257847349-perancangan-mesin-pres-genteng-2015-pdf (1).pdf
TRANSCRIPT
PERANCANGAN MESIN PENGEPRES GENTENG
Laporan Kerja Praktek Diajukan
Untuk Memenuhi Persyaratan Kelulusan
Mata Kuliah Kerja Praktek
Disusun oleh:
Nama : Imam Mutaqin
Npm : 11.16.1.0013
Fakultas : Teknik
Prodi : Teknik Mesin
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MAJALENGKA
2015
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN MESIN PRES GENTENG
DI PABRIK GENTENG RAI KARYA
NAMA : IMAM MUTAQIN
NPM : 11.16.1.0013
FAKULTAS : TEKNIK
PRODI : TEKNIK MESIN
Menyetujui
Dosen Pembimbing
YUDI SAMANTHA. ST., MT.
Ketua Prodi
H. HARIS BUDIMAN. ST., M. Si.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat
dan kasih sayang-Nya, sehingga penulis dapat menyusun laporan Kerja Praktek
ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu, ayah, kakak, dan adik tercinta yang selalu memberikan semangat dan
do’a dalam melaksanakan dan menyusun laporan ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Sutarman, M.Sc. selaku Rektor Universitas
Majalengka.
3. Bapak Dr. H. Riza M. Yunus, ST,. MT. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Majalengka.
4. Bapak H. Haris Budiman ST,. M.Si. selaku Ketua Prodi Teknik Mesin
Universitas Majalengka
5. Bapak Yudi Samantha, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing.
6. Dosen-dosen Teknik Mesin khususnya, dan teman-teman serta semua
pihak yang telah membantu dalam penulisan laporan ini.
7. Bapak Pupung Purnama selaku Pimpinan PG. Rai Karya yang telah
memberikan izin kepada penulis untuk melakukan kerja praktek di
perusahaan Bapak.
8. Bapak Encun selaku teknisi di PG. Rai Karya yang telah banyak
membantu penulis dalam memecahkan permasalahan di lapangan.
9. Bapak Winanda. yang juga telah memberikan informasi dan bantuanya
selama penulis melaksanakan kerja praktek ini.
10. Seluruh Staff dan pegawai PG. Rai Karya.
Saya menyadari dalam penulisan laporan ini banyak kekurangan dan masih
jauh dari sempurna. Hal ini tidak kurang dari keterbatasan yang ada pada saya.
Dengan demikian saya mengharapkan kepada semua pihak, terutama kepada para
dosen agar dapat menilai, dan dapat memperbaiki kesalahan saya yang akhirnya
saya bisa lebih baik lagi dalam menulis laporan, dan juga semoga laporan Kerja
Praktek ini bisa bermanfaat, khususnya bagi saya dan umumnya bagi kemajuan
kita semua.
Majalengka, Maret 2015
Penulis
DAFFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..................................................................................... i
DAFTAR ISI .................................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ vi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... vii
DAFTAR RUMUS .......................................................................................... viiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2 Tujuan Kerja Praktek .................................................................... 2
1.3 Metodologi Pengumpulan Data ..................................................... 2
1.4 Rumusan Masalah ......................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah ............................................................................ 3
1.6 Waktu dan Tempat Kerja Praktek ................................................. 3
1.7 Sistematika pembahasan ............................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Perancangan ................................................................ 5
2.2 Sistem Mekanik ............................................................................. 6
2.3 Pemilihan Bahan Teknik ............................................................... 6
2.4 Motor Listrik ................................................................................. 8
2.5 Transmisi (roda gigi, pulley, sabuk-V).......................................... 10
2.6 Poros .............................................................................................. 24
2.7 Ulir ................................................................................................ 27
2.8 Tinjauan Perusahan ....................................................................... 28
BAB III METODE PERANCANGAN
3.1 Diagran Alir Proses Perancangan .................................................. 31
3.2 Pernyataan Kebutuhan................................................................... 34
3.3 Analisis Kebutuhan ....................................................................... 34
3.4 Pertimbangan Perancangan ........................................................... 35
3.5 Tuntunan Perancangan .................................................................. 36
3.6 Pernyataan Kontruksi .................................................................... 43
3.7 Motor Listrik ................................................................................. 43
3.8 Transmisi ....................................................................................... 44
3.9 Ulir Penekan .................................................................................. 44
3.10 Gambar …………………….…………………………………….45
BAB IV ANALISIS DATA
4.1 Kjian Singkat Produk .................................................................... 46
4.2 Tuntunan Alat/Mesin Dari Sisi Pengguna ..................................... 47
4.3 Analisis Metodologi Mesin ........................................................... 48
4.4 Prinsip Kerja Mesin Pres Genteng ................................................ 51
4.5 Kontruksi Rangka .......................................................................... 52
4.6 Perbandingan ................................................................................. 52
BAB V PEMBAHASAN
5.1 Perhitungan Daya .......................................................................... 53
5.2 Perhitungan Transmisi................................................................... 53
5.3 Perhitingan Diameter Poros .......................................................... 56
5.4 Perhitungan Diameter Ulir Penekan .............................................. 59
5.5 Analisis Ekonomi .......................................................................... 60
BAB VI PENUTUP
6.1 Kesimpulan.................................................................................... 64
6.2 Saran .............................................................................................. 65
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Gambar Roda Gigi Hypoid
Gambar Roda Gigi Pinion
Gambar Roda Gigi Poros Berulir
Tabel Kontruksi Umum Material
DAFTAR TABEL
2.1 Tabel Penggolongan Bahan Poros ............................................................ 25
3.1 Tabel Tuntunan Perancangan .................................................................... 39
3.2 Tabel Matrik Morfologi Mesin ................................................................. 41
3.3 Tabel Komponen Mesin ............................................................................ 42
4.1 Tabel Spesifikasi Mesin ............................................................................ 49
DAFTAR GAMBAR
2.1 Gambar Klasifikasi Bahan Teknik ............................................................ 6
2.2 Gambar Klasifikasi Jenis Motor Listrik .................................................... 8
2.3 Gambar Perpindahan Oleh Dua Buah Roda ............................................. 10
2.4 Gambar Perpindahan Oleh Sabuk atau Rantai .......................................... 11
2.5 Gambar Roda Gigi Lurus .......................................................................... 13
2.6 Gambar Roda Gigi Miring ........................................................................ 13
2.7 Gambar Roda Gigi Miring Ganda ............................................................. 14
2.8 Gambar Roda Gigi Dalam ........................................................................ 14
2.9 Gambar Pinion dan Batang Bergigi .......................................................... 15
2.10 Gambar Roda Gigi Kerucut Lurus ........................................................... 16
2.11 Gambar Roda Gigi Kerucut Spiral ........................................................... 16
2.12 Gambar Roda Gigi Permukaan ................................................................ 17
2.13 Gambar Roda Gigi Miring Bersilang ....................................................... 17
2.14 Gambar Roda Gigi Cacing silindris ......................................................... 18
2.15 Gambar Roda Gigi Cacing Globoid ......................................................... 18
2.16 Gambar Roda Gigi Hipoid ....................................................................... 19
2.17 Gambar Penampang Sabuk V .................................................................. 21
2.18 Gambar Struktur Organisasi Pabrik Genteng Rai Karya ......................... 29
3.1 Gambar Diagram Alir Proses Perancangan .............................................. 31
3.2 Gambar Diagram Alir Perhitungan ........................................................... 32
3.3 Gambar Kontruksi Mesin .......................................................................... 43
3.4 Gambar Mesin Pres Genteng .................................................................... 45
4.1 Gambar Prinsip Kerja Mesin .................................................................... 51
DAFTAR RUMUS
RUMUS 1 Menghitung torsi daya mesin ......................................................... 9
RUMUS 2 Menghitung daya mesin ................................................................. 9
RUMUS 3 Menghitung jumlah gigi ................................................................. 19
RUMUS 4 Menghitung perbandingan reduksi dari motor ke roda gigi .......... 19
RUMUS 5 Menghitung perbandingan reduksi dari motor ke pulley ............... 19
RUMUS 6 Menghitung diameter pulley .......................................................... 21
RUMUS 7 Menghitung sabuk-V ..................................................................... 22
RUMUS 8 Menghitung momen rencana (T1) pada sabuk-V .......................... 23
RUMUS 9 Menghitung momen rencana (T2) pada sabuk-V .......................... 23
RUMUS 10 Menghitung tegangan geser yang diizinkan pada sabuk-V ......... 23
RUMUS 11 Menghitung kecepatan sabuk ....................................................... 23
RUMUS 12 Menghitung poros ........................................................................ 26
RUMUS 13 Menghitung momen rencana pada poros ..................................... 26
RUMUS 14 Menghitung tegangan geser yang diizinkan pada poros .............. 26
RUMUS 15 Menghitung diameter poros ......................................................... 27
RUMUS 16 Menghitung diameter poros berulir ............................................. 27
RUMUS 17 Menghitung luas penampang ....................................................... 27
RUMUS 18 Menghitung diameter poros berulir ............................................. 28
RUMUS 19 Menghitung torsi poros berulir .................................................... 28
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin majunya ilmu pengetahuan dan teknologi yang tentunya seiring
dengan bertambahnya jumlah penduduk, khususnya di negara Indonesia. Hal ini
membangkitkan semangat manusia untuk bekerja keras memenuhi kebutuhan
hidup. Papan adalah salah satu kebutuhan pokok yang layak dipenuhi oleh setiap
manusia. Dalam hal ini, genteng adalah salah satu komponen penting yang harus
dipenuhi dan semakin banyak dibutuhkan seiring dengan bertambahnya jumlah
penduduk. Alat pengepres genteng yang banyak dijumpai pada umumnya masih
menggunakan tenaga manusia. Hal ini menyebabkan produk genteng yang
dihasilkan masih terbatas, sehingga kebutuhan genteng masyarakat belum bisa
terpenuhi.
