rancang bangun pada frame mesin portebel hidraulik puncer

Jurusan Teknik MesinFTI - ITATS

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Seiring dengan perkembangan zaman yang semakin maju atau,

banyak sekali pembangunan gedung bertingkat, rangka bangunan tinggi

atau rangka kuda – kuda atau atap rumah yang dijual berdasarkan pesanan

dari konsumen dan dituntut pengerjaannya harus cepat. Selain

kecenderungan proses pembuatan rangka tersebut biasanya menggunakan

sambungan baut dan mur karena bisa dirangkai dengan mudah dan proses

pembawaan juga lebih sederhana. Pada saat pelubangan kanal atau plat

yang akan dibuat rangka biasanya menggunakan las atau drilling yang

kurang tepat, serta menimbulkan perubahan struktur mikro pada logam,

ukuran peralatan juga memakan banyak tempat. Sedangkan pada proses

drilling akan menimbulkan gram serta waktu yang dibutuhkan juga lama.

Karena banyaknya kekurangan yang ditimbulkan dari proses las

dan drilling maka penulis mempunyai ide untuk membuat suatu alat yang

bisa digunnakan untuk membuat lubang pada kanal atau plat tanpa

menimbulkan geram, struktur mikro logam tetap, tidak memakan banyak

tempat serta bisa dibawah dengan mudah.

Hydraulic puncher adalah mesin yang digunakan untuk melubangi

plat. Dimana plat tersebut biasa digunakan pada kontruksi bangunan

sebagai lubang baut untuk merangkai kontruksi tersebut. Mesin hydraulic

Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya 1


puncher ini mempunyai kelebihan yaitu dpat lebih cepat dalam melubangi

plat, bila dibandingkan dengan cara – cara lain. Dan pada skripsi ini

penulis mencebo membuat mesin hydraulic puncher menjadi lebih kecil

sehingga lebih mudah dibawa/dipindahkan. Tanpa mengurangi fungsi dari

mesin tersebut. Dan disini penulis merancang frame atau rangka mesin

portable hydraulik puncher, frame ini di gunakan untuk menopang atau

pengikat actuator.

Sedangkan laporan ini bertujuan untuk mendesain frame serta

mounting mesin portable hydraulik puncher, dimana frame dan mounting

tersebut menggunakan bahan ST 42, dan proses pengerjaannya

mengunakan alat – alat perkakas, contohnya blander, mesin bor, mesin

bubut, dll. dan juga menentukan dimensi dan material pada punch dan dies.

Serta menghitung gaya – gaya pada daerah – daerah kritis pada frame, saat

terjadinya proses piercing.

1.2. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang dan pembahasan di atas, maka

perumusan masalah dalam penelitian ini meliputi :

1. Bagaimana menghitung ukuran baut pengikat pada actuator.

2. Bagaimana mendesain frame mesin portable hydraulik puncher.

3. Bagaimana menghitung tegangan-tegangan pada daerah –

daerah kritis pada frame, saat terjadinya proses piercing.



1.3. TUJUAN PENULISAN

Secara tujuan penulisan skripsi ini adalah:

1. Menghitung ukuran baut pengikat pada bagian actuator.

2. Mendesain frame mesin portable hydraulik puncher.

3. Menghitung tegangan - tegangan pada daerah – daerah kritis

pada frame, saat terjadinya proses piercing.

1.4. BATASAN MASALAH

Agar penulisan ini dapat lebih terarah dan mempunyai ruang

lingkup yang jelas, maka disini diberikan batasan masalah yang dijadikan

pembahasan yaitu sebagai berikut :

1. Material untuk frame menggunakan bahan ST 42

2. Material untuk mounting menggunakan bahan ST 42

3. Material sebagai specimen adalah ST42

4. Tebal material frame 2 X 13 mm

5. Diameter punch 20 mm dan 15 mm.



1.5. SISTEMATIKA PENULISAN

Untuk mendapatkan gambaran yang lengkap dan menyeluruh

mengenai isi dari skripsi ini, maka akan diuraikan secara garis besar

sistematika penulisannya, yaitu :

BAB I : PENDAHULUAN

Menguraikan tentang latar belakang, permasalahan,

maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah dan

sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

Bab ini berisikan tentang dasar-dasar teori yang

menjelaskan tentang penelitian.

BAB III : PERANCANGAN FRAME

Bagaimana merancang atau mendesain kontruksi agar bisa

dijalankan sesuai fungsi.

BAB IV : ANALISA DAN PERHITUNGAN DATA

Bab ini berisikan perhitungan dari pengambilan data yang

telah dilakukan dan kemudian dilakukan analisa.

BAB V : KESIMPULAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan berdasarkan hasil

analisa dan memberikan saran-saran untuk penelitian

selanjutnya.



BAB II

DASAR TEORI

2.1. Mur Dan Baut

2.1.1 Pengertian Baut, Mur dan Ulir

Ulir sekrup digunakan sebagai sarana prnyambung yang dapat dilepas.

Ulir sekrup merupakan sebuah ulir luar pada sebuah batang bulat / tangkai. Jika

tangkai tersebut diberi bagian yang tebal, maka disebut baut sekrup atau biasa

disingkat baut.Bagian yang tebal disebut kepala baut, yang biasanya berbentuk

segi empat atau segi enam, sehingga baut tersebut dapat dikencangkan dari

luar.Pasangan sebuah baut atau sekrup adalah perkakas berulir dalam yang

disebut mur. Seringkali ulir dalam ini dibuat pada salah satu mur dari kedua

bagian yang dijepit oleh sambungan baut. Dalam hal ini, bagian tersebut

berfungsi sebagai mur.Gerakan mur terhadap baut dapat dianggap terdiri dari

gerak putar dan gerak lurus.Bentuk ulir yang terkenal adalah bentuk segitiga

(ulir ISO), siku-siku, trapesium, dan ulir bulat.

