
c. Membantu perekonomian masyarakat.
5 BAB II
KAJIAN PENELITIAN DAN KAJIAN PUSTAKA 2.1 Kajian Penelitian
Penelitian yang dilakukan oleh Jantri Sirait dengan judul “Desain Dan Uji Teknis Alat Cetak Kerupuk Rengginang Dalam Meningkatkan Kapasitas Produksi Dan Mengefisiensikan Waktu Pencetakan”. Penelitian tersebut bertujuan untuk meningkatkan kapasitas produksi kerupuk rengginang meliputi tahapan-tahapan yaitu pembuatan bumbu, pengukus, pencetakan, pengeringan, penggorengan, dan kemasan. Hasil penelitian tersebut kerupuk rengginang mempunyai satu lubang cetakan dengan ukuran diameter lingkaran 70 mm dan tinggi 20 mm, dibutuhkan waktu rata-rata 8,2 detik untuk 1 cetakan rengginang. Persamaan jurnal tersebut dengan penelitian ini adalah sama sama membuat alat pencetak rengginang. Sedangkan perbedaan jurnal tersebut dengan penelitian ini adalah penelitian ini menggunakan bahan stainless steel sedangkan jurnal tersebut menggunakan aluminium. Selain itu peneltian ini menghasilkan 6 buah cetakan sedangkan jurnal tersbut 1 buah, dan dari segi ukuran jurnal tersebut diameter rengginang 70 mm dan tebal 20 mm, sedangkan laporan ini ukuranya berdiameter 120 mm dan tinggi 50 mm.
Penelitian yang di lakukan oleh Syaharuddin Rasyid dengan judul
“Rancangan Bangun Alat Press Kue Putu Kacang”. Penelitian tersebut bertujuan untuk meningkatkan kapasitas produksi kue putu kacang. Hasil yang di dapat dari penelitian tersebut yaitu hasil cetakan mempunyai tekstur yang lebih rapat, dan sekali proses pencetakan menghasilkan 6 buah putu kacang
dengan waktu 5 menit sehingga dalam 1 jam dapat dihasilkan sekitar 72 buah putu kacang. Persamaan jurnal tersebut dengan penelitian ini adalah sama- sama menggunakan alat press untuk menghasilkan 6 buah dan menghemat tenaga karena proses penekanan tidak di lakukan stu per satu pada lubang cetakan. Sedangkan perbedaan jurnal tersebut dengan penelitian ini yaitu pada waktu dan hasil pencetakan, jurnal tersebut untuk 1 kali proses membutuhkan waktu 5 untuuk mendapatkan 6 buah putu kacang dan dalam waktu 1 jam dapat dihasilkan 72 buah putu kacang, sedangkan penelitian ini 1 kali proses membutuhkan 3 menit untuk mendapatkan 6 buah rengginang dan dalam waktu 1 jam dapat dihasilkan 120 rengginang.
Penelitian yang dilakukan oleh Ali Mokhtardengan judul “Penerapan Teknologi Mesin Pencetak Kerupuk Singkong Pada Kelompok Industri Kerupuk Dusun Ngandat Mojorejo Kota Batu”. Penelitian tersebut bertujuan untuk meningkatkan kapasitas produksi. Hasil penelitian tersebut dengan menggunakan mesin pencetak dapat menaikan kapasitas produksi menjadi 5 ton /bulan, sehingga pendapatan UKM dapat meningkat menjadi Rp.
5.000.000,- atau sebesar 40%. Persamaan jurnal tersebut dengan penelitian ini adalah sama sama meningkatkan kapasitas produksi, Sedangkan perbedaan jurnal tersebut dengan penelitian ini adalah, penelitian ini menghasilkan 10 kg/jam, sedangkan jurnal tersebut menghasilkan 6,91 kg/jam.
Penelitian yang dilakukan oleh Garda Kharisma Sidanta dkk dengan judul “Redesain Alat Bantu Pres Tahu Dengan Menggunakan Metode Quality Function Deployment (Qfd) Dan Teorija Rezhenija Izobretatelskih Zadach
(Triz)”. Penelitian tersebut bertujuan untuk meningkatkan kapasitas produksi dan mengoptimalkan system kerja, Hasil penelitian tersebut menggunakan metode QFD dan TRIZ didapat rancangan alat bantu pres tahu dengan tinggi meja pres tahu 886 cm, panjang alat pres tahu 650 mm, lebar alat pres tahu 785 mm. Persamaan jurnal tersebut dengan penelitian ini adalah sama sama meningkatkan kapasitas produksi. Sedangkan perbedaan jurnal tersebut dengan penelitian ini yaitu pada pada penelitian ini tinggi meja pencetak rengginang 70 cm, panjang alat pres 60 cm, lebar alat pres rengginang 35 cm, sedangkan jurnal tersebut tinggi meja pres tahu 886 cm, panjang alat pres tahu 650 mm, lebar alat pres tahu 785 mm.
Penelitian yang dilakukan oleh Catur Pramono, dkk dengan Judul
“Kajian Beban Pendorong Mesin Pemotong Tempe”. Penelitian tersebut bertujuan untuk mengkaji beban pendorong mesin pemotong tempe 2 kg, 3 kg, dan 4 kg untuk produksi keripik tempe. Hasil Penelitian tersebut menunjukkan bahwa beban pendorong tempe 3 kg paling sesuai untuk produksi tempe.
Persamaan jurnal ini dengan jurnal tersebut adalah sama-sama menggunakan metode pengepressan dalam pengaplikasiannya. Sedangkan perbedaan jurnal tersebut dengan penelitian ini adalah jurnal tersebut memiliki beban pendorong tempe 3 kg sedangkan penelitian ini 5,8 kg, peneliti ini memiliki kapasitas produksi seberat 0,5 kg sedangkan jurnal tersebut 4 kg.
2.2 Kajian Pustaka 2.2.1 Poros
Poros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran.
Umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai, dengan demikian poros menerima beban puntir dan lentur. Putaran poros biasa ditumpu oleh satu atau lebih bantalan untuk meredam gesekan yang ditimbulkan seperti yang ditunjukkan gambar 2.1 di bawah ini.
Gambar 2.1 Kontruksi Poros
(sumber: Widiyanto, 2013:9&10) 2.2.1.1 Fungsi Poros
Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti puli sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan dan roda gigi, dipasang berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung yang berputar.
2.2.1.2 Macam - Macam Poros Berdasarkan Pembebanannya Berdasarkan beban yang akan digunakan maka poros jenis-jenis dapat dibagi menjadi sebagi berikut:
a. Poros Transmisi (Transmission Shafts)
Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft.Shaftakan mengalami beban puntir berulang, beban
lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket rantai, dll.
Gambar 2.2 Poros
(Sumber : Widiyanto, 2013:9&10)
b. Poros Gandar
Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang.Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban lentur.
Gambar 2.3 Poros Gandar
(Sumber:https://www.google.com/search?q=gambar+poros+gandar+u&safe)
c. Poros Spindle
Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek, misalnya pada poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.