Dari hasil pencermatan di atas, maka akan dibuat suatu terobosan baru yaitu
sebuah alat pengepres genteng dengan menggunakan motor listrik. Alat
pengepres genteng yang akan dirancang ini berbeda dengan alat pengepres pada
umumnya. Alat pengepres yang dirancang dengan menggunakan motor listrik
sebagai penggerak utamanya, sehingga alat ini disebut sebagai mesin pengepres
genteng. Mesin pengepres genteng ini mempunyai ukuran yang lebih kecil dan
berat yang lebih ringan.
1.2 Tujuan Kerja Praktek
Maksud dari kerja peraktek ini mahasiswa diharapkan mampu melihat,
mengamati, memahami, mengimplementasikan, dan membandingkan operasi
dengan proses produksi yang dijalankan di perusahaan serta dapat memecahkan
suatu permasalahan yang ada di tempat pelaksanakan kerja praktek.
Adapun tujuan kerja praktek ini adalah sebagai berikut :
a. Mampu membuat sistem pengepresan yang dapat berfungsi dengan
baik.
b. Mampu membuat rangkaian transmisi pada mesin pengepres genteng.
1.3 Metodologi Pengumpulan Data
Proses pengumpulan data dilakukan untuk melengkapi dan mendukung kerja
praktek ini, adalah sebagai berikut :
Pengumpulan data di lapangan:
a. Observasi, yaitu pengumpulan data dengan pengamatan terhadap objek
kajian secara sistematis untuk mengetahui penelitian yang telah
direncanakan secara langsung.
b. Interview, yaitu pengumpulan data dengan cara mengadakan tanya jawab
secara langsung dengan karyawan dan teknisi pabrik.
c. Studi, litelatur, yaitu pengumpulan data dengan cara membaca dari sumber
referensi buku – buku representatif maupun internet.
1.4 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas diperoleh rumusan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimanakah ulir penekan pada mesin pres genteng ?
2. Bagaimanakah sistem transmisi yang meliputi roda gigi, pulley, dan
sabuk-V pada mesin pres genteng?
3. Bagaimanakah cara menentukan diameter poros pada mesin pres genteng ?
4. Bagaimana menentukan daya motor listrik pada mesin pres genteng ?
1.5 Batasan Masalah
Pada proses pembuatan mesin pengepres genteng ini dikhususkan pada
proses perancangannya saja. Proses perancangan hanya meliputi perancangan
sistem transmisi pada roda gigi, dan perancangan pulley.
1.6 Waktu dan Tempat Kerja Peraktek
a. Jadwal pelaksanaan kerja prakek
Jadwal pelaksanaan kerja praktek dilaksanakan dari bulan September 2014 –
Januari 2015
b. Tempat kerja praktek
Tempat kerja praktek bertempat di Pabrik Genteng Rai Karya, Jatiwangi -
Majalengka.
1.7 Sistematika Pembahasan
Dalam penulisan laporan kerja praktek ini penulis menyusun dalam berbagai
bab, dengan sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Latar belakang kerja praktek, tujuan kerja praktek, metodologi
pengumpulan data, waktu dan tempat kerja praktek, batasan
masalah, sistematika pembahasan.
BAB II LANDASAN TEORI
Sejarah perusahaan, landasan teori yang berkaitan dengan analisa
terhadap objek kajian.
BAB III METODE
Digram alir suatu proses perancangan mesin pengepres genteng.
BAB IV ANALISIS DATA
Data–data teknis dari mesin pengepres genteng bertenaga listik.
BAB V PEMBAHASAN
Perhitungan analisa yang dikaji.
BAB VI PENUTUP
Kesimpulan dan saran yang diperoleh dari pembahasan perancangan
mesin pengepres genteng dengan motor listrik.
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Pengertian Perancangan
Perancangan adalah kegiatan awal dari suatu rangkaian dalam proses
pembuatan produk. Tahap perancangan tersebut dibuat keputusan-keputusan
penting yang mempengaruhi kegiatan-kegiatan lain yang menyusulnya
(Dharmawan, 1999: 1). Sebelum sebuah produk dibuat terlebih dahulu dilakukan
proses perancangan yang nantinya menghasilkan sebuah gambar skets atau
gambar sederhana dari produk yang akan dibuat. Gambar skets yang telah dibuat
kemudian digambar kembali dengan aturan gambar sehingga dapat dimengerti
oleh semua orang yang ikut terlibat dalam proses pembuatan produk tersebut.
Gambar hasil perancangan adalah hasil akhir dari proses perancangan dan sebuah
produk dibuat setelah dibuat gambar-gambar rancangannya dalam hal ini gambar
kerja.
Perancangan dan pembuatan produk adalah dua kegiatan yang penting,
artinya rancangan hasil kerja perancang tidak ada gunanya jika rancangan tersebut
tidak dibuat, sebaliknya pembuat tidak dapat merealisasikan benda teknik tanpa
terlebih dahulu dibuat gambar rancangannya (Dharmawan, 1999:2). Mengenai
gambar rancangan yang akan dikerjakan oleh pihak produksi berupa gambar dua
dimensi yang dicetak pada kertas dengan aturan dan standar gambar kerja yang
ada.
2.2 Sistem Mekanik
Sistem mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem pres.
Pengepresan terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan menggerakan
poros berulir baik bergerak naik maupun turun. Karena poros berulir terhubung
dengan cetakan bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak jika poros juga
bergerak.
2.3 Pemilihan material teknik
Dalam perancangan elemen mesin ada beberapa aspek yang perlu
diperhatikan, salah satunya adalah pemilihan jenis material yang akan digunakan,
sebab pemilihan material tersebut akan berpengaruh pada kekuatan elemen dan
umur mesin tersebut.
Klasifikasi material teknik menurut Beumer (1985:9) dapat dilihat pada Gambar
2.1. Klasifikasi material Teknik.
Bahan Teknik
Non Logam Logam
Non Ferro Ferro
Besi Tuang Baja Besi
Tempa
Gambar 2.1. Klasifikasi Material Teknik
Ada beberapa aspek yang menjadi bahan pertimbangan seperti yang
diungkapkan oleh Amstead (1995:15). Dalam pemilihan bahan antara lain:
a. Pertimbangan Sifat, meliputi:
1) Kekuatan
2) Kekerasan
3) Elastisitas
4) Keuletan
5) Daya tahan terhadap panas
6) Muai panas
7) Sifat kelistrikan
8) Berat jenis
9) Sifat kemagnetan
10) Daya tahan fatik
11) Daya tahan mulur
12) Sifat mampu dukung
13) Kondukivitas panas
b. Pertimbangan Ekonomi, antara lain:
1) Ketersediaan barang
2) Waktu perngerjaan
3) Biaya pengerjaan
4) Biaya penyambungan
5) Biaya pemesinan
6) Harga bahan
c. Pertimbangan Fabrikasi, meliputi:
1) Mampu cetak
2) Mampu mesin
3) Mampu tempa
4) Mampu tuang
5) Kemudahan sambungan las
6) Perlakuan panas
2.4 Motor Listrik
Motor listrik merupakan suatu peralatan listrik yang berfungsi mengubah
energi listrik menjadi energi mekanis (Berahim, 1994: 3). Berdasarkan input arus,
motor listrik dibagi menjadi dua jenis yaitu motor arus searah (AC) dan motor
arus bolak-balik (DC). Motor listrik dapat lagi dikategorikan menjadi berbagai
jenis berdasarkan konstruksi dan mekanisme operasi. Lihat gambar 2.2.
Gambar 2.2. Klasifikasi Jenis Motor Listrik.