Profil ulir dengan kombinasi garis tengah dan kisar merupakan sistem

ulir baut. Selama perkembangannya, muncul sejumlah besar sistem ulir yang

berbeda-beda. Dengan normalisasi, diusahakan untuk secara internasional

membatasi perbedaan dalam sistem ulir baut dan dalam kerangka sistem itu,

membatasi kombinasi kisar dan kombinasi garis tengahnya. Untuk ulir segitiga,

yang pada umumnya dipergunakan untuk pengikatan, secara internasional telah

tercapai suatu persetujuan tentang profil ulir baut yang sesuai untuk dipakai



secara umum. Profil ulir ISO ini mempunyai profil basis yang berbentuksegitiga

sama sisi, berarti dengan sudut puncak 60, dengan alas yang sama.Dengan

adanya perbedaan antara sistem ukuran di negara-negara yang menggunakan

milimeter, dan yang menggunakan inchi, garis tengah ulir ditunjukkan dalam

pecahan ukuran inchi dan kisar dalam banyaknya ulir setiap inchi. Ulir dapat

juga dipergunakan untuk memindahkan gerak berputar menjadi gerak lurus,

atau agak jarang gerak lurus menjadi gerak putar (bor-kotrek). Ulir seperti ini

disebut ulir sekrup daya. Yang penting dalam hal ini adalah gesekan yang harus

sekecil mungkin., berlawanan dengan ulir pengerat dimana gesekan besar

diperlukan agar tidak terlepas.

Gambar 2.1 Kurva spiral (Elemen mesin, 2000)

Gambar Ulir : β : Sudut Kisar

l : Kisar

d2 : Diameter Efektif



Gambar 2.2 Bagian dari ulir (Perencanaan Teknik Mesin, 1984)

Nama bagian –bagian uir

1. Sudut ulir

2. Punck ulir luar

3. Jarak bagi

4. Diameter inti dari ulir luar

5. Diameter luar dari ulir luar

6. Diameter dalam dari ulir dalam

7. Diameter luar dari ulir dalam

Bentuk ulir dapat terjadi bila sebuah lembaran berbentuk segi tiga

digulung pada sebuah silinder, seperti diperlihatkan dalam Gambar 1. Dalam

pemakaian, ulir selalu bekerja dalam pasangan antara ulir luar dan ulir dalam,

seperti pada Gambar 2. Ulir pengikat pada umumnya mempunyai profil

penampang berbentuk segi tiga sama kaki. Jarak antara satu puncak dengan

puncak berikutnya dari profil ulir disebut jarak bagi. Ulir disebut tunggal atau

satu jalan bila hanya ada satu jalur yang melilit silinder, dan disebut dua atau

tiga jalan bila ada dua atau tiga jalur (Gambar 3). Jarak antara puncak-puncak



yang berbeda satu putaran dari satu jalur, disebut “kisar”. Jadi kisar pada ulir

tunggal adalah sama dengan jarak baginya, sedangkan ulir ganda dan tripel,

besarnya kisar berturut-turut sama dengan dua kali dan tiga kali jarak baginya.

Ulir juga dapat berupa ulir kanan dan ulir kiri, di mana ulir kanan akan

bergerak maju bila diputar searah jarum jam, dan ulir kiri akan maju bila

diputar berlawanan dengan arah jarum jam, seperti diperlihatkan dalam Gambar

4. Umumnya ulir kanan lebih banyak dipakai.

Gambar 2.3 Jenis alur ulir (Perencanaan Teknik Mesin, 1984)

2.1.2 Klasifkasi Ulir

Penggolongan ulir menurut jenis, kelas, dan bahannya akan diuraikan

seperti di bawah ini:



2.1.2.1 Jenis ulir

Ulir digolongkan menurut bentuk profil penampangnya sebagai

berikut: ulir segitiga, persegi, trapesium, gigi gergaji, dan bulat. Bentuk

persegi, trapesium dan gigi gergaji pada umumnya dipakai untuk

penggerak atau penerus gaya, sedangkan ulir bulat dipakai untuk

menghindari kemacetan karena kotoran. Tetapi bentuk yang paling banyak

dipakai adalah ulir segitiga.

Ulir segitiga diklasifikasikan lagi menurut jarak baginya dalam ukuran

metris dan inch, dan menurut ulir kasar dan ulir lembut sebagai berikut:

a. Seri ulir kasar metris (Tabel 2.1 & 2.2)

b. Seri ulir kasar UNC (Tabel 2.3)

c. Seri ulir lembut metris

d. Seri ulir lembut UNF

e. Seri ulir lembut lebih UNEF

Seri ulir kasar dipakai untuk keperluan umum, seperti baut dan mur.

Seri ulir lembut mempunyai jarak bagi yang kecil dan dipergunakan pada

bagian-bagian yang tipis serta untuk keadaan di mana getaran besar

(karena ulir lembut tidak mudah kendor sendiri). Ulir seri UNC, UNF dan

UNEF merupakan gabungan antara standar Amerika dan Inggris. Dalam

Gambar 5 diperlihatkan perbandingan ulir kasar dan ulir lembut dengan

diameter luar yang sama.



Ada juga ulir pipa yang dipakai untuk menyambung pipa dan bagian-

bagiannya. Termasuk dalam golongan ini adalah ulir halus yang dipakai

untuk mengikat dan ulir kerucut atau tirus untuk sambungan yang harus

rapat. Ulir ini mempunyai jarak bagi yang tinggi dan lebih kecil dari pada

ulir kasar



Tabel 2.1.(a) Ukuran standart ulir kasar metris (JIS B 0205)



Tabel 2.2. (b) Ukuran standart alir kasar metris (JIS B 0205)



Tabel 2.3 Ukuran standart ulir kasar UNC (JIS B 0206)



2.1.2.2 Kelas ulir

Ukuran ulir luar dinyatakan dengan diameter luar, diameter

efektif (diameter dimana tebal profil dan tebal alur dalam arah sumbu

adalah sama) dandiameter inti. Untuk ulir dalam, ukuran tersebut

dinyatakan dengan diameter efektif, ukuran pembatas yang diizinkan dan

toleransi.Atas dasar besarnya toleransi, ditetapkan kelas ketelitian untuk

ulir luar:

Untuk ulir metris: Kelas 1, 2 dan 3

Untuk ulir UNC, UNF, UNEF:

Kelas 3A, 2A dan 1A untuk ulir luar

Kelas 3B, 2B dan 1B untuk ulir Dalam

Perlu diterangkan bahwa ketelitian tertinggi dalam standar JIS

adalah kelas 1 dan dalam standar Amerika adalah kelas 3A dan 3B.

Patokan yang diakai untuk pemilihan kelas adalah sebagai berikut:

Kelas teliti (kelas 1 dalam JIS) untuk ulir teliti.

Kelas sedang (kelas 2 dalam JIS) untuk pemakaian umum.

Kelas kasar (kelas 3 dalam JIS) untuk ulir yang sukar

dikerjakan, misalnya ulir dalam dari lubang yang panjang.



