perancangan rangka dan sambungan pada mesin uji …€¦ · kekuatan rangka dan sambungan...

PERANCANGAN RANGKA DAN SAMBUNGAN PADA

MESIN UJI GESEK

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi persyaratan guna

Memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)

Program Studi DIII Teknik Mesin

Disusun oleh :

IHSAN KURNIA ALAM

NIM. I8114027

PROGRAM STUDI DIPLOMA TIGA TEKNIK MESIN PRODUKSI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2018

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

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat,

hidayah dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir

sampai dengan selesainya penyusunan laporan Tugas Akhir ini dengan judul

“Perancangan Rangka dan Sambungan Mesin Uji Gesek“

Keberhasilan menyusun laporan ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan

dari beberapa pihak, baik material maupun spiritual. Oleh karena itu, pada

kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan banyak

terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Diploma

Tiga Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Bapak R. Lullus Lambang GH, S.T., M.T. selaku koordinator Proyek Akhir

yang telah memberikan banyak masukan dalam penyusunan Proyek Akhir ini.

3. Bapak Dr. Eko Surodjo, S.T., M.T. selaku Pembimbing I, yang telah

memberikan arahan dan masukan dalam penyusunan Proyek Akhir ini.

4. Bapak Dr. Triyono, S.T., M.T. selaku Pembimbing II, yang telah memberikan

arahan dan masukan dalam penyusunan Proyek Akhir ini.

5. Orang tua & keluarga penulis, yang telah memberikan dukungan dalam

material maupun spiritual untuk membantu menyeleaikan Proyek Akhir ini.

Terutama ibu yang telah banyak membantu.

6. Seluruh dosen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta, yang telah banyak memberikan ilmu dan pelajaran berharga, juga

pada teman-teman mahasiswa Teknik Mesin.

7. Seluruh pihak yang tidak bisa penulis sebutkan dalam penulisan Tugas Akhir

ini terkhusus Galih dan Wahyu.

Penulis menyadari bahwa Laporan ini masih sangat jauh dari kesempurnaan.

Namun demikian penulis berharap Laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, November 2017

Penulis


iv

PERANCANGAN RANGKA DAN SAMBUNGAN PADA MESIN UJI

GESEK

Oleh : Ihsan Kurnia Alam

ABSTRAK

Mesin uji gesek yang dirancang merupakan tipe pin on disk dengan sistempembebanan pneumatic. Rangka merupakan salah satu bagian penting pada mesinuji gesek. Rangka berfungsi sebagai pusat semua resultan gaya dari semuakomponen, sehingga diperlukan suatu rangka kokoh. Oleh karena itu, padapenelitian ini dilakukan perhitungan kekuatan rangka dan sambungan. dimanarangka pada mesin uji gesek berfungsi untuk menyangga motor listrik, houshingporos dan mekanisme pembebanan. Kekuatan rangka dan sambungan ditentukanoleh beban motor listrik dan torsi. Berdasarkan perhitungan pada bagian rangkayang kritis didapatkan nilai tegangan tarik yang diterima rangka sebesar 6,2N/mm2, tebal pengelasan 0,13 mm, dan bahan rangka yan digunakan st 37.

Kata kunci : perancangan, pin on disk, rangka, sambungan


v

DESIGN FRAMEWORKS AND CONNECTION ON FRICTION TEST

MACHINE

By : Ihsan Kurnia Alam

ABSTRACT

Friction testing machine which was designed is a pin on disk type with apneumatic loading system. Frame is an important part of the friction test machine.The frame serves as the center of all resultant forces of all components, so a solidframe is required. Therefore, in this study the calculation of frame and connectionstrength. where the frames on the friction test machine serves to support theelectric motor, shaft houshing and loading mechanism. The strength of the frameand the connections is determined by the load of the electric motor and torque.Based on the calculation on the critical frame, the value of tensile stress receivedby the frame is 6.2 N / mm2, 0.13 mm welding thickness, and frame material usedst 37.