MOTOR LISTRIK
Tiga Fase
Sinkron
Motor Arus
Searah (DC)
Motor Arus Bolak-
Balik (AC)
Induksi
Satu Fase
Separately
Excited
Self Excited
Shunt Seri Campuran
Mekanisme kerja seluruh jenis motor secara umum adalah sama, yaitu arus
listrik menghasilkan medan magnet akan memberikan gaya. Gaya tersebut akan
menghasilkan tenaga putar/torque untuk memutar kumparan. Motor-motor
memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang
lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik
yang disebut kumparan medan. Jenis motor listrik yang digunakan pada mesin
pres genteng ini yaitu motor listrik jenis motor induksi satu fasa. Konstruksi dari
motor induksi terdiri dari stator merupakan bagian motor yang diam, rotor
merupakan bagian motor yang berputar, celah udara merupakan ruangan antara
stator dan rotor.
Untuk menghitung daya mesin, maka harus menghitung torsinya dulu :
Untuk menghitung torsi :
T = F x R ........................................................................................ (1)
T : Torsi
F : Gaya
R : Jari-jari poros berulir
Untuk menghitung daya motor (P)
..................................................................................... (2)
2.5 Transmisi
Transmisi pada umumnya dimaksudkan adalah sebagai suatu mekanisme
yang dipergunakan untuk memindahkan gerakan elemen mesin yang satu ke
gerakan elemen mesin yang selanjutnya.
Secara garis besar transmisi putar dapat di bagi atas :
a. Transmisi langsung
dimana sebuah piringan atau roda pada poros yang satu dapat menggerakkan
roda yang serupa pada poros kedua melalui kontak langsung.
Dalam kategori ini termasuk roda gesek dan roda gigi, seperti terlihat pada
gambar 2.3.
Gambar 2.3. Perpindahan oleh dua buah roda.
b. Transmisi tidak langsung, perpindahan di mana suatu elemen sebagai
penghubung antara sabuk atau rantai menggerakkan poros kedua. Transmisi
jenis ini digunakan bilamana jarak antara kedua poros cukup besar, sebab
kalau di terapkan perpindahan langsung, roda akan menjadi tidak praktis
besarnya, seperti yang terlihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Perpindahan oleh sabuk atau rantai.
Pada roda gesek dan sabuk, yang memindahkan gerakan poros yang satu ke
poros yang lain ialah gaya gesek. Keuntungannya ialah jika ada beban lebih akan
terjadi slip, jadi gaya tersebut agak bekerja seperti kopling slip, karena sabuk
bersifat elastic maka dapat meredam tumbukan dan getaran. Kerugiannya ialah
jumlah putaran poros yang digerakkan tidak seluruhnya dapat di tentukan karena
slip.
Pada roda gigi, rantai dan sabuk bergigi mempunyai sistem gigi sehingga
gerakan menjadi dipaksakan atau tanpa terjadi slip. Dalam suatu sistem transmisi,
roda gigi merupakan elemen yang paling banyak diterapkan karena cocok untuk
memindahkan daya yang sangat besar pada kecepatan putaran tingi. Namun roda
gigi memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam pembuatan, pemasangan dan
pemeliharaan.
2.5.1 Roda Gigi
Roda yang terbuat dari besi yang mempunyai gerigi pada permukaannya.
Bentuk gigi dibuat sedemikian rupa hingga dapat bekerja secara berpasangan dan
setiap pasangan terdapat sebuah roda gigi yang menggerakkan (driving gear) dan
sebuah roda gigi yang digerakkan (driven gear).
2.5.1 Klasifikasi Roda Gigi
Menurut letak poros, arah putaran dan bentuk jalur gigi, roda gigi
diklasifikasikan menjadi tiga yaitu :
1. Roda Gigi Dengan Poros Sejajar.
Adalah roda gigi di mana giginya berjajar pada dua bidang silinder (jarak
bagi lingkaran), kedua bidang tersebut bersinggungan dan yang satu
menggelinding pada yang lain dengan sumbu yang tetap sejajar.
a. Roda Gigi Lurus.
Merupakan roda gigi paling dasar dengan jalur gigi yang sejajar poros.
Pembuatannya paling mudah, tetapi menghasilkan gaya aksial sehingga cocok di
pilih untuk gaya keliling besar. Namun memiliki sifak bising pada putaran tinggi.
Dapat di lihat pada gambar 2.5.
Gambar 2.5. Roda gigi lurus.
b. Roda Gigi Miring.
Mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada jarak bagi lingkar. Pada
roda gigi miring, jumlah pasangan gigi saling membuat perbandingan kontak yang
lebih besar dari pada roda gigi lurus, sehingga pemindahan putaran dapat
berlangsung dengan halus, sangat cocok untuk mentransmisikan putaran tinggi
dan beban besar.
Roda gigi miring memerlukan kotak roda gigi yang lebih kokoh, karena
jalur gigi yang berbentuk ulir tersebut menimbulkan gaya reaksi yang sejajar
dengan poros, seperti yang terlihat pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. Roda gigi miring.
c. Roda Gigi Miring Ganda.
Mempunyai jalur gigi yang membentuk ulir pada jarak bagi lingkar yang
lebih luas dari pada gigi lurus. Roda gigi ini dapat memindahkan perbandingan
reduksi, kecepatan keliling dan daya yang besar, tetapi pembuatannya agak sukar,
seperti terlihat pada gambar 2.7.
Gambar 2.7. Roda gigi miring ganda.
d. Roda Gigi Dalam.
Dipakai jika diinginkan alat transmisi dengan ukuran kecil, dengan
perbandingan reduksi besar karena pinyon terletak di dalam roda gigi. Baik untuk
mentransmisikan putaran dengan ruduksi yang besar, seperti pada gambar 2.8.
Gambar 2.8. Roda gigi dalam.
e. Pinyon dan Batang Bergigi.
Pasangan antara batang bergigi dan pinyon di gunakan untuk merubah
gerakan putaran menjadi gerak lurus atau sebaliknya gerak lurus menjadi gerak
putar, seperti pada gambar 2.9.
Gambar 2.9. Pinyon dan batang bergigi.
2 Roda Gigi Dengan Sumbu Berpotongan.
Bentuk dasarnya adalah dua buah kerucut dengan puncak gabungan yang
saling menyinggung menuru sebuah garis lurus.
a. Roda Gigi Kerucut Lurus.
Roda gigi kerucut lurus dengan gigi lurus adalah yang paling banyak di buat
dan paling sering digunakan tetapi sangat berisik karena perbandingan kontaknya
yang kecil. Konstruksi tidak memungkinkan pemasangan bantalan pada kedua
ujung poros – porosnya, seperti pada gambar 2.10.
Gambar 2.10. Roda gigi kerucut lurus.
b. Roda Gigi Kerucut Spiral.
Mempunyai perbandingan kontak yang lebih besar dari pada roda gigi
kerucut lurus, sehingga dapat meneruskan putaran tinggi dan beban besar. Sudut
poros roda gigi kerucut spiral biasanya di buat 90 Derajat, seperti pada gambar
2.11.
Gambar 2.11. Roda gigi kerucut spiral.
c. Roda Gigi Permukaan.
Cocok untuk memindahkan daya besar, namun berisik pada putaran tinggi
karena perbandingan kontaknya yang kecil, lihat gambar 2.12.
Gambar 2.12. Roda gigi permukaan
3 Roda Gigi Poros Bersilang.
Bentuk dasarnya ialah dua buah silinder atau kerucut yang letak porosnya
saling bersilangan satu sama lain.
a. Roda Gigi Miring Silang.
Roda gigi miring silang mempunyai perbandingan bidang kontak yang besar
sehingga cocok mentransmisikan putaran tinggi, lihat pada gambar 2.13.
Gambar 2.13. Roda gigi miring bersilang.
b. Roda Gigi Cacing Silindris.
Dapat meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang besar namun
berisik pada putaran tinggi, lihat pada gambar 2.14.
Gambar 2.14. Roda gigi cacing silindris.
c. Roda Gigi Cacing Globoid.
Dapat meneruskan putaran dengan perbandingan reduksi yang besar dan
mampu mentransmisikan daya yang lebih besar bila di bandingkan dengan roda
gigi cacing silindris karena roda gigi cacing globoid mempunyai perbandingan
kontak yang lebih besar, seperti pada gambar 2.15.
Gamabar 2.15. Roda gigi cacing globoid.
d. Roda Gigi Hipoid.
Mempunyai jalur gigi yang berbentuk spiral pada bidang kerucut yang
sumbunya bersilang dan pemindahan daya pada permukaan gigi berlangsung
secara meluncur dan menggelinding, lihat pada gambar 2.16.
Gambar 2.16. Roda gigi hipoid.