2.1.2.3 Bahan ulir

Penggolongan ulir menurut kekuatannya distandarkan dalam JIS

seperti terlihat dalam Tabel 2.3. Arti dari bilangan kekuatan untuk baut

dalam tabel tersebut adalah sebagai berikut: Angka di sebelah kiri tanda

titik adalah 1/10 harga minimum kekuatan tarik a (kg/mm2), dan di

sebelah kanan titik adalah 1/10 (y/a). Untuk mur, bilangan yang

bersangkutan menyatakan 1/10 tegangan beban jaminan.

2.1.3 Klasifikasi Baut dan Mur

Baut digolongkan menurut bentuk kepalanya, yaitu segienam, soket

segienam, dan kepala persegi. Baut dan mur dapat dibagi sebagai berikut:

baut penjepit, baut untuk pemakaian khusus dan mur seperti diuraikan di

bawah ini.

a. Baut penjepit (Gambar 2.4), dapat berbentuk:

- Baut tembus, untuk menjepit dua bagian melalui lubang tembus,

dimana jepitan diketatkan dengan sebuah mur.

- Baut tap, untuk menjepit dua bagian, dimana jepitan diketatkan

dengan ulir yang ditapkan pada salah satu bagian.

- Baut tanam, merupakan baut tanpa kepala dan diberi ulir pada

kedua ujungnya. Untuk dapat menjepit dua bagian, baut ditanam

pada salah satu bagian yang mempunyai lubang berulir, dan jepitan

diketatkan dengan sebuah mur.



Gambar 2.4 Baut penjepit (Elemen Mesin, 2000)

b. Baut untuk pemakaian khusus (Gambar 2.5) dapat berupa:

- Baut pondasi, untuk memasang mesin atau bangunan pada

pondasinya. Baut ditanam pada pondasi beton, dan jepitan pada

bagian mesin atau bangunan diketatkan dengan mur.

- Baut penahan, untuk menahan dua bagian dalam jarak tetap.

- Baut mata atau baut kait, dipasang pada badan mesin sebagai kaitan

untuk alat pengangkat.

- Baut T, untuk mengikat benda kerja atau alat pada meja atau dasar

yang mempunyai alur T, sehingga letaknya dapat diatur.

- Baut kereta, banyak dipakai pada badan kendaraan. Bagian persegi

di bawah kepala dimasukkan ke dalam lubang persegi yang pas

sehingga baut tidak ikut berputar pada waktu mur diketatkan atau

dilepaskan.

- Di samping baut khusus yang telah disebut di atas masih banyak

jenis yang lain. Tetapi di sini tidak akan dikemukakan semuanya.



Gambar 2.5 Macam-macam baut untuk pemakaian khusus (Elemen

Mesin, 2000)

c. Mur (Gambar 2.6).

Pada umumnya mur mempunyai bentuk segi enam. Tetapi untuk

pemakaian khusus dapat dipakai mur dengan bentuk yang bermacam

macam seperti mur bulat, mur flens, mur tutup, mur mahkota dan mur

kuping.

Gambar 2.6 Macam-macam mur (Elemen Mesin, 2000)



Di Indonesia baut yang sering digunakan adalah jenis baut hitam

sedangkan di luar negeri jenis baut HSS yang sering digunakan.

1. Baut berkekuatan tinggi

Baut yang banyak digunakan adalah baut A325 dan A490. Kepala baut

berbentuk segi enam. Baut ini dibedakan atas 3 type

Type 1 : Baut baja karbon sedang

Type 2 : Baut baja karbon rendah

Type 3 : Baut baja tahan karat

2. Baut Hitam

Dibuat dari baja kabon rendah memenuhi standart ASTM 307. Dipakai

pada struktur ringan seperti rangka batang yang kecil, rusuk dinding.

Baut hitam dibagi atas dua jenis yaitu :

a. Baut yang tidak diulir penuh

Ulir tidak ada pada bidaang geser

b. Baut diulir penuh

Ulir baut ada pada bidang geser



2.1.4 Macam-macam kerusakan pada Baut dan Mur

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. Dalam Gambar 2.7. diperlihatkan macam-macam

kerusakan yang dapat terjadi pada baut.

Gambar 2.7 Jenis kerusakan pada baut (Elemen Mesin, 2000)

Untuk menentukan ukuran baut dan mur, berbagai faktor harus

diperhatikan seperti sifat gaya yang bekerja pada baut, syarat kerja,

kekuatan bahan, kelas ketelitian, dll.

Adapun gaya-gaya yang bekerja pada baut dapat berupa:

a. Beban statis aksial murni

b. Beban aksial bersama dengan beban puntir

c. Beban geser

d. Beban tumbukan aksial



Pertama-tama akan ditinjau kasus dengan pembebanan aksial

murni. Dalam hal ini, persamaan yang berlaku adalah:

σ t=WA

= W

( π / 4 ) d12

...............................................................

(2.1)

Dimana W (kg) adalah beban tarik aksial pada baut, t adalah

tegangan tarik yang terjadi di bagian yang berulir ada diameter inti d1

(mm). Pada sekrup atau baut yang mempunyai diameter luar d ≥ 3 (mm),

umumnya besar diameter inti d1 ≈ 0,8 d, sehingga (d1/d)2 ≈ 0,64. Jika a

(kg/mm2) adalah tegangan yang diizinkan, maka:

σ t=W

( π / 4 ) (0,8 d )2≤σ a

....................................................

(2.2)

Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh

d≥√ 4Wπσa×0 , 64

atau d≥√ 2Wσ a .....................................

(2.3)

Harga a tergantung pada macam bahan, yaitu SS, SC atau SF. Jika

difinis tinggi, faktor keamanan dapat diambil sebesar 6 – 8, dan jika difinis

biasa, besarnya antara 8 – 10.



Untuk baja liat yang mempunyai kadar karbon 0,2 – 0,3 (%),

tegangan yang diizinkan a umumnya adalah sebesar 6 (kg/mm2) jika

difinis tinggi, dan 4,8 (kg/mm2) jika difinis biasa. Dalam hal mur, jika

tinggi profil yang bekerja menahan gaya adalah h (mm) seperti dalam

Gambar 12, jumlah lilitan ulir adalah z, diameter efektif ulir d2, dan gaya

tarik pada baut W (kg), maka besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir

q (kg/mm2) adalah

q= Wπd2hz

≤qa ....................................................................