Gambar 2.4 Poros Spindle
( Sumber : http/www.google.com/safe=strict&client )
2.2.1.3 Hal-Hal Yang Harus Diperhatikan Dalam Merencanakan Poros
Dalam merencanakan sebuah poros ada beberapa hal yang harus diperhatikan agar perencanaan poros tidak berlebihan atau bahkan kurang kuat untuk spesifikasi mesin yang akan dibuat. Berikut adalah dasar – dasar perhitungan untuk perencanaan sebuah poros transmisi:
a. Daya rencana (Pd) dirumuskan oleh persamaan berikut 𝑃𝑑 = 𝑓𝑐. 𝑃...(Sularso, & Suga, K., 2004) Dengan : 𝑃𝑑 = Daya rencana (kW); 𝑓𝑐 =Faktor Koreksi b. Persamaa yang digunakan untuk menghitung torsi (T)
adalah sebagai berikut :
𝑇 = 9,74𝑥105 𝑃𝑑...(Sularso, & Suga, K., 2004)
𝑛
c. Diameter poros yang menerima beban puntir (ds) :
5.1⁄𝜏𝑎)𝐾𝑡𝐶𝑏𝑇]1⁄3(mm)...(Sularso, & Suga, K., 𝑑𝑠 ≥ [(2004)
Dengan : 𝑑𝑠 = Diameter poros (mm)
𝐶𝑏 = Faktor koreksi momen lentur
𝜏𝑎 =Tegangan ijin bahan poros (kg/mm²) 𝑇 =Torsi (kg.m)
𝐾𝑡 = Faktor koreksi momen puntir
d. Persamaan untuk mencari defleksi puntiran :
𝑇𝐿
𝜃 = 584 4...(Sularso, & Suga, K., 2004)
𝐺𝑑𝑠
Dengan : 𝑇 = Torsi pada poros (kg.mm) 𝐿 =Panjang poros (mm)
𝐺 =Modulus geser bahan poros: 8,3x10³ kg/mm² e. Momen lentur yang diterima poros
𝑀 = 𝐹𝑝 𝑥 𝐿...( Sularso, & Suga, K., 2004) 2.2.2 Bantalan
Bantalan adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban, sehingga putaran atau gerak bolak-balik dapat bekerja dengan aman, halus dan panjang umur. Bantalan harus kokoh untuk memungkinkan poros atau elemen mesin lainnya dapat bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak bekerja dengan baik, maka prestasi kerja seluruh sistem akan menurun atau tidak dapat bekerja semestinya. Jadi, jika disamakan pada gedung, maka bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan pondasi pada suatu gedung.
Berdasarkan dasar gerakan bantalan terhadap poros, maka bantalan dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
2.2.2.1 Klasifikasi bantalan a. Bantalan luncur
Bantalan luncur mampu menumpu poros berputaran tinggi dengan beban yang besar. Bantalan ini memiliki konstruksi yang
sederhana dan dapat dibuat dan dipasang dengan mudah. Bantalan luncur memerlukan momen awal yang besar karena gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan. Pelumasan pada bantalan ini tidak begitu sederhana, gesekan yang besar antara poros dengan bantalan menimbulkan efek panas sehingga memerlukan suatu pendinginan khusus seperti terlihat pada gambar 2.5 di bawah ini.
Gambar 2.5 Pelumasan bantalan luncur (Sumber : http//www.gadabinausaha.wordpress.com)
Lapisan pelumas pada bantalan ini dapat meredam tumbukan dan getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat ketelitian yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga harganya lebih murah.
Macam-macam bantalan luncur : 1. Bantalan luncur radial
Bantalan ini mendukung gaya radial dari batang torak saat berputar. Konstruksinya terbagi/terbelah menjadi dua agar dapat dipasang pada poros engkol.
Gambar 2.6 Bantalan Luncur Radial (Sumber : Widiyanto, 2013:9&10) 2. Bantalan luncur aksial
Bantalan ini menghantarkan poros engkol menerima gaya aksial yaitu terutama pada saat terjadi melepas/ menghubungkan plat kopling saat mobil
berjalan. Konstruksi bantalan ini juga terbelah/terbagi menjadi dua dan dipasang pada poros jurnal bagian paling tengah.
Gambar 2.7 Bantalan Luncur Aksial (Sumber: Widiyanto, 2013:9&10)
3. Bantalan khusus
Bantalan poros engkol ini digunakan pada poros engkol yang terpisah/terbagi, sehingga pemasangan / pelepasannya dengan jalan membagi poros engkol terlebih dahulu. Bantalan roll ini banyak digunakan pada motor 2 tak.
Gambar 2.8 Bantalan Khusus
(Sumber : http//www.gadabinausaha.wordpress.com) b. Bantalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru). Bantalan gelinding pada umumnya cocok untuk beban kecil daripada bantalan luncur, tergantung pada bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen gelinding tersebut. Bantalan gelinding hanya dibuat oleh pabrik-pabrik
tertentu saja karena konstruksinya yang sukar dan ketelitiannya yang tinggi. Harganya pun pada umumnya relatif lebih mahal jika dibandingkan dengan bantalan luncur.
Bantalan gelinding diproduksi menurut standar dalam berbagai ukuran dan bentuk, hal ini dilakukan agar biaya produksi menjadi lebih efektif serta memudahkan dalam pemakaian bantalan tersebut. Keunggulan dari bantalan gelinding yaitu, gesekan yang terjadi pada saat berputar sangat rendah. Pelumasannya pun sangat sederhana, yaitu cukup dengan gemuk, bahkan pada jenis bantalan gelinding yang memakai sil sendiri tidak perlu pelumasan lagi. Meskipun ketelitiannya sangat tinggi, namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan sangkar, pada putaran yang tinggi bantalan ini agak gaduh jika dibandingkan dengan bantalan luncur.
Gambar 2.9 Komponen bantalan gelinding (Sumber : http//www.gadabinausaha.wordpress.com)
Dalam praktek, bantalan gelinding standar dipilih dari katalog bantalan. Ukuran utama bantalan gelinding adalah diameter lubang,
diameter luar, lebar, dan lengkungan sudut. Pada umumnya, diameter lubang diambil sebagai patokan, dengan nama diameter luar dan lebar digabungkan.
Nomor nominal bantalan gelinding terdiri dari nomor dasar dan pelengkap. Nomor dasar yang terdapat merupakan lambang jenis, lambang ukuran (lambang lebar, diameter luar), nomor lubang dan lambang sudut kontak. Dibawah ini adalah contoh nomor nominal dan artinya: 6312 ZZ C3 P6
6 : menyatakan bantalan bola baris tunggal alur dalam
3 : adalah singkatan dari lambang 03, dimana 3 menunjukan diameter luar 130 (mm) untuk diamater lubang 60 (mm)
12 : berarti 12 x 5 = 60 (mm) diameter lubang ZZ : berarti bersil 2
C3 : adalah kelonggaran C3 P6 : berarti kelasketelitian 6 2.2.2.2 Rumus perhitungan bantalan
Adapun analisa terhadap bantalan dilakukan untuk menghitung umur bntalan berdasarkan beban yang diterima oleh bantalan.