Untuk mencari jumlah gigi pada roda gigi maka digunakan rumus sebagai
berikut :
........................................................................................... (3)
Perbandingan reduksi (i) dari motor listrik ke roda gigi adalah sebagai berikut :
id
Di
n
n
p
p
2
1 ..................................................................................... (4)
Perbandingan reduksi (i) dari motor listrik ke pulley pengepres genteng adalah
sebagai berikut :
id
Di
n
n
p
p
2
1
...................................................................................... (5)
Dimana :
n1 : putaran poros awal
n2 : putaran poros akhir
Z : jumlah gigi
2.5.2 Pulley
Pulley adalah suatu alat mekanis yang digunakan sebagai sabuk untuk
menjalankan sesuatu kekuatan alur yang berfungsi menghantarkan suatu
daya.Pulley dapat dibagi dalam beberapa jenis diantaranya
1. Sheaves/V-Pulley
Paling sering digunakan untuk transmisi, produk ini digerakkan oleh V-
Belt.karena kemudahannya dan dapat diandalkan.
2. Variable Speed Pulley
Perangkat yang digunakan untuk mengontrol kecepatan mesin. Berbagai
proses industri seperti jalur perakitan harus bekerja pada kecepatan yang berbeda
untuk produk yang berbeda. Dimana kondisi memproses kebutuhan penyetelan
aliran dari pompa atau kipas, memvariasikan kecepatan dari drive mungkin
menghemat energi dibandingkan dengan teknik lain untuk kontrol aliran.
Pulley dapat digunakan untuk mentransmisikan daya dari poros satu ke
poros yang lain melalui sistem transmisi penggerak berupa flat belt, V-belt atau
circular belt.
Perhitungan pada diameter pulley :
......................................................................................... (6)
2.5.3 Sabuk-V
Sabuk-V merupakan sabuk yang tidak berujung dan diperkuat dengan
penguat tenunan dan tali. Sabuk-V terbuat dari karet dan bentuk penampangnya
berupa trapesium. Bahan yang digunakan untuk membuat inti sabuk itu sendiri
adalah terbuat dari tenunan tetoron.
Penampang puli yang digunakan berpasangan dengan sabuk juga harus
berpenampang trapesium juga. Puli merupakan elemen penerus putaran yang
diputar oleh sabuk penggerak.
Bagian sabuk yang sedang membelit pada puli mengalami lengkungan
sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar (Sularso, 1997:163). Gaya
gesekan yang terjadi juga bertambah karena bentuk bajinya yang akan
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah.
Adapun bentuk konstruksi macam-macam penampang sabuk-V yang umum
dipakai terlihat pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17. Penampang Sabuk-V
2211 xdnxdn
Pemilihan penampang sabuk-V yang cocok ditentukan atas dasar daya
rencana dan putaran poros penggerak. Daya rencananya sendiri dapat diketahui
dengan mengalihkan daya yang akan diteruskan dengan faktor koreksi yang ada.
Lazimnya sabuk tipe-V dinyatakan panjang kelilingnya dalam ukuran inchi. Jarak
antar sumbu poros harus sebesar 1,5 sampai dua kali diameter puli besar (Sularso,
1997:166).
Sudut lilit atau sudut kontak dari sabuk pada alur puli penggerak harus
diusahakan sebesar mungkin untuk mengurangi selip antara sabuk dan puli dan
memperbesar panjang kontaknya.
Transmisi sabuk dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu sabuk rata,
sabuk dengan penampang trapesium, dan sabuk dengan gigi. Sebagian besar
ransmisi sabuk menggunakan sabuk-V karena mudah pemakaiannya dan harganya
yang murah. Kelemahan dari sabuk-V yaitu transmisi sabuk dapat memungkinkan
untuk terjadinya slip. Oleh karena itu, maka perencanaan sabuk-V perlu dilakukan
untuk memperhitungkan jenis sabuk yang digunakan dan panjang sabuk yang
akan digunakan.
Perhitungan yang digunakan dalam sabuk-V adalah :
a. Daya rencana (Pd)
PfcPd ........................................................................... (7)
Dimana:
P : Daya
Fc : Faktor koreksi
Pd : Daya rencana
b. Momen rencana pada sabuk-V (T1,T2)
)(101
5
1n
PdgT .............................................................. (8)
)(102
5
2n
PdgT ................................................................ (9)
Dimana :
g : gaya gravitasi
Pd : Daya Rencana
n1 : Putaran Penggerak
n2 : Putaran yang digerakan
c. Tenaga geser yang dizinkan ( a ) adalah
)( 21 SfSf
Ba
...................................................................... (10)
d. Kecepatan sabuk (v)
100060
1
ndv
p ........................................................................ (11)
2.6 Poros
Poros merupakan elemen mesin yang berbentuk batang dan pada umumnya
berpenampang lingkaran, berfungsi memindahkan putaran atau mendukung suatu
beban dengan suatu atau tanpa meneruskan daya.
Dilihat dari fungsinya poros dibedakan atas:
1. Poros dukung
2. Poros transmisi
3. Gabungan poros dukung dan transmisi
Pada mesin pres genteng ini menggunakan poros transmisi.
Hal-hal penting dalam merencanakan poros antara lain:
a. Kekuatan poros
Suatu poros mengalami beban puntir, beban lentur, beban tarik, dan beban
tekan. Kelelahan tumbukan atau konsentrasi tegangan pada poros dan alur pasak,
harus diperhatikan.
b. Kekakuan poros
Sebuah poros dengan kekuatan yang cukup jika lenturan atau defleksi
puntirnya terlalu besar dapat berakibat ketidak telitian pada mesin pengepres
genteng atau getaran dan suara pada reduser.
c. Putaran kritis
Bila putaran suau mesin dinaikkan maka pada suau harga putaran tertentu
dapat terjadi getaran yang luar biasa besarnya. Putaran ini disebut putaran kritis.
Hal ini erjadi pada poros dan dapat mengakibakan kerusakan pada poros dan
bagian-bagian yang lainnya. Poros harus direncanakan sedemikian rupa hingga
putaran kerjanya lebih rendah dari pada putaran kritisnya.
d. Korosi
Poros pada mesin pengepres genteng ini harus sering dilumasi
menggunakan minyak pelumas sehingga tidak akan mudah korosi.
e. Material poros
Mesin pengepres genteng ini menggunakan poros dengan material
aluminium. Adapun penggolongannya dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Penggolongan Poros
Golongan Kadar C (%)
Baja lunak
Baja liat
Baja agak keras
Baja keras
Baja sangat keras
-0,15
0,2-0,3
0,3-0,5
0,5-0,8
0,8-1,2
(Sularso, 1997 : 4).
Poros yang umumnya meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi, dan rantai
akan mendapatkan beban puntir dan lentur sehingga pada permukaan poros
akan mengalami tegangan geser (Sularso 1997: 17). Perhitungan yang digunakan
dalam merancang poros utama yang mengalami beban puntir dan beban lentur.
Perhitungan yang digunakan dalam merancang poros antara lain:
a. )(kWPfPd c .................................................................. (12)
Dimana:
Pd : Daya rencana
fc : Faktor koreksi
P : Daya nominal
a. Peritungan untuk momen rencana pada poros :
1
51074,9n
PT d ...................................................................... (13)
Dimana:
T : Momen rencana
n1 : Putaran poros
b. Perhitungan tegangan geser yang diizinkan pada poros :
21 SfSfBa .................................................................... (14)
Dimana:
a : Tegangan geser yang diizinkan (kg/mm2)
B : Kekuatan tarik
Sf1 : Faktor keamanan
Sf2 : Pengaruh-pengaruh
c. Perhitungan diameter pada poros :
31
1,5
TCKd bt
a
s
.................................................................... (15)
Dimana:
Kt : Faktor koreksi
Cb : Faktor karena beban lentur
2.7 Ulir Penekan
pada dasarnya, guna ulir adalah sebagai pengikat, pengantar atau
penggerak bentuknya bermacam-macam, misalnya berbentuk segitiga tiga, segi
empat, trapesium dan lain-lain.
Dalam perancangan ini ulir digunakan untuk menekan cetakan kebawah
ataupun menarik cetakan ke atas.
Material : St. 42
W : 22,5 kg
Dari data diatas maka dapat dihitung diameter poros berulir yaitu dengan cara:
.............................................................................. (16)
....................................................................... (17)
A : luas Penampang
W : Beban
Perhitungan untuk diameter poros berulir :
............................................................................................... (18)
D : diameter
Untuk torsinya (T) adalah:
................................................................................................. (19)
2.8 Tinjauan Perusahaan
2.8.1 Struktur Organisasi Perusahaan
Struktur organisasi menggambarkan tentang wewenang dan tanggung jawab
dari setiap bagian untuk menjalankan kerja sama antar individu untuk mencapai
tujuan yang telah ditetapkan.