(2.4)

Gambar 2.8 Tekanan permukaan pada ulir (Elemen Mesin, 2000)

(1) Ulir Dalam

(2) Ulir Luar

dimana qa adalah tekanan kontak yang diizinkan, dan besarnya

tergantung pada kelas ketelitian dan kekerasan permukaan ulir seperti

diberikan dalam Tabel 4. Jika persyaratan dalam persamaan (4) tersebut



dipenuhi, maka ulir tidak akan menjadi lumur atau dol. Ulir yang baik

mempunyai harga h paling sedikit 75 (%) dari kedalaman ulir penuh; ulir

biasa mempunyai h sekitar 50 (%) dari kedalaman penuhnya.

Jumlah ulir z dan tinggi mur H (mm) dapat dihitung dari persamaan:

z ≥ W/(d2hqa) ......................................................................

(2.5)

H = zp, p = jarak bagi ........................................................

(2.6)

Menurut standar: H = (0,8 – 1,0) d ......................................

(2.7)

Dalam Gambar 2.8 diperlihatkan bahwa gaya W juga akan

menimbulkan tegangan geser pada luas bidang silinder (d1.k.p.z) di mana

k.p adalah tebal akar ulir luar. Besar tegangan geser ini, τb (kg/mm2)

adalah:

τ b=W

πd1 kpz ..........................................................................

(2.8)

Jika tebal akar ulir pada mur dinyatakan dengan j.p, maka tegangan

gesernya adalah:



τ n=W

π Djpz ...........................................................................

(2.9)

Untuk ulir metris dapat diambil k ≈ 0,84 dan j ≈ 0,75. Untuk

pembebanan pada seluruh ulir yang dianggap merata, τb dan τn harus leih

kecil dari pada harga yang diizinkan τa.



Tabel 2.4 Tekanan yang di ijinkan pada permukaan ulir

Gambar 2.9 Geseran pada ulir (Elemen Mesin, 2000)



Bila beban yang bekerja pada baut merupakan gabungan antara

gaya tarik aksial dan momen puntir, maka sangat perlu untuk menentukan

cara memperhitungkan pengaruh puntiran tersebut. Jika gaya aksial

dinyatakan dengan W (kg), maka harus ditambahkan W/3 pada gaya aksial

tersebut sebagai pengaruh tambahan dari momen puntir. Cara ini

merupakan perhitungan kasar, dan dipakai bila perhitungan yang lebih

teliti dianggap tidak diperlukan.

Bila terdapat gaya geser murni W (kg), tegangan geser yang terjadi

masih dapat diterima selama tidak melebihi harga yang diizinkan. Jadi

(W/(/4)d2) ≤ τa, untuk satu penampang yang mendapat beban geser.

Seperti telah diuraikan di muka, tegangan geser yang diizinkan diambil

sebesar τa = (0,5 – 0,75) a, di mana a adalah tegangan tarik yang

diizinkan. Perlu diperhatikan bahwa tegangan geser harus ditahan oleh

bagian badan baut yang tidak berulir, sehingga gaya geser yang ada dibagi

oleh luas penampang yang berdiameter d.

Baut yang mendapat beban tumbukan dapat putus karena adanya

konsentrasi tegangan pada bagian akar profil ulir. Dengan demikian

diameter inti baut harus diambil cukup besar untuk mempertinggi faktor

keamanannya. Baut khusus untuk menahan tumbukan biasanya dibuat

panjang, dan bagian yang tidak berulir dibuat dengan diameter lebih kecil

daripada diameter intinya, atau diberi lubang pada sumbunya sepanjang

bagian yang tak berulir, seperti dalam gambar.



Gambar 2.10 Baut untuk beban tumbukan (Elemen Mesin, 2000)

Panjang l dari baut tap atau baut benam yang disekrupkan ke dalam

lubang ulir, tergantung bahan lubang ulir tersebut sebagai berikut: untuk

baja atau perunggu l = d, untuk besi cor l = 1,3 d, untuk logam lunak l =

(1,8 – 2,0) d. Kedalaman lubang ulir harus sama dengan l ditambah 2 – 10

(mm).

Permukaan di mana kepala baut atau mur akan duduk, harus dapat

menahan tekanan permukaan sebagai akibat dari gaya aksial baut. Untuk

menghitung besarnya tekanan ini, dianggap bahwa luas bagian kepala baut

atau mur yang akan menahan gaya adalah lingkaran yang diameter luarnya

sama dengan jarak dua sisi sejajar dari segienam B (mm), dan diameter

dalamnya sama dengan diameter-diameter luar baut d (mm). Jika beban

aksial baut adalah W (kg), maka besarnya tekanan permukaan dudukan

adalah:

q= W

(π /4 ) ( B2−d2 )≤qsa

......................................................

(2.10)

di mana qsa adalah tekanan permukaan yang diizinkan seperti dalam Tabel 2.4



Baut atau mur dapat menjadi kendor atau lepas karena getaran.

Untuk mengatasi hal ini perlu dipakai penjamin. Di bawah ini diberikan

beberapa contoh yang umum dipakai.

1) Cincin penjamin (Gambar 15) yang dapat berbentuk cincin pegas, cincin

bergigi luar, cincin cekam dan cincin berlidah.

2) Mur penjamin (Gambar 16) yang menggunakan dua buah mur, yang

bentuknya dapat bermacam-macam. Dalam Gambar (16a), mur A akan

mencegah mur B menjadi kendor.

3) Pena penjamin, sekrup mesin, atau sekrup penetap (Gambar 17).

4) Macam-macam penjamin lain (Gambar 18) seperti dengan cincin nilon

yang disisipkan pada ujung mur untuk memperbesar gesekan dengan baut,

menipiskan dan membelah ujung mur yang berfungsi sebagai penjepit

baut, dll.

Gambar 2.11 Cincin pengunci (Elemen Mesin, 2000



Gambar 2.12 Baut Pengunci (Elemen Mesin, 2000)

Gambar 2.13 Cara mengunci dengan pena skrup (Elemen Mesin,2000)

1. Pena belah

2. Sekrup mesin

3. Baut

4. Mur

5. Sekrup penetap

2.2. Pengelasan

Berdasarkan definisi dari Deutche Industries Normen (DIN), las adalah

ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan

dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersbut dapat dijabarkan lebih lanjut



bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam yang

menggunakan energi panas.