1. Beban ekuivalen dinamis
𝑃𝑟 = 𝑋. 𝑉. 𝐹𝑟 + 𝑌. 𝐹𝑎...( Sularso, 1997) Keterangan : 𝑃𝑟 : Beban ekuivalen dinamis (kg)
𝐹𝑟 : Beban radial dan gaya yang bekerja = 136,2 kg
𝐹𝑎 : Beban aksial = 0 kg
X,Y,V: Faktor yang dimiliki bantalan 2. Faktor kecepatan (𝐹𝑛)
𝐹𝑛 = (33,3/𝑛)1/3...(Sularso, 1997) 3. Faktor umur (𝑓ℎ)
𝑓ℎ = 𝑓𝑛. 𝐶/𝑃𝑟...(Sularso, 1997) 4. Gaya aksial (𝑓𝑎)
Bantalan 𝐴 & 𝐵:𝑓𝑎 𝐴 & 𝐵 = 𝐹𝑡 tan 𝑎°...( Sularso, 1997) 5. Gaya radial ekuivalen (Pr )
𝑃𝑟𝐴 = 𝑋 × 𝑉 × 𝐹𝑟𝐴 + 𝑌 × 𝐹𝑎𝐴...( Sularso, 1997) 2.2.3 Mur dan Baut
Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu ujungnya dibentuk kepala baut (umumnya bentuk kepala segi enam) dan ujung lainnya dipasang mur/pengunci.Dalam pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali.Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir segi tiga (ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut penggerak atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat
permesinan yang lain.Gambar mur dan baut dapat dilihat pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Mur dan Baut
(Sumber: http://inihradzhkhan.blogspot.com/ )
Pada baut atau mur yang mempunyai standar metris ,untuk menunjukan atau memberikan tanda pada baut atau mur tersebut yaitu dengan huruf M sebagai simbol dari ulir metris kemudian diikuti dengan angka yang menyatakan ukuran diameter luar dari ulir dan kisar ulir . Penunjukan ulir ini selain terdapat pada mur atau baut juga terdapat pada sney dan tap. Gambar pengkodean pada ulir dapat dilihat pada Gambar 2.11 dan profil ulir metris pada Gambar 2.12.
Gambar 2.11 Pengkodean pada ulir metris
(sumber: Widiyanto, 2013:9&10)
Gambar 2.12 profil ulir metris
(sumber: Widiyanto, 2013:9&10)
Baut dan mur merupakan alat pengikat yang sangat penting.
Untuk mencegah kecelakaan, atau kerusakan pada mesin, pemilihan baut dan mur sebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan ukuran yang sesuai.
1. Menentukan diameter inti ulir (d1) :
d1 ≥ √ (Sularso & Suga, K., 2004)
𝜋 × 𝜎a
Dengan : Wulir = Beban pada setiap ulir 𝜎2 = Tegangan tarik ijin bahan 2. Tinggi mur (H) :
H ≥ ( 0,8-1,0) d... (Sularso & Suga, K., 2004) 2.2.4 Pengelasan
Pengelasan adalah proses penyambungan dua material secara permanen dengan cara mencairkan kedua material yang akan disambung dan diikuti oleh material pengisi. Berikut merupakan las yang digunakan berdasarkan panas listrik yaitu jenis Las Listrik adalah las busur nyala api listrik terlindung dengan mempergunakan busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Jenis ini paling banyak dipakai dimana-mana untuk hampir semua keperluan pekerjaan pengelasan. Tegangan yang dipakai hanya 50 sampai dengan 80 volt AC atau DC, sedangkan untuk pencairan bahan isi (filler) pengelasan dibutuhkan arus hingga 500 ampere. Namun secara praktis yang digunakan berkisar 75-80 Ampere.
Pada proses las elektroda terbungkus, busur api listrik yang terjadi yang terjadi antara ujung elektroda dan logam induk (base metal) akan menghasilkan panas. Panas inilah yang mencairkan ujung
elektroda (kawat las) dan benda kerja secara setempat. Dengan adanya pencairan ini maka kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam induk, terbentuklah kawah cair, lalu membeku maka terjadilah logam lasan (weldment) dan kerak (slag).
Tebal dan tipisnya plat merupakan faktor dalam penentuan bentuk kampuh dalam proses pengelasan, bentuk-bentuk kampuh ditunjukkan oleh:
Gambar 2.13 Bentuk kampuh las (Stock & Kros, 1994 : 35 – 36 )
2.2.4.1 Klasifikasi pengelasan yang di gunakan 1. Las listrik
Pengelasan yang paling banyak digunakan adalah pengelasan las listrik dengan elektroda terbungkus.
Bila membentur elektroda diatas benda keras serta menaikan sedikit, maka bentuk suatu bungkus api dengan arus las tertutup yang merupakan proses las listrik. Suatu aliran arus dalam bentuk elektron yang berlangsung sesudah tegangan awal yang tinggi yang merupakan kontak yang telat mengatasi tahanan aliran arus. Logam induk menjadi melebar yang menyebabkan busur api.
Gambar 2.14 Mesin Las Listrik
(sumber : https://hargamesin.org/berikut-3-jenis-mesin-las- listrikyang-perlu-diketahui-agar-tak-salah-pilih)
Energi listrik kebusur api lalu dilebarkan dengan lapisan fluks yang membentuk tetesan lebur antara logam dan fluks yang merupakan terusan dari inti logam elektroda. Goresan gas bertemperatur tinggi
(6000 0C) yang diperoleh dari lapisan fluks yang merupakan dari busur api. Gravitasi dan tegangan permukaan yang dapat memindahkan tetesan lebur kedalam genangan las merupakan kekuatan dari busur api.
Terak adalah tutup pelindung fluks yang mengeras dan membeku dibawah genangan las. Perisai gas yang diberi oleh fluks memberikan perlindungan logam cair terhadap ujung elektroda dan genangan las cair.
Pengelasan kembali busur api dibentuk oleh ionisasi.
Bagian-bagian yang dilas pada mesin ini antara lain : 1. Kedudukan pada saluran pembuangan.
2. Baling-baling pengaduk.
3. Dudukan reduser pada motor dengan rangka/landasan.
4. Rangka.
2.2.4.2 Klasifikasi Las Berdasarkan Sambungan dan Bentuk Alurnya.
1. Sambungan Las Dasar
Sambungan las pada konstruksi baja pada dasarnya dibagi menjadi sambungan tumpul, sambungan T, sambungan sudut dan sambungan tumpang. Sebagai perkembangan sambungan dasar di atas terjadi
sambungan silang, sambungan dengan penguat dan sambungan sisi seperti ditunjukan gambar 2.16 di bawah ini.
Gambar 2.15 Jenis-jenis sambungan Las dasar
(Sumber : Wiryosumarto H, 1994) 2. Sambungan Tumpul
Sambungan tumpul adalah jenis sambungan las yang paling efisien, sambungan ini terbagi menjadi dua yaitu :
a. Sambungan penetrasi penuh.
b. Sambungan penetrasi penuh terbagi lagi menjadi sambungan tanpa plat pembantu dan sambungan dengan plat pembantu. Bentuk alur dalam sambungan tumpul sangat mempengaruhi efisiensi pekerjaan dan jaminan sambungan.
Pada dasarnya, dalam pemilihan bentuk alur harus mengacu pada penurunan masukan panas dan
penurunan logam las sampai harga terendah yang tidak menurunkan mutu sambungan.