Adapun struktur organisasi Pabrik Genteng Rai Karya adalah sebagai
berikut:
1. Pemilik Pabrik
2. Kepala Produksi
3. Kepala Bagian Teknik
4. Mandor
5. Karyawan
Untuk lebih jelas mengenai struktur organisasi Pabrik Genteng Rai Karya
digambarkan dalam bentuk bagan berikut :
Gambar 2.18. Struktur Organisasi Pabrik Genteng Rai Karya
2.8.2 Uraian Jabatan
Setiap jabatan yang ada di Pabrik Genteng Rai Karya mempunyai
kewajiban (job desk) sebagai berikut:
1. Pimpinan Pabrik
Bertanggung jawab atas seluruh bagian/ fungsional perusahaan.
Mengatur dan berwenang atas operasional perusahaan.
Memimpin dan mengelola intern perusahaan.
2. Kabag Produksi
Bertanggung jawab pada seluruh produksi genteng.
3. Kabag Teknik
Bertanggung jawab dalam memperbaiki kerusakan alat pada
produksi genteng.
4. Mandor
Memimpin atas produksi dan mengawasi kegiatan opersional
pabrik.
5. Karyawan
Menjalankan proses produksi genteng.
BAB III
METODE PERANCANGAN
3.1 Diagram Alir Proses Perancangan
Diagram alir adalah suatu gambaran utama yang dipergunakan untuk dasar
dalam bertindak. Seperti halnya pada perancangan ini diperlukan suatu diagram
alir yang bertujuan untuk mempermudah dalam pelaksanaan proses perancangan.
Diagram alir proses perancangan secara umum digambarkan sebagai
berikut:
Kebutuhan
Start
Analisis masalah
Dan
Spesifikasi masalah
Pernyataan
masalah
A
Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Perancangan Mesin Pengepres Genteng
Perancangan konsep
A
Sket terpilih
Pemodelan
Analisis teknik
Gambar
Finish
NO
YES
NO
YES
D
Perancangan pada mesin pengepres genteng ini mempunyai perhitungan
yang dapat digambarkan seperti diagram alir dibawah ini.
Gambar 3.2. Diagram alir perhitungan proses perancangan mesin pengepres
genteng
Start
Perhitungan diameter ulir penekan (D)
Perhitungan transmisi
(roda gigi, pulley, dan sabuk V)
Prhitungan poros roda gigi (ds)
Finish
D
perhitungan daya mesin (P)
3.2 Pernyataan Kebutuhan
Dari hasil survey maka dibutuhkan mesin pengepres genteng yang tidak
membutuhkan tenaga manusia yang besar, memiliki dimensi yang lebih kecil
dibandingkan dengan mesin yang sudah ada. Tetap menggunakan material logam
agar lebih kokoh dan lebih awet. Mesin pres genteng ini harus mudah dalam
pengoperasiannya dan perawatan yang tidak terlalu rumit.
3.3 Analisis Kebutuhan
1. Standar Penampilan
Mesin pengepres genteng ini mempunyai konstruksi yang mudah dalam
pengoperasiannya bagi pengguna. Dasar yang dipakai adalah produk serupa yang
telah dimodifikasi dari alat/mesin yang sudah ada di pasaran. Sistem kerja mesin
menggunakan penggerak motor listrik. Proses pengepresan menggunakan tenaga
motor listrik dan tidak menggunakan tenaga yang besar.
Karena menggunakan oli sebagai pelumas maka diberi warna hitam agar
tidak terlihat terlalu kotor saat berproduksi, selain itu warna hitam memberi kesan
yang kokoh pada produk.
2. Target Keunggulan Produk.
Sasaran keunggulan yang ingin dicapai dari mesin pengepres genteng ini
adalah :
a. Bahan baku mudah dicari.
b. Tidak memerlukan tenaga yang besar karena menggunakan motor
listrik untuk mengepres.
c. Pengoperasian mesin mudah, pertama tekan saklar ON CW untuk
menghidupkan mesin kemudian tekan saklar ON CCW dan saklar
otomatis untuk menurunkan atau menaikan cetakan. Dengan
menggunakan limit switch maka tinggi dan rendah pengepresan
dapat diatur.
d. Selain itu masih ada tombol otomatis untuk menggerakkan cetakan
naik dan turun dengan hanya menekan tombol satu kali.
e. Pemeliharaan dan perawatannya cukup mudah. Hanya dengan
membersihkan bagian yang kotor dan memberikan pelumas pada
bagian yang bergerak atau berputar.
3.4 Pertimbangan Perancangan
1. Pertimbangan Teknis
Pertimbangan teknis dalam hal ini lebih dititikberatkan pada :
a. Kemudahan dalam pengoperasian alat.
b. Pemasangan dan pembongkaran yang relatif lebih mudah.
c. Material yang digunakan mudah diperoleh di pasaran.
d. Konstruksi yang kuat untuk menambah umur alat.
2. Pertimbangan Ekonomi
Pertimbangan ekonomi pada pembuatan mesin pengepres genteng ini
dititikberatkan pada pemilihan bahan yang digunakan dan kecanggihan produk.
Bahan-bahan yang digunakan relatif murah harganya dan mudah untuk
mendapatkannya. Materila yang digunakan antara lain, Mild Steel (ST-37), profil
U 50 x 50 x 5 mm. kecanggihan produk karena telah didesain secara semi
otomatis.
3. Pertimbangan Ergonomis
Pertimbangan ergonomis dalam pembuatan mesin pengepres genteng ini
adalah sebagai berikut :
a. Proses pengepresan yang mudah dan tidak membahayakan pengguna.
b. Dengan dimensi yang sedang (1000 mm x 500 mm x 850 mm), tidak
membutuhkan tempat yang luas dan memungkinkan alat mudah untuk
dipindah tempat.
c. Getaran yang dihasilkan mesin tidak terlalu besar karena pada motor
listrik diberikan bantalan dari karet yang memungkinkan getaran yang
dihasilkan dari motor listrik dapat teredam.
3.5 Tuntutan Perancangan
1. Tuntutan Konstruksi
a. Mesin pengepres genteng ini dapat dioperasikan dengan mudah.
b. Perakitan rangka menggunakan sambungan las, rangka ini dibuat agar
tidak mudah bergerak karena tersusun oleh besi siku dan rangka
mampu menahan getaran yang dihasilkan dari motor penggerak yang
berputar 1400 rpm dengan daya sebesar 1 HP.
c. Tinggi rendahnya pengepresan dapat mudah diatur, hanya dengan
menyetting limit switch.
2. Tuntutan Ekonomi
Mesin pengepres genteng dengan penggerak motor listrik yang dibantu
transmisi puli ganda dan sabuk-V tersebut diharapkan mampu mempercepat
proses produksi dengan tenaga kerja yang seminimal mungkin. Selain itu biaya
yang dikeluarkan dalam pembuatan maupun perakitannya dapat terpenuhi dari
hasil produksi alat tersebut.
3. Tuntutan Pemeliharaan dan Perawatan
Pemeliharaan dan perawatannya cukup mudah. Hanya dengan
membersihkan bagian yang kotor dan memberikan pelumas pada bagian yang
bergerak atau berputar
4. Tuntutan Pengoperasian
a. Jika saklar ON (gerak turun) ditekan maka motor akan berputar dan
motor akan memutar puli, puli yang terhubung dengan roda gigi
payung akan ikut berputar dengan adaya belt,
b. Puli ini terhubung dengan roda gigi payung pada posisi horisontal,
c. Kemudian roda gigi payung ini akan memutar roda gigi payung
vertikal
d. Roda gigi payung ini terdapat ulir dalam yang berfungsi mengikat
poros berulir, maka jika roda gigi ini berputar poros akan bergerak
kebawah
e. Jika poros berulir ini bergerak maka cetakan bagian atas yang
diikatkan pada ujung poros ini akan ikut bergerak dan bergabung
dengan cetakan bagian bawah maka terjadi proses pengepresan
f. Pada cetakan bagian bawah terdapat LS sebagai pemutus arus listrik,
maka ketika cetakan atas dan bawah tergabung putaran motor sudah
terhenti,
g. Kemudian tekan tombol ON (gerak naik) sehingga motor akan
berputar berlawanan arah dan cetakan bergerak ke atas,
h. Namun sebelum cetakan naik sampai posisi maksimum maka arus
listrik akan terputus oleh LS kedua sehingga motor akan terhenti,
i. Atau bisa langsung dimatikan dengan tombol OFF. Kemudian cetakan
bagian bawah ditarik ke depan dan hasil cetakan bisa diambil
5. Tuntutan Fungsi
Karena menggunakan motor listrik maka diharapkan alat ini dapat
mempercepat proses pembuatan genteng tanpa memerlukan tenaga yang besar.