Dalam pengertian lain, las adalah penyambungan dua buah logam sejenis

maupun tidak sejenis dengan cara memanaskan (mencairkan) logam tersebut di

bawah atau di atas titik leburnya, disertai dengan atau tanpa tekanan dan disertai

atau tidak disertai logam pengisi.

Berdasarkan cara kerjanya, pengelasan diklasifikasikan menjadi tiga kelas

utama yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan, dan pematrian.

1. Pengelasan cair adalah metode pengelasan dimana bagian yang akan

disambung dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari

busur listrik ataupun busur gas.

2. Pengelasan tekan adalah metode pangalasan dimana bagian yang akan

disambung dipanaskan sampai lumer (tidak sampai mencair), kemudian

ditekan hingga menjadi satu tanpa bahan tambahan.

3. Pematrian adalah cara pengelasan dimana bagian yang akan disambung

diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang

mempunyai titik cair yang rendah.

2.2.1 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 yang

ditunjukan pada gambar 2.14 dibawah ini.

Gambar 2.14 Jenis-jenis sambungan dasar.

a) Sambungan Tumpul

Sambungan tumpul adalah jenis sambungan las yang paling efisien,

sambungan ini terbagi menjadi dua yaitu :

b) Sambungan penetrasi penuh

c) Sambungan penetrasi sebagian

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.

2) Sambungan bentuk T dan bentuk silang

Sambungan bentuk T dan bentuk silang ini secara garis besar terbagi

menjadi dua jenis (seperti pada gambar 1.15.), 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.

Ganbar 2.15 Macam-macam sambungan T.

3) Sambungan Tumpang

Sambungan tumpang dibagi menjadi tiga jenis seperti yang ditunjukan

pada gambar Gambar 2.16. Sambungan Tumpang dikarenakan sambungan



jenis ini tingkat keefisienannya rendah, maka jarang sekali jarang sekali

digunaka untuk pelaksanaan sambungan konstruksi utama.

Gambar 2.16. Sambungan Tumpang.

4) Sambungan Sisi

Sambungan sisi dibagi menjadi dua (seperti ditunjukan pada gambar

2.17.), yaitu :

(1) Sambungan las dengan alur : Untuk jenis sambungan ini platnya

harus dibuat alur terlebih dahulu.

(2) Sambungan las ujung : Sedangkan untuk jenis sambungan ini

pengelasan dilakukan pada ujung plat tanpa ada alur.

Sambungan las ujung hasilnya kurang memuaskan, kecuiali jika

dilakukan pada posisi datar dengan aliran listrik yang tinggi.

Oleh karena itu, maka pengelasan jenis ini hanya dipakai untuk

pengelasan tambahan atau pengelasan sementara pada

pengelasan plat-plat yang tebal.



Gambar 2.17 Sambungan Sisi.

5) Sambungan Dengan Plat Penguat

Sambungan ini dibagi dalam dua jenis yaitusambungan dengan plat

penguat tunggal dan sambungam dengan plat penguat ganda seperti yang

ditunjukan pada gambar 2.18.. Sambungan jenis ini mirip dengan sambungan

tumpang, maka sambungan jenis ini pun jarang digunakan untuk

penyambungan konstruksi utama.

Gambar 2.18. Sambungan Dengan Penguat.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kekuatan las, oleh karena itu

penyambungan dalam proses pengelasan harus memenuhi beberapa syarat,

antara lain :



1) Benda yang dilas tersebut harus dapat cair atau lebur oleh panas

2) Bahwa antara benda-benda padat yang disambungkan tersebut

terdapat kesesuaian sifat lasnya sehingga tidak melemahkan

atau meninggalkan sambungan tersebut.

3) Cara-cara penyambungan harus sesuai dengan sifat benda padat

dan tujuan dari penyambungannya.

2.2.2 Perhitungan

Perhitungan kekuatan las, seperti pada rumus di bawah ini

Tegangan Total :

τ= F0,7 . A

×√1+[ 6 . Hl ]

2

……………………………………………(2.11)

Dengan :

F = Gaya yang bekerja (N)

l = Panjang las

τ = Tegangan total (N/mm2

)

H = Tinggi plat (mm)

A = Luas penampang (A = 2.a.l )



a = Lebar pengelasan (mm)

Menentukan ukuran las

Ssw=SsypN

h= τ '0,707 . Ssw

+

- Center of gravity

x=∑ Li . x i

∑ Li

y=∑ Li . y i

∑ Li

- Eccentricity. e e=Li−x

- Momen of inertia

I ' x (i )=Li . y i2

I ' y ( i )=Li3

12+Li . x i2

- Polar momen of inertia

j'=I x'+ Iy '

- Tegangan total

τ '=√(τ ' v)2+(τ ' H )2



τ ' v=PL

+ PerHj

τ ' H= Pervj

2.3. Beban dan Tegangan

Beban mekanik dapat berbentuk gaya atau torsi yang bekerja secara

tetap pada suatu elemen mesin sesuai dengan tujuan penggunaan dari

elemen mesin yang dirancang tersebut. Setiap bahan elemen mesin

mempunyai kekuatan yang merupakan sifat yang melekat pada bahan

tersebut yang dihasilkan dari perlakuan dan pengerjaan terhadap bahan

tersebut.

Beban mekanik yang dibebankan pada suatu elemen mesin dapat

berupa gaya, momen, atau torsi. Apabila beban tersebut tidak berubah

besarnya, titi tangkapnya, dan arahnya maka beban tersebut disebut beban

statis, bila sebaliknya maka beban tersebut disebut beban dinamis. Setiap

beban terhadap suatu elemen mesin akan menyebabkan tegangan (stress)

pada elemen mesin tersebut.

2.3.1. Tegangan tarik dan tekan.

Bila beban berupa gaya tarik maka tegangan yang terjadi pada

elemen mesin tersebut adalah tegangan tarik dan sebaliknya bila beban

berupa gaya tekan maka tegangan yang terjadi pada elemen mesin


F

F

t d

a. gaya dan tegangan tarik b. gaya dan tegangan tekan


tersebut adalah tegangan tekan.. Tegangan tarik dan tekan disebabkan

oleh gaya yang bekerja tegak lurus thd bidang yang menahan gaya

tersebut.

Gambar 2.19. Tegangan normal.

Tegangan tarik (tension stress) : t =

FA ...................................2.12

dengan F = gaya tarik dan A = luas penampang yg tegak lurus thd

gaya tarik.