3. Sambungan bentuk T dan bentuk silang
Sambungan bentuk T dan bentuk silang ini secara garis besar terbagi menjadi dua jenis (seperti pada gambar 2.16), yaitu :
a. Jenis las dengan alur datar b. Jenis las sudut
Dalam pelaksanaan pengelasan mungkin ada bagian batang yang menghalangi, hal ini dapat diatasi dengan memperbesar sudut alur.
Gambar 2.16 Macam-macam sambungan T
(sumber : Wiryosumarto H, 1994) 4. Sambungan Tumpang
Sambungan tumpang dibagi menjadi tiga jenis (seperti yang ditunjukan pada gambar 2.17. Sambungan tumpang tingkat keefisienannya rendah, maka jarang sekali digunakan untuk pelaksanaan sambungan konstruksi utama.
Gambar 2.17 Sambungan Tumpang (Sumber : Wiryosumarto H, 1994) 5. Sambungan Sisi
Sambungan sisi dibagi menjadi dua (seperti ditunjukkan pada gambar 2.18 ), yaitu:
a. Sambungan las dengan alur
Untuk jenis sambungan ini platnya harus dibuat alur terlebih dahulu.
b. Sambungan las ujung
Sedangkan untuk jenis sambungan ini pengelasan dilakukan pada ujung plat tanpa ada alur.
Sambungan las ujung hasilnya kurang memuaskan, kecuali jika dilakukan pada posisi datar dengan aliran listrik yang tinggi. Oleh karena itu, pengelasan jenis ini hanya dipakai untuk pengelasan tambahan atau pengelasan sementara pada pengelasan plat-plat yang tebal
Gambar 2.18 Sambungan sisi (sumber : Wiryosumarto H, 1994) 2.2.4.3 Kekuatan Las
Kekuatan las dipengaruhi oleh beberapa faktor, oleh karena itu penyambungan dalam proses pengelasan harus memenuhi beberapa syarat, antatra lain :
1. Benda yang dilas tersebut harus dapat cair atau lebur oleh panas.
2. Antara benda-benda padat yang disambungkan
tersebut terdapat kesamaan sifat lasnya, sehingga tidak melemahkan atau meninggalkan sambungan
tersebut.
3. Cara-cara penyambungan harus sesuai dengan sifat benda padat dan tujuan dari penyambungannya.
4. Perhitungan kekuatan las, seperti pada rumus di bawah ini : Tegangan Total :
𝜏 (Zainul Achmad, 1999)
Dengan : F = Gaya yang bekerja ( N ) 𝜋 = Tegangan total ( N/mm2 ) H = Tinggi plat ( mm )
A = Luas penampang ( A =2.a.l ) A = Lebar pengelasan ( mm )
l = Panjang las
Tabel 2.1 Spesifikasi elektroda terbungkus dari baja lunak (AWS A5.1 – 64T)
Klasifikasi AWSASTM
Jenis Fluks Posisi Pengelasan *
Jenis Listrik **
Kekuatan Tarik (kg/mm2)
Kekuatan Luluh (kg/mm2)
Perpanj angan (%) E6010 Natrium
selulosa tinggi
F. V. OH. H DC (+) 43.6 35.2 22
E6011 Kalium selulosa tinggi
F. V. OH. H AC atau DC (+)
43.6 35.2 22
E6012 Natrium F. V. OH. H AC atau 47.1 38.7 17 titania tinggi DC (-)
E6013
Kalium titania tinggi
F. V. OH. H AC atau DC (±)
47.1
38.7
17
E6020 Oksida besi tinggi
H-S F AC atau DC (-)
43.6 35.2 25
AC atau DC (±)
E6027 Serbuk besi, oksida besi
H-S F AC atau DC (-)
43.6 35.2 25
AC atau DC (±)
(Sumber: http://www.pengelasan.com)
Kekuatan tarik terendah kelompok E 60 setelah dilaskan adalah 60.000 psi atau 42 kg/mm2.
30 BAB III PERHITUNGAN 3.1 Diagram Alir Perencanaan
Tahapan perencanaan yang dilakukan merupakan langkah awal dalam perancangan alat pencetak rengginang. Adapun tahapan penelitian yang dijabarkan melalui flow chart berikut:
Gambar 3. 1
Diagram Alir Perencanaan Studi literatur dan
pengumpulan data Mulai
Konsep desain Perancangan
Perakitan komponen
Uji coba alat
Layak
Kesimpulan
Selesai Pembuatan
IIi
YA
TIDAK
Keterangan dari Flowchart tahap perancangan :
1. Mulai
Diadakan persiapan perancangan alat pencetak rengginang.
Tahap ini dipelajari latar belakang perancangan dan tujuan akhir dari perancangan.
2. Studi Literatur dan Pengumpulan Data
Dicari literatur yang mendukung dalam perancangan.
3. Konsep Desain
Pembuatan model tiga dimensi (3D) dilakukan menggunakan software solid work 2011 sebagai tahap awal perakitan komponen alat.
4. Perancangan Mekanis
Dilakukan perhitungan pembebanan massa yang di terima rangka dan keamanan kekuatan las.
5. Pembuatan.
Pembuatan komponen-komponen sebelum dirakit.
6. Perakitan Komponen
Bila semua komponen sudah dirakit, maka penyusunan komponen-komponen menjadi satu kesatuan, sehingga alat ini mempunyai fungsi sesuai dengan yang direncanakan.
7. Uji Coba dan Pengambilan Data
Pada tahap ini peralatan yang sudah dirakit dapat di uji coba dan pengambilan data apakah alat ini sudah bekerja sesuai dengan fungsinya.
8. Sesuaikan Dengan Spesifikasi
Disini semua hasil uji coba akan diamati baik secara fungsi, hasil sampai perhitungan.
9. Kesimpulan
Meyimpulkan hasil pembuatan sistem perancangan berdasarkan landasan teori maupun pertimbangan praktis terutama mengenai bahan serta mekanismenya.
10. Selesai
Pada tahap ini telah dibuat peralatan yang telah dirancang secara utuh dan telah dianalisa hasilnya.
3.2 Gambar Perancangan Alat Pencetak Rengginang
Berikut adalah bagian-bagian dari alat pencetak rengginang :
Gambar 3.2 Alat Pencetak Rengginang
Keterangan : 1. Rangka 5. Trek Atas
2. Roller 6. Trek Bawah
3. Rangka Roller 7. Pencetak Ketan
4. Alas Cetakan 8. Engsel
3.3 Perhitungan Gaya
Menentukan gaya dorong yang terjadi selama proses pengoperasian alat pencetak rengginang. Dengan asumsi sebagai berikut :
4 5
8
1 3
2
7 6
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐾𝑒𝑡𝑎𝑛 (𝑚) = 0,5 𝑘𝑔
𝐾𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝐺𝑒𝑠𝑒𝑘 (𝜇𝑠) = 0,8 (studiobelajar.com)
𝐺𝑟𝑎𝑣𝑖𝑡𝑎𝑠𝑖 (𝑔) = 9,81 𝑚/𝑠2
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑅𝑜𝑙𝑙 + 𝑃𝑜𝑟𝑜𝑠 + 𝐻𝑎𝑛𝑑𝑙𝑒 𝑟𝑜𝑙𝑙=1,7 + 2,5 + 1,6 = 5,8 𝑘𝑔
𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 (𝐹𝑁) = 5 𝑁
𝑃𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝐿𝑖𝑛𝑡𝑎𝑠𝑎𝑛 𝑅𝑜𝑙𝑙 = 0,66 𝑚
𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑅𝑜𝑙𝑙 (𝑣) = 30 𝑠
3.3.1 Menghitung Daya
F ketan + F gesek ketan = m. g + μs . 𝐹𝑁
= 0,5 𝑥 9,81 + 0,8 𝑥 5
= 5 𝑁 + 4 𝑁
= 9𝑁
𝐹 𝑟𝑜𝑙𝑙 = 𝑚 𝑥 𝑔
= 5,8 𝑥 9,81
= 56,898 𝑁
𝐹 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹 𝑘𝑒𝑡𝑎𝑛 + 𝐹 𝑟𝑜𝑙𝑙
= 9𝑁 + 57𝑁
= 66 𝑁
𝐹 > 𝐹𝑠
𝐹 > 66 𝑁 𝐹 = 70 𝑁
𝐷𝑎𝑦𝑎 (𝑃) = 𝑓 . 𝑣
= 70 𝑁 𝑥 ( 0,66 𝑚 )
30 𝑠
= 70 𝑁 𝑥 0,022 𝑚/𝑠
P = 1,5 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒
3.4 Perhitungan Massa
Pada alat pencetak renginang terdapat beberapa bagian utama seperti bagian atas berupa Rangka Atas, Poros, Roll, Handle.