Mesin pres ini menggunakan motor listrik sehingga tidak membutuhkan
tenaga manusia yang terlalu besar, walaupun menggunakan motor tetapi tidak
menimbulkan suara yang bising. Alat ini nantinya harus dapat diterima oleh
masyarakat dan menggantikan mesin pres genteng yang sudah ada di pasaran.
Berdasarkan hal-hal tersebut maka spesifikasi yang dibuat harus memiliki
persyaratan yang terdiri dari dua kategori yakni keharusan dan keinginan. Berikut
ini adalah daftar spesifikasi dari alat yang dimaksud :
Tabel 3.1. Tuntutan Perancangan Mesin Pengepres Genteng
No.
Tuntutan
Perancangan
Persyaratan
Tingkat
Kebutuhan
1. KINEMATIKA Mekanismenya mudah beroperasi D
2. GEOMETRI 1. Panjang sekitar 1000mm
2. Lebar sekitar 500 mm
3. Tinggi bekisar 850mm
D
D
D
3. ENERGI 1. Menggunakan tenaga motor
2. Dapat diganti tenaga penggerak
lain
D
W
4. MATERIAL 1. Mudah didapat
2. Terjangkau harganya
3. Baik mutunya
5. Sesuai dengan standar umum
6. Memiliki umur pakai yang
panjang
7. Mempunyai kekuatan yang baik
D
D
W
D
D
D
5. ERGONOMI 1. Nyaman dalam penggunaan
2. Tidak bising
D
D
3. Mudah dioperasikan D
6. SINYAL 1. Petunjuk pengoperasian mudah
dimengerti
D
7. KESELAMATAN 1. Konstruksi harus kokoh
2. Tidak bising
D
D
8. PRODUKSI 1. Dapat diproduksi bengkel kecil
2. Biaya produksi relatif rendah
3. Dapat dikembangkan kembali
W
W
W
9. PERAWATAN 1. Biaya perawatan murah
2. Suku cadang mudah didapat
3. Perawatan mudah dilakukan
D
D
D
10. TRANSPORTASI 1. Mudah dipindahkan
2. Tidak perlu alat khusus untuk
memindah
W
W
Keterangan :
1. Keharusan ( demands ) disingkat D, yaitu syarat mutlak yang harus
dimiliki mesin bila tidak terpenuhi maka mesin tidak diterima.
2. Keinginan ( Wishes ) disingkat W, yaitu syarat yang masih bisa
dipertimbangkan keberadaanya agar jika mungkin dapat dimiliki oleh
mesin yang dimaksud.
Secara fungsional alat ini memiliki komponen sebagai berikut :
1. Profil rangka mesin
2. Penggerak
3. Sistem Transmisi
4. Sistem pengepresan
5. Cetakan (pres genteng)
Dari data di atas maka didapat gambaran komponen yang akan membentuk
mesin pengepres genteng yang sedang dirancang. Dengan demikian maka dapat
disusun suatu skema klasifikasi yang disebut matriks morfologi, dan lebih
jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Tabel 3.2. Matriks Morfologi Mesin Pengepres Genteng
No.
Sub
Komponen
Varian yang mungkin
1 2 3
1. rangka
(Pipa)
(Besi U)
Besi Siku
2. penggerak
(Manual)
(Motor listrik)
(Motor disel)
3.
Sistem
transmisi
4. Sistem
pengepresan
5. Cetakan
Baja cor
Aluminium
6. Transmisi
(Rantai)
(V – belt)
Dari tabel matriks morfologi mesin pengepres genteng yang terpilih adalah
sebagai berikut:
Tabel 3.3. Komponen mesin pres genteng yang terpilih
3.6 Pernyataan kontruksi
Kebutuhan disini mencakup gaya dan kapasitas mesin. Kapasitas mesin
direncanakan yaitu dapat menghasilkan 60 genteng dalam satu jam, sedangkan
gaya yang dibutuhkan mesin ini untuk dapat mengepres genteng yaitu sebesar 45
kg. Konstruksi mesin dapat digambarkan pada gambar 4.2.
No Nama komponen Jenis komponen
1 Profil rangka profil U (besi U)
2 Penggerak utama motor listrik
3 Sistem transmisi Roda gigi hypoid
4 Sistem pengepresan Poros berulir
5 Cetakan baja cor 270x360mm
6 Transmisi v-belt
Gambar 3.3. konstruksi mesin pres genteng
Sistem mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem pres.
Pengepresan terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan menggerakan
poros berulir baik bergerak naik maupun turun. Karena poros berulir terhubung
dengan cetakan bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak jika poros juga
bergerak. Sedangkan untuk cetakan genteng memiliki ukuran 360x255x74 mm.
Gaya yang dibutuhkan untuk melakukan pengepresan yaitu sebesar 45 kg.
3.7 Motor listrik
Daya yang terjadi pada cetakan untuk menekan genteng dengan gaya
sebesar 45 kg sekitar 0,6 HP. Sehingga agar mesin mampu bekerja sesuai dengan
kapasitas daya yang dibutuhkan, maka pemilihan spesifikasi motor listrik sebagai
tenaga penggerak harus sesuai dengan kebutuhan dayanya. Untuk memenuhi
kebutuhan daya pada mesin pengepres genteng ini digunakan motor dengan daya
1 HP.
Spesifikasi motor listrik yang digunakan pada mesin pengepres genteng
adalah:
Motor AC satu fasa dengan
n = 1400 rpm
Daya = 1 HP
Frekuensi = 50 Hz
Tegangan = 110/ 220 V
3.8 Transmisi
Sistem transmisi dalam mesin pres genteng meliputi :
1. Jumlah gigi pada roda gigi
2. Momen rencana dan kecepatan sabuk V
3. Diameter pulley
3.9 Ulir Penekan
Ulir adalah salah satu komponen yang dipakai dalam mesin pres genteng,
guna untuk menarik dan menekan cetakan, dalam hal ini maka terdapat
pembahasan mengenai diameter ulir penekan.
3.10 Gambar
Gambar 3.4. Mesin Pres Genteng
Keterangan gambar :
1. Motor listrik
2. Pulley ganda 14”
3. Bearing
4. Poros berulir
5. Roda gigi hypoid
6. Bearing poros
7. Cetakan atas
8. Poros cetakan
9. Rangka
10. Pegangan Cetakan
BAB IV
ANALISA DATA
4.1 Kajian Singkat Produk
Dalam Kerja Praktek ini, penulis akan coba menganalisis dan merancang
mesin pengepres genteng dengan menggunakan motor listrik sebagai
penggeraknya. Sistem mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem
pres. Pengepresan terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan
menggerakan poros berulir baik bergerak naik maupun turun. Karena poros berulir
terhubung dengan cetakan bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak jika poros
juga bergerak.
Sistem transmisi mesin pengepres genteng ini menggunakan 2 buah roda
gigi yaitu roda gigi hypoid dan roda gigi pinion dan 2 buah pulley yang berukuran
masing-masing 2 inchi dan 14 inchi. Pulley tersebut digunakan untuk meneruskan
putaran motor listrik. Kemudian pulley tersebut terhubung dengan poros transmisi
yang akan menggerakan roda gigi.
Mengacu dari keterangan pengepresan seperti di atas, selain pasangan poros
ulir, rangka mesin dan kelengkapannya maka pada mesin pengepres genteng ini
perlu dirancang suatu sistem kontrol tertentu. Untuk menggerakan poros penekan
cetakan agar bisa bergerak naik dan turun maka kita perlu mengubah arah putaran
dari motor listrik. Agar motor listrik dapat berputar dua arah, maka perlu
dibuatkan rangkaian listriknya. Dengan memanfaatkan dua buah relay (magnetic
contactor), maka kita bisa mengubah putaran motor listrik ke kanan atau ke kiri.
4.2 Tuntutan Alat/Mesin Dari Sisi Calon Pengguna
Pada saat ini umumnya pembuat genteng masih menggunakan mesin yang
dioperasikan dengan cara manual. Pengepresan dilakukan dengan memutar handel
yang berada di atas cetakan yang dihubungkan dengan poros berulir sehingga
mengakibatkan naik dan turunnya cetakan.
Mesin tersebut masih memiliki ukuran yang cukup besar, dengan terbuat
dari logam maka berat mesin tersebut juga lumayan berat. Dengan terbuat dari
logam maka mesin tersebut cukup tahan lama. Karena masih manual maka mesin
ini menggunakan tenaga manusia untuk menggerakan cetakan naik atau turun.
Mesin pres yang ada ukurannya cukup besar sehingga untuk mengepres atau
menurunkan cetakan putarannya membutuhkan tenaga cukup besar dan
melelahkan.