Tegangan tekan (compression stress): d =

FA ....................... 1.13

dengan F = gaya tekan dan A = luas penampang yg tegak lurus thd

gaya tekan.


F

x

A


2.3.2. Tegangan bengkok.

Bila beban yang dikenakan pada elemen berupa momen atau gaya

bengkok, maka tegangan yang terjadi pada elemen tersebut adalah tegangan

bengkok. Tegangan bengkok pada setiap titik sepanjang elemen mesin dan

setiap titik pada penampang melintang elemen tersebut besarnya tidak sama.

Tegangan bengkok (bending stress) pada titik A :

b =

M x . c

I ........................... 1.14.

dengan Mx = momen pada titik A yang berjarak x dari ujung elemen

dan c= jarak titik elemen terhadap garis netral penampang elemen, dan I =

moment inersia. Tergangan bengkok maksimum terjadi pada titik yang

menerima momen maksimum dan jarak terhadap garis netral maksimum

(cmak). Bila penampang elemen berbentuk bulat pejal maka cmak = r, sehingga :

b mak =

M max . r

I ........................... 1.15.


c

h

b

garis netral

1/2. hr

cmak = rcmak=1/2.h

penampang lingkaranpenuh

penampang segi-4


bila penampang elemen tersebut berbentuk persegi empat, dengan

tinggi=h., maka cmak =

12 h, sehingga :

b mak =

M mak .( 12)h

I ....................1.16

Gambar 2.20. Jenis Penampang.

Momen inersia untuk batang bulat I =

164 d4 , sedangkan untuk

batang persegi empat I =

112 . b. h3., dengan demikian maka tegangan

bengkok maksimum untuk batang bulat adalah :

b mak =

32 M max

π .d3 ...................... 1.17

Besarnya Mmak tergantung dari letak pembebanan gaya bengkok sbb:


a b

ba.

F F


2.3.3. Tegangan geser.

Tegangan geser berbeda dengan tegangan tarik dan tekan. Tegangan

geser terjadi disebabkan oleh gaya yang bekerja sejajar dengan bidang yang

menahan gaya tersebut, sedangkan tegangan tarik dan tekan disebabkan oleh

gaya yang bekerja tegak lurus thd bidang yang menahan gaya tersebut.

Tegangan geser dapat terjadi karena adanya gaya geser, benkok, beban puntir,

atau momen..

2.3.3.1. Tegangan geser karena gaya geser.

Tegangan geser terjadi bila pembebanan menyebabkan salah

satu sisi dari elemen tersebut bergeser terhadap sisi lainnya. Sebagai

contoh adalah sebuah paku keling. Batang paku keling menahan gaya

geser yang menggeser sisi permukaan melintang. batang terhadap sisi

lainnya.


PP

P

P


Gambar 2.21. Tegangan Geser.

Bila gaya (P) melalui titik pusat penampang melintang paku keling

yang luasnya (A), maka tegangan geser ( shear stress) yang terjadi adalah :

s =

PA ............................. 1.18

2.3.3.2. Tegangan geser karena beban puntir.

Tergangan geser karena puntir besarnya sama pada setiap titik

sepanjang batang, namun berbeda pada setiap titik pada penampang melintang

batang. Tegangan geser pada titik pusat penampang besarnya samadengan

nol. Tegangan geser suatu titik yang berjarak r1 dari titik pusat, adalah :

w =

T . r1

I p ................................. 1.19

dengan T = torsi dan Ip = momen inersia polar. Momen inersia polar

suatu batang dengan penampang bulat penuh yang berdiameter (d) adalah



Ip =

132 .d4. Dengan demikian tegangan puntir maksimum suatu batang

berpenampang bulat penuh yang berdimeter (d) yang mendapat beban puntir

(T), adalah

w =

16 T

π . d3 .................................... 1.20

2.4. Penerapan Keamanan

Dalam menentukan factor keamanan harus di perhatikan dua hal,

pertama pelampauan kekuatan guna (bahaya fatal dan interupsi kerja yang

fatal atau kemudahan mengatasi keruakan) dan hal kedua adalah pengaruh

factor S terhadap kelayakan dan nilai pakai komponen tersebut. Biasanya S

dipilih sebagai berikut :

S = SD = 1,5…..3 Perhitungan terhadap patah kekal

S = SF = 1,2…..2 Perhitungan terhadap deformasi

S = SB = 2….....4 Perhitungan terhadap patah

S = SK = 3…….5 Perhitungan terhadap instabilitas (Tekuk)



BAB III

PERANCANGAN FRAME PADA MESIN PORTABLE HIDRAULIC

PUNCHER

Perkembanga dan kemajuan industry saat ini berkenbang dengan pesat,

maka mesin portable hydraulic puncer diharappkan dapat membantu untuk

membuat lubang dengan mudah, maka perlu dibuat suatu kontruksi yang baik

dalam merancang, menghitung kekuatan mesin, kapasitas dan mengatasi masalah

yang akan terjadi pada peralatan itu sendiri serta mendapatkan hasil yang

maksimal. Adapun desain mesin ini adalah sebagai berikut :

Gambar 3.1. Mesin Portable Hidraulik Puncer



Gambar 3.2. Actuator Assy

3.1 Desain Frame

Frame atau rangka adalah tempat dimana semua komponen mesin

bertumpu pada dudukan rangka adapun gambar dan ukuran serta bahan dan proses

pembuatan frame sebagai berikut :



Gambar 3.3. Desain Frame

Pada pembuatan farma mesin portable hydraulic puncer ini menggunakan

bahan plat baja tebal 13 mm, plat baja 5 mm dan besi yang mudah didapat di

pasaran.

Proses pembuatan adalah sebagi berikut.

1. Plat baja tersebut di potong dan di lubangi dengan mesin bor

dengan ukuran yang telah ditentukan.

2. Potongan itu kemudian di las titik untuk awal perakitan rangka,

selanjutnya kalau sudah sesuai, kemudian di las penuh untuk

mendapatkan hasil yang baik.



Gambar 3.4. Positioning Frame

3.2 Desain Mounting

Mounting disini adalah tempat atau dudukan untuk actuator agar bisa di

lepas dari frame tanpa membongkar actuator.



Gambar 3.5. Desain Mounting

Pada pembuatan mounting ini menggunakan bahan plat baja tebal 13 mm

dan besi yang mudah didapat di pasaran.

Proses pembuatan adalah sebagi berikut.

1. Plat baja tersebut di potong dan dilubangi bengan mesin bor dengan

ukuran yang telah ditentukan.