3.4.1 Perhitungan Rangka Atas
Gambar 3.3 Rangka Atas
Rangka dan plat yang digunakan menggunakan adalah stainless stell dengan massa jenis 8 𝑔/𝑐𝑚3.
Diketahui :
Tinggi profil hollow luar (h) = 4 cm
Lebar profil hollow luar (l) = 4 cm
Tebal profil hollow (t) = 0,2 cm
Tinggi profil hollow dalam (ℎ1) = 4 cm - (0,2 + 0,2) cm = 3,6 cm
Lebar profil hollow dalam (𝐼1) = 4 cm - (0,2 + 0,2) cm = 3,6 cm
Panjang handle (L) = ( 35 x 2 ) + ( 12 x 2 ) +( 59 x 2 )
=177 cm
Maka :
1. Menghitung Volume rangka
V = A x L
V = (( h x l ) – ( ℎ1 x 𝑙1)) x L
V = (( 4 cm x 4 cm ) – ( 3,6 cm x 3,6 cm )) x 177 cm
V = ( 16 𝑐𝑚2 – 12,96 𝑐𝑚2) x 177 cm
V = 3,04 𝑐𝑚2 x 177 cm
V = 538,08 𝑐𝑚3
2. Menghitung Massa Rangka M = V x BJ
M = 538,08 𝑐𝑚3 x 8 g/𝑐𝑚3
M = 4,304 = 4,3 kg
3.4.2 Menghitung Poros
Gambar 3.4 Poros
1. Menghitung Volume Poros
POROS 1 Diameter = 2,54cm, Panjang = 43,48 cm POROS 2 Diameter = 1,5cm, Panjang = 5,75 cm POROS 3 Diameter = 1,2cm, Panjang = 3,25 cm
V = 𝜋.𝑟2.t
Poros 1 = 3,14 . 161,29 . 43,48 = 220,1 𝑐𝑚3
Poros 2 = 3,14 . 0,562 . 5,75 = 10,146 𝑐𝑚3 x 2 = 20,293
Poros 3 = 3,14 . 0,36 . 3,25 = 3,6738 x 2 = 7,3476
2. Menghitung massa poros
(𝑣3xbj)+(𝑣2xbj)+(𝑣1+bj)
=(220,1x8)+(20,293x8)+(7,3476)
=1,761 + 162,344 + 587,808 = 2,511,7 g = 2,5 kg
3.4.3 Menghitung Roll
d1 = 7 cm d2 = 6,4 cm t = 35 cm
1. Menghitung Volume
Gambar 3.5 Roll
- Lp.Luar = 𝜋. 𝑟2
= 3,14 . 3, 52 = 38,465
Lp.dalam =𝜋. 𝑟2
= 3,14 . 3, 22 = 32,153 Lp.luar – Lp.dalam = 38,465 − 32,153 = 6,312
= 6,321 . 35 (𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝑡𝑎𝑏𝑢𝑛𝑔) Volume
2. Menghitung Massa
Berat = 𝑉 . BJ
= 220,92 𝑐𝑚3
= 220,92 𝑐𝑚3. 8 𝑔/𝑐𝑚3= 1767,36 𝑔 = 1,7 𝑘𝑔
3.4.4 Menghitung Handle Roll
Gambar 3.6 Handle Roll
Tinggi profil hollow luar (h) = 2 cm
Lebar profil hollow luar (l) = 2 cm
Tebal profil hollow (t) = 0,2 cm
Tinggi profil hollow dalam (ℎ1) = 2 cm-(0,2 + 0,2)cm = 1,6 cm
Lebar profil hollow dalam (𝐼1) = 2 cm-(0,2 + 0,2)cm = 1,6 cm
Panjang handle (L) = 55 + (11 x 2) + (8,4 x 8)=144,2 cm
1. Menghitung Volume
𝑉 = 𝐴 x 𝐿
𝑉 = ((ℎ 𝑥 𝑙) − (ℎ1 𝑥 𝑙1))𝑥𝐿
𝑉 = ((2 𝑐𝑚𝑥2 𝑐𝑚) − (1,6 𝑐𝑚𝑥1,6 𝑐𝑚))𝑥144,2 cm
𝑉 = (4 𝑐𝑚2 − 2,56 𝑐𝑚2)𝑥144,2 𝑐𝑚
𝑉 = 1,44 𝑐𝑚2𝑥144,2 𝑐𝑚
𝑉 = 207,64 𝑐𝑚3
2. Menghitung Massa
𝑚 = 𝑉𝑥𝐵𝐽
𝑚 = 207,64 𝑐𝑚3𝑥 8 𝑔/𝑐𝑚3
𝑚 = 1661,184 𝑔
𝑚 = 1,66 𝑘𝑔
3.4.5 Menghitung Besi Tumpuan Rel
Tinggi profil hollow luar (h) = 4 cm Lebar profil hollow luar (l) = 4 cm
Tebal profil hollow (t) = 0,2 cm
Tinggi profil hollow dalam (ℎ1) = 2cm-(0,2 + 0,2)cm = 1,6 cm
Lebar profil hollow dalam (𝐼1) = 2cm-(0,2 + 0,2)cm = 1,6 cm
Panjang handle (L) = 66 x 2 (batang) = 132 cm
1. Menghitug Volume
𝑉 = 𝐴 𝑥 𝐿
𝑉 = (( ℎ 𝑥 𝑙 ) − (ℎ1 𝑥 𝑙1 )) 𝑥 𝐿
𝑉 = (( 4 𝑐𝑚 𝑥 4 𝑐𝑚 ) − ( 3,6 𝑐𝑚 𝑥 3,6 𝑐𝑚 ))𝑥 132 𝑐𝑚
𝑉 = ( 16 𝑐𝑚2 − 12,96 𝑐𝑚2)𝑥 132 𝑐𝑚 𝑉 = 3,04 𝑐𝑚2 𝑥 132 𝑐𝑚
𝑉 = 401,28𝑐𝑚3 2 Menghtung Massa
𝑚 = 𝑉 𝑥 𝐵 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠
𝑚 = 401,28 𝑐𝑚3 𝑥 8 𝑔/𝑐𝑚3 𝑚 = 3210,24 𝑔
𝑚 = 3,2 𝑘𝑔
3.4.6 Menghitung Besi Rel
Gambar 3.7 Besi Rel
𝑑 = 0,8 𝑐𝑚
𝜋 = 3,14
𝑡 = 72 𝑐𝑚 𝑥 4(𝑏𝑎𝑡𝑎𝑛𝑔) = 288 𝑐𝑚
1. Menghitung Volume
𝑉 = 𝜋 𝑥 𝑟2 𝑥 𝑡
𝑉 = 3,14 𝑥 0,16 𝑥 288 𝑐𝑚
𝑉 = 144,691 𝑐𝑚3
2. Menghitung Massa
𝑚 = 𝑉 𝑥 𝐵𝐽
𝑚 = 144,691 𝑐𝑚3 𝑥 8 𝑔/𝑐𝑚3
𝑚 = 1157,52 𝑔
𝑚 = 1,15 𝑘𝑔
3.4.7 Besi pengait rel
Tinggi profil hollow luar (ℎ) = 4 𝑐𝑚
Lebar profil hollow luar (𝐼) = 4 𝑐𝑚
Tebal profil hollow (𝑡) = 0,2 𝑐𝑚
Tinggi profil hollow dalam (ℎ1) = 4 𝑐𝑚 − (0,2 + 0,2)𝑐𝑚 = 3,6 𝑐𝑚
Lebar profil hollow dalam (𝐼1) = 4 𝑐𝑚 − (0,2 − 0,2)𝑐𝑚 = 3,6 𝑐𝑚