Keywords: design, pin on disk, framework, connection.


vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL........................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... ii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... iii

ABSTRAKSI ................................................................................................... iv

DAFTAR ISI.................................................................................................... vi

DAFTAR TABEL............................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang.................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah ............................................................................... 2

1.4 Tujuan Proyek Akhir ........................................................................ 2

1.5 Manfaat Proyek Akhir ...................................................................... 2

1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Pengertian Umum Mesin Uji Gesek ................................................. 4

2.2 Prinsip Kerja Mesin Uji Gesek ......................................................... 4

2.3 Momen.............................................................................................. 4

2.4 Statika ............................................................................................... 5

2.5 Gaya.................................................................................................. 6

2.6 Tumpuan........................................................................................... 8

2.7 Pengelasan ........................................................................................ 9

2.7.1 Perhitungan dan Perancangan Las .......................................... 11

2.8 Faktor Keamanan (Safety factor)...................................................... 13

BAB III PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN

3.1 Tahapan Perancangan ....................................................................... 14

3.2 Identifikasi Permasalahan ................................................................ 15

3.3 Perancangan Desain.......................................................................... 15

3.3.1 Konsep Perancangan Rangka ................................................. 16

3.3.2 Rancangan Bentuk.................................................................. 17


vii

3.3.3 Spesifikasi Mesin Uji Gesek .................................................. 22

3.4 Perencanaan Daya Motor.................................................................. 22

3.4.1 Nilai Torsi Maksimal pada Piringan....................................... 23

3.4.2 Daya yang dibutuhkan ............................................................ 23

3.5 Perhitungan gaya yang bekerja pada rangka .................................... 24

3.5.1 Perhitungan gaya yang bekerja pada batang AB.................... 25

3.5.2 Perhitungan gaya yang bekerja pada batang DE .................... 27

3.5.3 Tegangan pada Rangka........................................................... 30

3.6 Perencanaan Pengelasan ................................................................... 31

3.7 Simulasi Analisis Rangka................................................................. 33

3.7.1 Tegangan (Stress) .................................................................. 34

3.7.2 Perubahan Bentuk (Displacement) ......................................... 34

3.7.3 Faktor Keamanan (Factor of safety) ...................................... 35

BAB IV PROSES PRODUKSI

4.1 Proses Pengerjaan Rangka................................................................ 37

4.2 Proses Produksi................................................................................. 38

4.3 Estimasi dana proses produksi.......................................................... 45

4.4 Perakitan Mesin ................................................................................ 45

4.5 Pengujian mesin uji gesek ................................................................ 47

4.5.1 Pengujian Fungsi mekanis mesin uji gesek ............................ 47

4.5.2 Uji coba pengoperasian mesin uji gesek................................. 48

4.6 Perawatan Mesin uji gesek ............................................................... 49

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 50

5.2 Saran ................................................................................................. 50

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... xi

LAMPIRAN


viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor Keamanan Bahan ................................................................. 13

Tabel 3.1 Spesifikasi mesin uji gesek .............................................................. 22

Tabel 3.2 reaksi gaya pada potongan x ............................................................ 26

Tabel 3.3 reaksi gaya pada potongan y ............................................................ 26

Tabel 3.4 reaksi gaya pada potongan x ........................................................... 29

Tabel 3.5 reaksi gaya pada potongan y ............................................................ 29


ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Momen ......................................................................................... 5

Gambar 2.2 Prinsip statika keseimbangan ....................................................... 6

Gambar 2.3 Gaya normal positif...................................................................... 7

Gambar 2.4 Gaya normal negatif ..................................................................... 7

Gambar 2.5 Arah geser positif ......................................................................... 7

Gambar 2.6 Arah geser negatif ........................................................................ 8

Gambar 2.7 Momen lentur positif.................................................................... 8

Gambar 2.8 Momen lentur negatif ................................................................... 8

Gambar 2.9 Tumpuan rol ................................................................................. 9

Gambar 2.10 Tumpuan sendi ........................................................................... 9