2. Potongan itu kemudian di las titik untuk awal perakitan rangka,

selanjutnya kalau sudah sesuai kemudian di las penuh untuk

mendapatkan hasil yang baik.



3.3 Komponen – Komponen Yang Diperlukan

Banyak perhitungan yang dibutuhkan untuk merencanakan suatu mesin.

Pertimbngan yang utama adalh ketersedian bahan yang ada dipasaran. Selain itu

pengerjaan alat tersebut harus dilkkan dengan teliti agar diperoleh suatu mesin

yang mempunyai fungsi guna yang cukup tinggi.

Berikut ini beberapa bahan yang di butuhkan untuk merancang frame mesin

portable hidraulik puncher adalah :

Plat baja ketebalan 13 mm, 5 mm dan baja dengan ketebalan 30 mm

untuk pembuatan frame.

Plat baja ketebalan 13 mm untuk pembuatan mounting.



3.4 DIAGRAM ALIR

Gambar 3.7. Diagram alir dalam merancang frame mesin portable hidraulik

puncher



Penjelasan diagram alir :

1. Mulai ( Start )

Pada tahap ini diadakan berbagai persiapan untuk peracangan

system pengerak mesin ini serta membutuhkan motivasi, tahap ini

dipelajari latar belakang perencanaan dan tujuan akhir dari

perancangan

2. Permasalahan pada proses perhitungan dan pembuatan frame mesin

portable hydraulik puncher.

Pada tahap ini perencanaan awal yang dilakukan dan merancang

frame yang bisa menahan beban atau tekanan agar proses

pelubangan berjalan dengan lancar dan sukses.

3. Study literature

Pada proses ini dilakukan pembelajaran tentan proses yang

berkaitan dengan proses pembuatan mesin.

4. Pengunpulan data

Pada tahap ini dicari literature yang mendukung dalam perancangan

dan harus mengerti landasan teori yang digunkan sehingga akn

memudahkan pengerjn pada langkah – langkah berikutnya.

5. Analisa

Pada tahap ini direncanakan dimensi mesin, alternative bahan dan

mekanisme yang dipilih untuk perencanaan mesin yang baik.

6. Perhitungan perencanan



Pada tahap ini dilakukan perhitungan kekuatan baut pengikat pada

bagian actuator, frame mesin portable hydraulic puncher, gaya -

gaya pada daerah – daerah kritis pada frame.

7. Kesimpulan

Menyimpulkan dari pembuatan rancang bangun mesin ini

berdasarkn landasan teori maupun pertimbangan praktis terutama

mengenai bahan serta mekanismenya.

8. Selesai

Pada tahap ini telah dibuat peralatan yang direcanakan secara utuh

dn telah di analisa hasilnya.



BAB IV

ANALISA DAN PERHITUNGAN DATA

4.1 Proses piercing plat logam

Proses piercing pada material plat diperlukan analisa gaya, daya dan

clearance yang tujuannya nanti untuk melubangi material. Analisa ini dilakukan

untuk mengetahui seberapa besar gaya dan daya yang dibutuhkan, serta

menganalisa gaya – gaya yang terjadi pada waktu proses piercing, agar dapat

terjadi proses piercing yang sempurna.

Gambar 4.1. Gambar Perencanaan hydraulic puncher



Gambar 4.2. Specimen sebelum di piercing

Gambar 4p.3. Specimen setelah di piercing



4.2 Gaya – gaya yang terjadi

Gaya yang di dapat untuk proses pembentukan pada material ber-kekuatan

tarik 38 kg /mm2 , 42 kg /mm2, dan 60 kg /mm2

Table 4.1. Data gaya pembentukan.

tebal plat

(mm)

Material plat

(kg/mm2)

Gaya pembentukan pada

diameter punch 15mm (kgf)

Gaya pembentukan pada

diameter punch 20mm (kgf)

5 ST 38 6.264,3 8.352,4

6 ST 38 7.517,16 10.022,88

7 ST 38 8.770,02 11.693,36

8 ST 38 10.022,88 13.363,84

5 ST 42 6.923,7 9.231,6

6 ST 42 8.308,44 11.077,92

7 ST 42 9.693,18 12.924,24

8 ST 42 11.077,92 14.770,56

5 ST 60 9.891 13.188

6 ST 60 11.869,2 15.825,6

7 ST 60 13.847,4 18.463,2

8 ST 60 15.825,6 21.100,8

Catatan : Data Gaya pembentukan di dapat dari analisa proses piercing pada plat

kontruksi menggunakan mesin portable hydraulic puncher, yang

dilakukan oleh saudara Donny Iskandarsyah Purnomo.



Gaya normal adalah gaya reaksi dari gaya berat yang dikerjakan pada

benda terhadap bidang dimana benda itu berada dan tegak lurus bidang, adapun

rumus yang dipergunakan untuk menghitung gaya normal adalah :

Tegangan Normal.

σ=McI

Dimana :

M = Momen ( kg mm )

c = Constan (mm)

I = Momen inersia ( mm4 )

Tegangan geser berbeda dengan tegangan normal. Tegangan geser terjadi

disebabkan oleh gaya yang bekerja sejajar dengan bidang yang menahan gaya

tersebut

Tegangan geser

τ= PA

Dimana :

P = Beban ( kg )

A = Luas penampang (mm2)



4.2.1. Pada penampang A-A, material spesimen dengan kekuatan

tarik 38 kg /mm2

Gambar 4.4. penampang A-A

b = 13 mm

h = 65 mm

L = 80 mm

Pada diameter punch 15 mm, tebal plat spesimen 5 mm.

P=6264,3 kg2

=3132,15 kg

Tegangan geser akibat beban lintang



τ= PA

A=b .h = 13 x 65

= 845 mm2

τ= PA

τ=3132,15845

= 3,706 kg/mm2

Pada diameter 20 mm, tebal plat specimen 5 mm.

P=8352,4 kg2

=4176,2 kg


τ= PA

A=b .h = 13 x 65

= 845 mm2

τ= PA

τ=4176,2845



= 4,94 kg/mm2

Tegangan yang di ijinkan.