Panjang handle (𝐿) = 10 𝑥 4(𝑏𝑎𝑡𝑎𝑛𝑔) = 40𝑐𝑚
1. Menghitung volume
𝑉 = 𝐴 𝑥 𝐿
𝑉 = ((ℎ + 𝐼) − (ℎ1 𝑥 𝐼1)) 𝑥 𝐿
𝑉 = (( 4 𝑐𝑚 𝑥 4 𝑐𝑚 ) − (3,6 𝑐𝑚 𝑥 3,6 𝑐𝑚))𝑥 40 𝑐𝑚
𝑉 = ( 16 𝑐𝑚 − 12,96 𝑐𝑚2 )𝑥 40 𝑐𝑚
𝑉 = 3,04 𝑐𝑚2 𝑥 40 𝑐𝑚
𝑉 = 121,6 𝑐𝑚3
2. Menghitung massa
𝑚 = 𝑉 𝑥 𝐵𝐽
𝑚 = 121,6𝑐𝑚3 𝑥 8 𝑔/𝑐𝑚3
𝑚 = 972,8 𝑔
𝑚 = 0,97 𝑘𝑔
3.4.8 Menghitung plat atas
Gambar 3.8 Plat Atas
a. Laus Plat 𝑃 = 5,9 𝑐𝑚
𝐿 = 35 𝑐𝑚
𝑇 = 2,5 𝑐𝑚
Volume plat = 𝑝 𝑥 𝑙 𝑥 𝑡
= 59 𝑐𝑚 𝑥 35 𝑐𝑚 𝑥 0,25 𝑐𝑚
= 516,25 cm
1. Massa = V x BJ
= 516,25 𝑐𝑚3 x 8𝑔/𝑐𝑚3
= 4130 g
b. Luas Lingkaran d = 12,5 𝑐𝑚
𝜋 = 3,14
1. Menghitung Luas Lingkaran = 𝜋𝑟2
= 3,14 𝑥 6,252
= 122,65 𝑚2
Volume = luas ingkaran x tebal
= 122,65 𝑚2 x 0,25 𝑐𝑚
= 30,66 𝑐𝑚3
Volume Total = 30,66 𝑥 6 (𝑙𝑢𝑏𝑎𝑛𝑔)
= 183,984 𝑐𝑚3
2. Massa = 𝑉 𝑥 𝐵𝐽
= 183,984 𝑐𝑚3 x 8 𝑔/𝑐𝑚3
= 1471,875 𝑔
Jadi Masa total plat atas yaitu = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑝𝑙𝑎𝑡 − 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑙𝑖𝑛𝑔𝑘𝑎𝑟𝑎𝑛
= 4130 𝑔 − 1471,875 𝑔
= 2658,125 𝑔 = 2,65 𝑘𝑔
3.5 Perhitungan Pembebanan Rangka
Bahan yang digunakan untuk pembebanan berupa baja hollow ukuran (4 x 4 x 3) cm panjang rangka sebagai media pembebanan 700 mm dengan pendistribusian beban merata.
Berat perbagian :
Rangka atas = 2,9 kg
Poros = 2,5 kg
Roll = 1,2 kg
Handle roll = 2,4 kg Besi tumpuan rel = 3,2 kg
Besi rel = 1,15kg
Besi pengait rel = 0,97 kg Plat atas = 2,65 kg Massa total = 16,97 kg
m =16,97
𝑅𝐴 700 𝑚𝑚 𝑅𝐵
Diketahui:
𝑚 = 16,97 𝑘𝑔 𝐿 = 700 𝑚𝑚
𝑔 = 9,81 𝑚⁄𝑠2
Maka,
∑ 𝑓𝑥 = 0
𝐹 − 𝑅𝐴 − 𝑅𝐵 = 0
𝐹 = 𝑅𝐴 + 𝑅𝐵
Sehingga,
𝐹 = 𝑚 × 𝑔
𝐹 = 16,97 𝑘𝑔 × 9,81 𝑚⁄𝑠2
𝐹 = 166,5 𝑁
Maka,
∑ 𝑀𝐴 = 0
𝐹 × (1⁄2 × 𝐿) − 𝑅𝐵 × 𝐿 = 0
𝐿
(1⁄2 × 𝐿) × 𝑅𝐵 = 𝐹
700 𝑚𝑚
× 𝑅𝐵 = 166,4757 𝑁 (1⁄2 × 700 𝑚𝑚)
−2 𝑅𝐵 = −166,4757 𝑁
−166,4757 𝑁
𝑅𝐵 =
−2 𝑅𝐵 = 83,237 𝑁
Maka,
∑ 𝑀𝐵 = 0
𝐹 = 𝑅𝐴 + 𝑅𝐵
166,4757 𝑁 = 𝑅𝐴 + 83,237 𝑁
−𝑅𝐴 = 83,237 𝑁 − 166,4757 𝑁
𝑅𝐴 = 83,237 𝑁
Maka,
𝑀𝑎 = 𝑀𝐵 𝐹 × 𝐿 𝑀𝑚𝑎𝑥 =
166,4757 𝑁 × 700 𝑚𝑚
𝑀𝑚𝑎𝑥 =
8
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 14.566,623 𝑁. 𝑚𝑚
Shear force diagram
83 ,237 N 𝑅𝐴
83 ,237 N 8
R b
A
Bending momen diagram
Karena beban yang diterima ada 2 bagian maka beban didistribusikan pada 2 bagian, maka hasilnya 14.566,623 N.mm : 2 = 7.283,312 N.mm 3.6 Las
Pengelasan dilakukan agar konstruksi alat menjadi kuat dan mampu menahan semua beban yang diberikan dari rangka alat. Baik dari komponenkomponen alat maupun beban dari luar. Pengelasan dilakukan di 39 sambungan pada bahan Galvanis Hollow yang memiliki ukuran (40 x 40 x 3) mm atau (4 x 4 x 0,3) cm. Perhitungan pengelasan dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui jenis elektroda yang dipakai. Untuk mengetahui jenis elektroda yang dipakai maka perhitungan dapat dilakukan dengan cara berikut ini
B
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 7.283,312 𝑁. 𝑚𝑚
Gambar 3.9 Profil
( Sumber: https://encrypted-tbn0.gstatic.com )
1. Beban Yang Terjadi Pada Rangka
Beban pada tiap sambungan berasal dari tumpuan beban dan total berat elemen mesin. Karena rangka mempunyai 4 kaki maka : Fkaki = (Berat beban + Berat elemen) : 4
Berat elemen : Rangka atas = 2,9 kg
Poros = 2,5 kg
Roll = 1,2 kg
Handle roll = 2,4 kg Besi tumpuan rel = 3,2 kg
Besi rel = 1,15kg
Besi pengait rel = 0,97 kg Plat atas = 2,65 kg Massa total = 16,97 kg
Berat ketan = 0,5 kg
Maka : Fsambungan = (0.5 + 16,97) : 4 = 4,367 kg
Sehingga beban yang ditumpu oleh tiap kaki adalah Fkaki = 4,367 kg.