Gambar 2.11 Tumpuan jepit ............................................................................ 9

Gambar 2.12 Jenis Sambungan Las ................................................................. 11

Gambar 2.13 Bentuk pengelasan rangka.......................................................... 11

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Perencanaan................................................ 14

Gambar 3.2 Diagram Black box mesin uji gesek ............................................. 15

Gambar 3.3. Konsep kerja mesin uji gesek...................................................... 16

Gambar 3.4 Desain rangka............................................................................... 17

Gambar 3.5 Desain mesin uji gesek................................................................. 17

Gambar 3.6 Panel kontrol ................................................................................ 18

Gambar 3.7 Rangka mesin ............................................................................... 18

Gambar 3.8 Inverter ......................................................................................... 19

Gambar 3.9 Motor Listrik ................................................................................ 19

Gambar 3.10 Kopling....................................................................................... 20

Gambar 3.11 Poros........................................................................................... 20

Gambar 3.12 Housing poros ............................................................................ 21

Gambar 3.13 Piringan ...................................................................................... 21

Gambar 3.14 Mekanisme pembebanan ............................................................ 21

Gambar 3.15 Regulator pneumatik .................................................................. 22

Gambar 3.16 Proses gesekan pin pada piringan............................................... 23

Gambar 3.17 Gaya yang bekerja...................................................................... 24


x

Gambar 3.18 Gaya yang bekerja pada batang AB ........................................... 25

Gambar 3.19 Titik potong pada batang AB ..................................................... 25

Gambar 3.20 potongan x-x............................................................................... 26

Gambar 3.21 potongan y-y............................................................................... 26

Gambar 3.22 Diagram NFD, SFD dan BMD................................................... 27

Gambar 3.23 Gaya yang bekerja pada batang DE ........................................... 27

Gambar 3.24 Titik potong pada batang DE ..................................................... 28

Gambar 3.25 potongan x-x............................................................................... 28

Gambar 3.26 potongan y-y............................................................................... 29

Gambar 3.27 Diagram NFD, SFD dan BMD................................................... 29

Gambar 3.28 Besi profil L ............................................................................... 30

Gambar 3.29 Skema Pengelasan ...................................................................... 31

Gambar 3.30 Properties material .................................................................... 33

Gambar 3.31 Hasil Simulasi Tegangan Pada Rangka...................................... 34

Gambar 3.32 Hasil Simulasi Displacement Pada Rangka ............................... 35

Gambar 3.33 Hail factor of safety .................................................................... 36

Gambar 4.1 Rangka bawah .............................................................................. 39

Gambar 4.2 Rangka bawah .............................................................................. 40

Gambar 4.3 Penopang rangka atas ................................................................... 40

Gambar 4.4 Rangka atas .................................................................................. 41



Gambar 4.7 Rangka penopang motor............................................................... 42

Gambar 4.8 Rangka penopang inverter............................................................ 43

Gambar 4.9 Rangka penopang tool box ........................................................... 43

Gambar 4.10 Rangka penopang regulator........................................................ 44

Gambar 4.11 Rangka keseluruhan ................................................................... 44

Gambar 4.12 Perakitan komponen pemutar piringan ...................................... 45

Gambar 4.13 Perakitan komponen mekanisme pembebanan .......................... 46

Gambar 4.14 Perakitan kerangka ..................................................................... 46

Gambar 4.15 Perakitan seluruh komponen mesin uji gesek ............................ 47


xi


01 JUDUL.pdf (p.1)02 LEMBAR PENGESAHAN.pdf (p.2)03 LEMBAR BAP.pdf (p.3)04 KATA PENGANTAR.pdf (p.4)05 ABSTRAK.pdf (p.5-6)06 DAFTAR ISI.pdf (p.7-8)07 DAFTAR TABEL.pdf (p.9)08 DAFTAR GAMBAR.pdf (p.10-12)

perancangan rangka dan sambungan pada mesin uji …€¦ · kekuatan rangka dan sambungan...

Documents