Mesin pengepres genteng harus dapat mempermudah proses pengepresan.
Maka proses manual tersebut di ubah menjadi semi otomatis, disebut semi
otomatis karena masih membutuhkan tenaga manusia.
Adapun tuntutan-tuntutan dari alat tersebut antara lain :
a. ukuran mesin yang tidak terlalu besar.
b. untuk pengepresan tidak memerlukan tenaga manusia yang terlalu besar.
c. proses produksi menjadi lebih cepat, sehingga produksivitas meningkat.
d. mudah dalam penggunaan dan perawatannya.
4.3 Analisis Morfologi Mesin
Mesin pengepres genteng ini dirancang untuk mengepres dengan maksimal.
Proses pengepresan dilakukan dengan cara otomatis, yaitu dengan menggunakan
sistem kontrol. Mesin ini digerakkan oleh motor listrik 1 HP dengan transmisi
pulley dan roda gigi. Gerak putar dari motor listrik ditransmisikan ke pulley
penggerak, dan dengan v-belt putaran diteruskan ke pulley yang digerakkan dan
diteruskan oleh poros horisontal yang memutarkan roda gigi pinion. Roda gigi
pinion menggerakkan roda gigi hypoid. Dibagian tengah roda gigi hypoid tersebut
terdapat sebuah ulir dalam segi empat. Ulir dalam ini berpasangan dengan ulir luar
segi empat. Dengan adanya ulir luar dan ulir dalam segi empat tersebut, maka
gerak putar dari motor listrik diubah menjadi gerak lurus, yang nantinya akan
dimanfaatkan untuk proses pengepresan.
Untuk menggerakan cetakan agar bisa bergerak naik dan turun maka kita
perlu mengubah arah putaran dari motor listrik. Agar motor listrik dapat berputar
dua arah, maka perlu dibuatkan rangkaian listriknya. Dengan memanfaatkan dua
buah relay (magnetic contactor), maka kita bisa mengubah putaran motor listrik
ke kanan atau ke kiri. Selain relay juga diperlukan komponen lain seperti: timer,
push button (PB), limit switch (LS) dan kawat-kawat penghantar.
Secara garis besar pertimbangan dalam merancang alat ini berdasarkan pada :
1. Secara teknis alat harus dapat dipertanggungjawabkan, dalam hal ini alat
harus :
a. Memiliki ukuran yang tidak terlalu besar sehingga tidak memakan
tempat.
b. Mudah dioperasikan sehingga memungkinkan digunakan oleh semua
orang.
2. Secara ekonomi menguntungkan (ekonomis), hal ini terkait dalam :
a. Daya motor yang tidak terlalu besar sehingga dapat menekan penggunaan
listrik.
3. Secara sosial dapat diterima
Adapun spesifikasi mesin dapat dilihat pada gambar :
Tabel 4.1. Tabel Spesifikasi Mesin Pres Genteng
No Nama Bagian Keterangan
1. Motor listrik ESSEN
1 HP
1400 rpm
2. Pulley ganda Material : Baja cor
Diameter : 2” dan 14”
3. Kerangka Material :
Besi U dengan ukuran 50 x 50 x 5 mm
4. Poros berulir Material :
ST-42 dengan = 42 kg/mm2
Diameter : 34,69 mm, panjang : 393 mm
5. Poros pulley ganda Material :
Mild Steel (ST-37) dengan = 37 kg/mm2
Diameter: 30 mm
6. Poros cetakan Material :
Mild Steel (ST-42) dengan = 42 kg/mm2
Diameter : 37 mm
7. Dudukan cetakan Material :
Mild Steel (ST-37) dengan = 37 kg/mm2
8. Pegangan cetakan Mild Steel (ST-37) dengan = 37 kg/mm2
Diameter : 20 mm
9. Dudukan poros
berulir
Mild Steel (ST-37) dengan = 37 kg/mm2
Diameter : 69 mm
Tinggi : 37 mm
4.1 Prinsip kerja mesin pres genteng
Gambar 3.9. Prinsip kerja dari mesin pengepres genteng
Keterangan gambar :
1. Arah putaran belt
2. Pulley
3. Arah naik turun poros berulir
4. Arah putaran roda gigi
5. Cetakan atas
6. Belt
7. Motor listrik
4.2 Konstruksi Rangka
Kekakuan dan kekokohan kerangka dapat ditambah dengan cara pengelasan
dan pembautan. Ada dua tipe sambungan las yang paling umum adalah 45˚ dan
sudut takik. Dalam perencanaan konstruksi rangka mesin pengepres genteng ini
menggunakan sambungan las, karena lebih mudah dan hasilnya lebih kuat.
Berat motor kurang lebih 10 kg. Batang yang digunakan pada rangka ini
adalah baja siku ST 37 ukuran 50 x 50 x 5 mm dengan kekuatan tarik maksimal
37 kg/mm2.
4.3 Perbandingan
Pada perbandingan ini bahwasanya kinerja pada mesin yang akan
dimaksimalkan akan sering sekali mengalami kemacetan,, dikarenakan cetakan
diangkat langsung oleh putaran pulley, sedangkan cetakan tersebut mempunyai
beban yang cukup besar.
Dengan perancangan ini mesin pres genteng akan dimaksimalkan dengan
menambah roda gigi hypoid yang brfungsi untuk mengangkat cetakan atas,
sehingga beban pada pulley akan berkurang dan pengoprasianpun tidak terhambat
kembali. lihat gambar.
BAB V
PEMBAHASAN
5.1 Perhitungan daya motor
Untuk menghitung daya mesin(P) terlebih dahulu dihitung torsinya (T)
T= F x R
Keterangan:
R= jari-jari poros berulir maka,
T= 45 x 17,5 = 787,5
Maka daya mesin (P) yaitu:
= 0,53 HP
5.2 Perhitungan Transmisi
Apabila Pd adalah daya yang direncanakan. Daya yang direncanakan adalah
daya normal maka faktor koreksi yang digunakan adalah 1, 1 HP sama dengan
0.735 kW maka dapat dihitung dengan rumus seperti di bawah ini:
Pd = Fc . P (kW)
= 1 . 0,735 kW
= 0,735 kW
Keterangan :
Pd = Daya rencana (kW)
Fc = Faktor koreksi ( lampiran3 )
P = Daya (kW)
a. Diameter pulley dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
2211 xdnxdn
Pada perhitungan ini, dimisalkan diambil D1 = 5,08 cm dengan n1 = 1400 rpm dan
n2 = 200 rpm, maka:
1400 x 5,08 cm = 200 x D2
7112 = 200 x D2
D2 = 35,56 cm (14 inch)
b. jumlah gigi pada roda gigi maka digunakan rumus sebagai berikut :
Dimisalkan Z1 = 9, maka:
n3x Z2 = n2 x Z1
49xZ2 = 200 x 9
49Z2 = 1800
Z2 = 1800/49
Z2 = 36,7 (37)
Jadi, diameter puli dan jumlah gigi yang digunakan dalam mesin pengepres
genteng adalah sebagai berikut :
D1 = 5,08 mm. (2 inch)
D2 = 35,6 mm. (14 inch)
Z1 = 9 gigi.
Z2 = 37 gigi.
Sehingga, perbandingan reduksi (i) dari motor listrik ke pulley pengepres
genteng adalah sebagai berikut :
id
Di
n
n
p
p
2
1
Kemudian perbandingan reduksi (i) dari motor listrik ke roda gigi adalah
sebagai berikut :
id
Di
n
n
p
p
2
1
dimana:
n1 = putaran puli awal (rpm)
n2 = putaran puli akhir (rpm)
c. Data yang diketahui untuk peritungan pada sabuk-V antara lain:
Daya yang akan ditransmisikan (P) : 1 HP = 0.735 kW
Putaran poros penggerak (n1) : 200 rpm
Perbandingan reduksi (i) : 7
Jarak sumbu poros (C) : 470 mm
Material poros : Mild Steel (ST-42)
Perhitungannya,
a. P = 1 HP = 0.735 kW, n2 = 200 rpm
7200
1400i
470C mm
b. Fakor koreksi
Faktor koreksi (fc) didapatkan dari tabel. Mesin yang akan gerakkan
adalah mesin pengepres genteng dengan sistem pulley. Sitem ini di
dalam tabel faktor koreksi termasuk dalam variasi beban yang sedang
dan diperkirakan mesin akan bekarja setiap 8-10 jam tiap hari.