Karena berat total elemen adalah 16,97 kg dan Fkaki = 4,367 kg x 4
= 17,47 kg, maka berat total < dari Fkaki total rangka. Jadi rangka dinyatakan sesuai.
2. Menentukan tebal kampuh las (A)
𝑡
𝐴
𝐴
𝐴 = 2,12 𝑚𝑚
3. Menentukan panjang las (c)
𝑐
𝑐
𝑐 = 56,5 𝑚𝑚
4. Menentukan total panjang las satu sambungan (L)
𝐿 = 40 𝑚𝑚 + 56,5 𝑚𝑚
= 96,5 𝑚𝑚
5. Menentukan total panjang las semua sambungan (e)
𝑒 = 96,5 × 39
𝑒 = 3763,5 𝑚𝑚
6. Menentukan beban yang diterima setiap sambungan (P) 𝑚
𝑃 = 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑛
16,97 𝑘𝑔
𝑃 =
39 𝑠𝑎𝑚𝑏𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑃 = 0,43 𝑘𝑔
7. Menentukan momen las (M)
𝑀 = 𝑃𝑥𝑒
𝑀 = 0,43 𝑘𝑔 × 3763,5 𝑚𝑚
𝑀 = 1618,30 𝑘𝑔⁄𝑚𝑚
8. Menentukan luas sambungan las (𝑊𝑙𝑎𝑠)
𝑊𝑙𝑎𝑠 = × 𝐴 × 𝐿2
𝑊𝑙𝑎𝑠 = × 2,12 × 96,52
𝑊𝑙𝑎𝑠 = 3290,32 𝑚𝑚2
9. Menentukan tegangan normal las (σ𝑙𝑎𝑠) 𝑀
σ𝑙𝑎𝑠 = 𝑊
. 𝑚𝑚
σ𝑙𝑎𝑠 =
σ𝑙𝑎𝑠 = 0,491 𝑘𝑔⁄𝑚𝑚²
10. Menentukan momen inersia las (|𝑥)
|𝑥 = × 𝐴 × 𝑙3
|𝑥 = × 2,12 × 403
|𝑥 = 11306,66 𝑚𝑚4
11. Menentukan tegangan geser (𝜏) 𝑃 × 𝑆x
𝜏 =
𝐴 × I
𝑆x = ( × 𝑝 × 𝐴) ( × 𝑙)
𝑆x = ( × 40 × 2,12) ( × 40) 𝑆x = (42,4)(10)
𝑆x = 424 𝑚𝑚3
𝑃 × 𝑆x
𝜏 =
𝐴 × I
𝜏 =
𝜏 = 67,606 𝑘𝑔 𝑚𝑚2
⁄ = 10,81 Kpsi
Elektroda yang digunakan untuk mengelas rangka yaitu tipe E6013, karena kekuatan tarik pada elektroda tersebut = 60 Kpsi, sedangkan kekuatan pengelasan pada rangka 67,606 kg/mm2 atau 10,81 Kpsi, sehingga elektroda E6013 dinyatakan sesuai. Dan hasil sambungan las cukup kuat menahan gaya yang bekerja tersebut.
58 BAB IV
PERAKITAN DAN PERAWATAN MESIN
4. 1 Perakitan
Perakitan merupakan suatu langkah untuk menggabungkan beberapa komponen dari suatu mesin menjadi suatu alat dengan memperhatikan urutan yang telah ditentukan, sehingga menjadi suatu bentuk alat yang siap digunakan sesuai fungsi dan tujuan yang telah direncanakan.
Beberapa aspek yang diperhatikan dalam proses perakitan alat pencetak rengginang adalah:
a. Komponen mesin yang telah dibuat atau dibeli memiliki dimensi yang sesuai dengan perencanaan, sehingga mempermudah dalam proses perakitan.
b. Komponen pendukung harus memiliki dimensi sesuai dengan komponen mesin yang telah direncanakan, sehingga antara komponen utama dengan komponen pendukung memiliki kesesuaian dalam perakitan.
c. Menyusun langkah perakitan
d. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan dalam perakitan mesin Sebelum melakukan perakitan, keseluruhan komponen dan peralatan harus dipersiapkan untuk mempercepat proses perakitan. Proses perakitan alat pencetak rengginang sebagai berikut:
a. Menyiapkan semua komponen dan peralatan yang dibutuhkan.
b. Merakit rangka kaki-kaki sebagai tumpuan alat dengan cara menyiku dan mengelasnya..
c. Memasang alas meja stainless stell ke rangka tumpuan dengan revet ukuran 3,2 mm.
d. Memasang dudukan rell yang di sambungkan dengan rangka dudukan dengan di las.
e. Memasang batang rell di atas dudukanya lalu merakit komponen roll dan meletakan roda roll di atas rell lalu di jepit dengan rell
di atas roda roll.
f. Melubangi plat stainless stell dengan ukuran 12 cm dan mengelasnya dengan ring cetakan menggunakan sebagai pemotong ketan.
g. Lalu menyambung komponen rangka cetakan dan mengelasnya dengan plat stainless stel sebagai pengepres ketas dan menyambung dengan meja/rangka dudukan menggunakan engsel kupu-kupu.
h. Periksa sambungan las dan sambungan lainya.
i. Pengecekan alat dengan menjalankan langkah kerja alat tersebut.
4. 2 Langkah Pengoperasian
Berikut langkah pengoperasian alat pencetak rengginang :
a. Mempersiapkan alat cetakan rengginang seperti halnya memeriksa apakah alat siap pakai atau sedang dalam kondisi rusak.
b. Mempersiapkan ketan yang sudah di rebus c. Mengilesi alas meja dengan minyak secukupnya.
d. Meletakan ketan diatas alas meja lalu diratakan didepan roll, kemudian di roll hingga pipih merata.
e. Turunkan alat pengepres untuk memotong ketan yang pipih menjadi bulat.
f. Angkat pengeepres, lalu pisahkan ketan yg sudah di cetak.
g. Serok ketan yang sudah di pres menjadi bulat ketempat yang sudah di sediakan untuk di jemur.
h. Kembalikan sisa ketan yang tidak tercetak, ketempat ketan sebelumnya.
i. Ulangi langkah tersebut untuk memproduksi rengginang lagi.
4. 3 Analisis
Dalam suatu pembuatan alat tentu ada kelebihan dan kekurangan untuk alat itu sendiri, dan berikut kelebihan alat pencetak rengginang, yaitu :
a. Sekali produksi atau pembuatan bisa mencetak 6 cetakan siap jemur.
b. Lebih efisien waktu dan tenaga.
c. Meningkat kan hasil produksi.
Tidak hanya mempunyai kelebihan, alat ini juga mempunyai kelemahan,yaitu :
a. Pada awal pembuatan atau akan memproduksi harus membersihkan alat terutama pada alas dan pencetak nya agar tetap bersih atau steril.
b. Membutuhkan pengecekan pada stiap bantalan agar tetap berputar lancar.
c. Kapasitas masih terbatas hanya bias mecetak 6 saja.
4. 4 Klarifikasi Pemeliharaan
A. Preventive Maintenance : Pemeliharaan pencegahan adalah pemeliharaan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan, atau cara pemeliharaan yang direncanakan untuk pencegahan. Ruang lingkup pekerjaan preventif termasuk inspeksi, perbaikan kecil, pelumasan dan penyetelan, sehingga peralatan atau mesinmesin selama beroperasi terhindar dari kerusakan.
B. Corrective Maintenance : Pemeliharaan korektif adalah pekerjaan pemeliharaan yang dilakukan untuk memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas atau peralatan sehingga mencapai standar yang dapat di terima. Dalam perbaikan dapat dilakukan peningkatan-peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan atau modifikasi rancangan agar peralatan menjadi lebih baik.
C. Running Maintenance : Pemeliharaan ini dilakukan ketika
fasilitas atau peralatan dalam keadaan bekerja. Pemeliharan berjalan diterapkan pada peralatan-peralatan yang harus beroperasi terus dalam melayani proses produksi.
D. Predictive Maintenance : Pemeliharaan prediktif ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya perubahan atau kelainan dalam kondisi fisik
maupun fungsi dari sistem peralatan. Biasanya pemeliharaan prediktif dilakukan dengan bantuan panca indra atau alat-alat monitor yang canggih.
E. Breakdown Maintenance : Pekerjaan pemeliharaan ini dilakukan ketika terjadi kerusakan pada peralatan, dan untuk memperbaikinya harus disiapkan alatalat dan tenaga kerjanya.
F. Emergency Maintenance : Pemeliharan ini adalah pekerjaan pemeliharaan yang harus segera dilakukan karena terjadi kemacetan atau kerusakan yang tidak terduga.
G. Shutdown Maintenance : Pemeliharaan berhenti adalah pemeliharaan yang hanya dilakukan selama mesin tersebut berhenti beroprasi.
H. Routine Maintenance :Pemeliharaan rutin adalah pemeliharaan yang dilaksanakan secara rutin atau terus-menerus.
4. 5 Perawatan Dasar Mesin
Perawatan adalah suatu usaha untuk melakukan pemeliharaan, perbaikan, dan penggantian komponen-komponen mesin agar selalu bekerja pada kondisi yang baik dan siap pakai. Usaha perawatan ini secara terencana dan teratur harus dilakukan pada suatau kegiatan produksi atau lainnya, sehingga kerugian akibat terhentinya produksi dapat ditekan seminimal mungkin. Perawatan yang dilakukan secara periodik perlu ditetapkan pada suatu mesin, sehingga kerusakan-kerusakan dapat diketahui secara dini, dan dapat segera diperbaiki. Perawatan adalah suatu kegiatan atau aktivitas yang
dilakukan untuk mencegah atau mengurangi penyebab terjadinya kerusakan. Alat pencetak rengginang ini memerlukan perawatan yang baik agar setiap komponen dalam kondisi siap pakai dan awet. Perawatan komponen merupakan salah satu kegiatan yang harus dilakukan secara teratur agar mesin dipergunakan dapat bertahan lama. Dengan adanya kegiatan tersebut, akan kita ketahui kondisi setiap komponen, sehingga dapat mengurangi terjadinya kerusakan yang menghambat proses produksi.
Dapat diperkirakan bahwa dengan adanya kegiatan tersebut, kita dapat menekan sekecil-kecilnya kerusakan.
Pada alat pencetak rengginang ini memerlukan perawatan yang intensif agar mencapai produksi yang diinginkan. Adapun langkah perawatannya adalah sebagai berikut :
1. Bantalan
Komponen ini merupakan salah satu bagian yang penting, karena dengan inilah poros dapat berputar dengan halus dan tidak menimbulkan suara berisik karena gesekan sehingga bila bantalan kotor atau berkarat akan menyebabkan putaran poros tidak lancar dan bila ini terjadi secara terus menerus akibatnya akan terjadi kerusakan dalam hal ini kemacetan. Untuk mencegah terjadinya hal yang tidak diinginkan maka bantalan harus diberikan pelumasan pada saat mesin akan dioperasikan agar tidak terjadi kemacetan dan umur bantalan panjang
2. Mur dan Baut
Untuk mencegah terjadinya korosi yang dapat mengakibatkan
terjadinya ketidaklancaran dalam pemasangan dan pelepasannya, maka baut dan mur perlu diberi cairan anti karat. Cek bagian mur dan baut, jika ada yang tidak kencang segara dikencangkan dan beri cairan anti karat.
3. Rangka
Perawatan rangka hanya di jaga kebersihan nya agar terhindar dari korosi, karena korosi dapat merusak sambungan secara perlahan dan apabila terjadi korosi maka dilakukan pengecatan ulang.
4. Pembersihan
Pembersihan di lakukan pada bagian alas dan pengepres cetakan rengginang agar tetap bersih dan steril karena ini alat di gunakan untuk memproduksi bahan makanan, maka dari itu
kebersihan juga harus di utamakan untuk alat ini.
65 5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang di dapat oleh penulis dari keseluruhan proses perancangan alar sebagai berikut :
1. Dalam satu kali proses kerja alat ini membutuhkan waktu 3 menit dengan pembagian waktu menuang ketan kedalam cetakan dengan waktu 2 menit, mengerol 1⁄2 menit, dan mengambil ketan dari cetakan 1⁄2 menit, jadi dalam 1 jam alat ini dapat menghasilkan 120 buah rengginang siap jemur, sedangkan jika menggunakan alat manual hanya menghasilkan 30 rengginang dalam 1 jam.
2. Dengan pengoprasian yang cukup mudah yaitu dengan cara menaruh ketan di dalam cetakan, lalu di roll sampai rata, kemudian angkat cetakan dan ambil rengginang yang sudah terbentuk, sehingga rengginang siap di jemur.
3. Untuk memperpanjang masa penggunaan alat di butuhkan perawatan secara teratur dengan cara membersihkan alat sesudah di gunakan lalu diberi pelumas atau minyak pada alat.