Sehingga dari tabel, fakttor koreksi dipakai adalah (fc = 1,4).
c. Daya rencana (Pd)
kWPfcPd 029,1735,04,1
d. Momen rencana (T1,T2)
mmkgn
PdgT 716)
1400
029,1(1074,9)(10 5
1
5
1
mmkgn
PdgT .5011)
200
029,1(1074,9)(10 5
2
5
2
e. Penampang sabuk-V: tipeA
f. Diameter minimum puli (dmin) yang diizinkan adalah 50 mm
g. Kecepatan sabuk (v)
66,3100060
14005014,3
100060
.. 1
ndv
pm/s
Sudut lilit atau kontak θ dari sabuk pada alur puli penggerak harus
diusahakan sebesar mungkin untuk memperbesar panjang kontak antara sabuk dan
puli. Gaya gesekan berkurang dengan mengecilnya θ sehingga menimbulkan slip
antara sabuk dan puli. Jika jarak poros pendek sedangkan perbandingan
reduksinya besar, maka sudut kontak pada puli penggerak akan menjadi kecil.
5.3 Perhitungan Diameter Poros Roda Gigi Pinion
Dalam mesin pengepres genteng ini terdapat poros cetakan dan poros pulley
Di bawah ini akan di bahas perhitungan untuk menentukan diameter poros pulley.
Data yang diketahui untuk merencanakan tersebut antara lain:
1. Daya yang akan ditransmisikan (P) : 1 HP = 0.735 kW
2. Putaran poros penggerak (n1) : 200RPM
3. Material poros : MildSteel(ST-42)
Perhitungannya:
a. P = 1HP = 0.735 kW
n1 = 200RPM
b. Fakor koreksi
Faktor koreksi (fc) didapatkan dari tabel faktor koreksi daya yang
akan ditransmisikan. Daya ini termasuk daya normal. Sehingga dari tabel,
faktor koreksi dipakai adalah fc = 1,4.
c. Daya rencana (Pd)
kW
PfcPd
029,1
735,04,1
d. Momen rencana (T)
mmkgn
PdT 5011)
200
029,1(1074,9)(1074,9 5
1
5
e. Bahan poros Mildsteel (ST-42)
Tegangan tarik 242)( mmkgB
Faktor keamanan (Sf1) untuk bahan ST adalah 5,6
Faktor pengaruh (Sf2) adalah 2
f. Tenaga geser yang diizinkan ( a ) adalah
2
21
75,3
)26,5(
42
)(
mmkg
SfSf
Ba
g. Kt untuk beban tumbukan adalah 2
Cb untuk beban lenturan adalah 2
h. Perhitungan diameter poros (ds)
mm
TCKd bt
a
s
30,09
50112275,3
1,5
1,5
3
1
3
1
Diameter poros ds = 30 mm
5.4 Perhitungan Diameter Ulir Penekan
Ulir penekan digunakan untuk menekan cetakan kebawah ataupun menarik
cetakan ke atas.
Material : St. 42
W : 22,5 kg
Dari data diatas maka dapat dihitung diameter poros yaitu dengan cara:
Jika A= 945 maka,
Jika D=34,69 maka torsinya (T) adalah:
5.5 Analisis Ekonomi
Penentuan harga mesin pengepres genteng dapat dilihat pada Tabel
4.1.Penentuan Harga Mesin.
Tabel 4.1. Penentuan Harga Mesin
Macam Biaya
Macam
Pekerjaan
Material
(Rp)
Alat
(Rp)
Tenaga
(Rp)
Jumlah
A. Biaya Desain Survey 0 30000 30000 60000
Analisis 0 50000 30000 80.000
Gambar 80.000 20000 50000 150.000
Jumlah 290.000
Macam Biaya
Macam
Komponen
Biaya
Pembelian
(Rp)
Biaya
Perakitan Jumlah
(Rp)
B. Biaya
Pembelian
Komponen
Motor listrik 400.000 5.000 405.000
Puli gandal 14” 60.000 5.000 65.000
Puli ganda 2” 15.000 5.000 20.000
V-Belt A 64 20.000 3.000 23.000
Mur dan baut 20.000 3.000 23.000
Cat dan poxy 15.000 30.000 45.000
Tiner 6.000 5.000 11.000
Bearing pulley
(2) 70.000 4.000 74.000
Bearing poros
berulir 50.000 5.000 55.000
Cetakan genteng 300.000 4.000 304.000
Roda gigi 100.000 4.000 104.000
Jumlah 1.129.000
Macam Biaya Macam Elemen
Bahan
Baku
Material
Penolong
Tenaga
Kerja
Jumlah
C. Biaya
Pembuatan
Komponen
Landasan rangka 100.000 0 5000 105.000
Kerangka 200.000 15000 10000 225.000
Poros pulley 65.000 10000 10000 85.000
Poros berulir 150.000 5000 10000 165.000
Poros cetakan 125000 10000 15000 150.000
Dudukan poros
berulir 30000 2000 5000 37.000
Pegangan cetakan 15000 2000 3000 20.000
Dudukan bearing
poros berulir 70000 1000 5000 13.000
Dudukan cetakan
bagian bawah 75000 1000 5000 81.000
Dudukan cetakan
bagian atas 45000 1000 1000 47.000
Jumlah 823.000
D. Biaya Non Produksi Biaya Gudang (5% x C) 41.150
Pajak Perusahaan (5% x C) 41.150
Jumlah 82.300
E. Laba yang
Dikehendaki 10% x (A+B+C+D) 232.400
F. Taksiran Harga Produk (A+B+C+D+E) 2.556.700
Jadi harga yang dikehendaki untuk dijual adalah sebesar Rp 2.556.700,00
BAB VI
PENUTUP
A. Kesimpulan
Proses perancangan dan pembuatan hingga pengujian dapat disimpulkan
sebagai berikut:
1. Daya pada mesin pengepres genteng adalah 0,53 HP
2. Sistem transmisi pada roda gigi meliputi jumlah gigi (z1) 9 dan (z2) 37,
perbandingan reduksinya dari motor listrik ke roda gigi 28,5.
3. Untuk perhitungan pulley meliputi, diameter pulley pertama yaitu 2 inchi
sedangkan pulley kedua memiliki diameter 14 inchi, perbandingan reduksi
dari motor listrik ke pulley 7.
4. Sabuk-V pada mesin pengepres genteng menggunakan tipe A, D1 = 50,8 mm,
D2 = 35,56 mm,dan kecepatan sabuk-V adalah 3,66 m/s
5. Diameter poros pada roda gigi adalah diameter 30 mm, tegangan geser yang
diizinkan 3,75 kg/mm2.
6. Ulir penekan pada mesin pengepres genteng meliputi diameter minimal ulir
yaitu 34,69 mm, Torsi ulir yaitu 780.5.
B. Saran
Perancangan mesin pengepres genteng ini masih belum sepenuhnya
sempurna baik dari hasil maupun pada sistem kerjanya. Oleh karena itu, untuk
dapat menyempurnakan rancangan mesin ini perlu adanya pemikiran yang lebih
jauh lagi dengan segala pertimbangannya. Beberapa saran untuk langkah yang
dapat membangaun dan menyempurnakan mesin ini adalah sebagai berikut :
1. Membuat sistem control yang lebih sederhana agar dapat mudah
dimengerti pengguna mesin yang kebanyakan masyarakat awam.
2. Memperingan cetakan dan bahan rangka tetapi tidak mengurangi kualitas
bahan tersebut.
3. Mempertinggi ukuran rangka agar lebih mudah mengambil genteng
setelah proses pengepresan.
4. Pemberian tutup pada bagian-bagian yang bergerak agar tidak
membahayakan pengguna.
LAMPIRAN
1 RODA GIGI
HYPOID - ST-37
NO NAMA BAGIAN JUMLAH BAHAN UKURAN KETERANGAN PROYEKSI SKALA : 1 : 10 DIGAMBAR : Imam M. KETERANGAN
SATUAN : mm NPM : 11.16.1.0013
TANGGAL : 22 feb 2015 DIPERIKSA :
FT UNMA Mesin Pres Genteng 1 - 3 A4
2 Roda Gigi Pinion - ST-37 NO NAMA BAGIAN JUMLAH BAHAN UKURAN KETERANGAN PROYEKSI SKALA : 1 : 10 DIGAMBAR : Imam M. KETERANGAN
SATUAN : mm NPM : 11.16.1.0013
TANGGAL : 22 feb 2015 DIPERIKSA :
FT UNMA Mesin Pres Genteng 2 - 3 A4
3 POROS BERULIR - ST- 42 NO NAMA BAGIAN JUMLAH BAHAN UKURAN KETERANGAN PROYEKSI SKALA : 1 : 10 DIGAMBAR : Imam M. KETERANGAN
SATUAN : mm NPM : 11.16.1.0013
TANGGAL : 22 feb 2015 DIPERIKSA :
FT UNMA Mesin Pres Genteng 3 - 3 A4
Tabel Kontruksi Umum Menurut DIN 17100
Sumber : (G.Niemann H. Winter, 1992: 96.)