τ=0.58SypN

¿0.58423

= 8.12 kg/mm2



Tabel 4.2. Gaya yang terjadi pada penampang A-A.

tebal plat

(mm)

Material plat

(kg/mm2)

Gaya pembentukan ø 15mm (kgf)


tegangan geser akibat beban lintang pada

diameter punch


diameter punchø 15 mm (kg/mm2)

Tegangan ijin

ø 20 mm (kg/mm2)

Tegangan ijin

5 ST 38 6.264,30 8.352,4 3,70 Aman 4,94 Aman

6 ST 38 7.517,16 10.022,88 4,44 Aman 5,93 Aman

7 ST 38 8.770,02 11.693,36 5,18 Aman 6,91 Aman

8 ST 38 10.022,88 13.363,84 5,93 Aman 7,90 Aman

5 ST 42 6.923,70 9.231,6 4,09 Aman 5,46 Aman

6 ST 42 8.308,44 11.077,92 4,91 Aman 6,55 Aman

7 ST 42 9.693,18 12.924,24 5,73 Aman 7,64 Aman

8 ST 42 11.077,92 14.770,56 6,55 Aman 8,73 Tidak aman

5 ST 60 9.891 13.188 5,85 Aman 7,80 Aman

6 ST 60 11.869,20 15.825,6 7,02 Aman 9,36 Tidak aman

7 ST 60 13.847,40 18.463,2 8,19 Tidak aman 10,92 Tidak aman

8 ST 60 15.825,60 21.100,8 9,36 Tidak aman 12,48 Tidak Aman




4.2.2. Pada penampang B-B , material specimen dengan

kekuatan tarik 38 kg /mm2



Gambar 4.5. penampang B-B

b = 13 mm

h = 150 mm

L = 40 mm

Pada diameter punch 15 mm, tebal plat specimen 5 mm.

P=6264,3 kg2

=3132,15 kg

Tegangan normal akibat beban tarik



σ= PA

A=b .h = 13 x 150

= 1950 mm2

σ= PA

σ=3132,151950

= 1,60 kg/mm2


P=8352,4 kg2

=4176,2 kg


σ= PA

A=b .h = 13 x 150

= 1950 mm2



σ= PA

σ=4176,21950

= 2,14 kg/mm2

Tegangan yang di ijinkan

σ=SypN

¿ 423

= 14 kg

mm2



Tabel 4.3. Gaya yang terjadi pada penampang B-B.





Tebal plat (mm

)

Material plat

(kg/mm2)

Gaya pembentuka

n ø 15mm (kgf)

Gaya pembentuka

n ø 20mm (kgf)

tegangan normal akibat tarik pada dia punch

tegangan normal akibat tarik pada dia

punch

ø 15 mm (kg/mm2)

Teganagan ijin

ø20 mm (kg/mm2)

Tegangan ijin

5 ST 38 6.264,30 8.352,4 2,56 Aman 3,42 Aman

6 ST 38 7.517,16 10.022,88 3,08 Aman 4,11 Aman

7 ST 38 8.770,02 11.693,36 3,59 Aman 4,79 Aman

8 ST 38 10.022,88 13.363,84 4,11 Aman 5,48 Aman

5 ST 42 6.923,70 9.231,6 2,84 Aman 3,78 Aman

6 ST 42 8.308,44 11.077,92 3,40 Aman 4,54 Aman

7 ST 42 9.693,18 12.924,24 3,97 Aman 5,30 Aman

8 ST 42 11.077,92 14.770,56 4,54 Aman 6,05 Aman

5 ST 60 9.891 13.188 4,05 Aman 5,10 Aman

6 ST 60 11.869,20 15.825,6 4,86 Aman 6,49 Aman

7 ST 60 13.847,40 18.463,2 5,68 Aman 7,57 Aman

8 ST 60 15.825,60 21.100,8 6,49 Aman 8,65 Aman


4.2.3. Pada penampang C-C, material specimen dengan

kekuatan tarik 38 kg /mm2

Gambar 4.6. penampang C-C

b = 13 mm

h = 150 mm

L = 120 mm




P=6264,3 kg2

=3132,15 kg


σ= PA

A=b .h = 13 x 150

= 1950 mm2

σ= PA

σ=3132,151950

= 1,60 kg/mm2


P=8352,4 kg2

=4176,2 kg


σ= PA



A=b .h = 13 x 150

= 1950 mm2

σ= PA

σ=4176,21950

= 2,14 kg/mm2

Tegangan yang di ijinkan

σ=SypN

¿ 423

= 14 kg

mm2



Tabel 4.4. Gaya yang terjadi pada penampang C-C.





Tebal plat (mm

)

Material plat

(kg/mm2)

Gaya pembentuka

n ø 15mm (kgf)

Gaya pembentuka

n ø 20mm (kgf)

tegangan normal akibat tarik pada dia punch

tegangan normal akibat tarik pada dia

punch

ø 15 mm (kg/mm2)

Teganagan ijin

ø20 mm (kg/mm2)

Tegangan ijin

5 ST 38 6.264,30 8.352,4 2,56 Aman 3,42 Aman

6 ST 38 7.517,16 10.022,88 3,08 Aman 4,11 Aman

7 ST 38 8.770,02 11.693,36 3,59 Aman 4,79 Aman

8 ST 38 10.022,88 13.363,84 4,11 Aman 5,48 Aman

5 ST 42 6.923,70 9.231,6 2,84 Aman 3,78 Aman

6 ST 42 8.308,44 11.077,92 3,40 Aman 4,54 Aman

7 ST 42 9.693,18 12.924,24 3,97 Aman 5,30 Aman

8 ST 42 11.077,92 14.770,56 4,54 Aman 6,05 Aman

5 ST 60 9.891 13.188 4,05 Aman 5,10 Aman

6 ST 60 11.869,20 15.825,6 4,86 Aman 6,49 Aman

7 ST 60 13.847,40 18.463,2 5,68 Aman 7,57 Aman

8 ST 60 15.825,60 21.100,8 6,49 Aman 8,65 Aman


4.2.4. Pada penampang D-D , material specimen dengan kekuatan

tarik 38 kg /mm2

Gambar 4.7. penampang D-D

b = 26 mm

h = 30 mm

L = 20 mm




P=6264,3 kg2

=3132,15 kg


τ= PA

A=b .h = 26 x 30

= 780 mm2

τ= PA

τ=3132,15780

= 4,01 kg/mm2


P=8352,4 kg2

=4176,2 kg


τ= PA



A=b .h = 26 x 30

= 780 mm2

τ= PA

τ=4176,2780

= 5,35 kg/mm2

Tegangan yang di ijinkan.

τ=0,58SypN

¿0,58423

= 8,12 kg/mm2



Tabel 4.5. Gaya yang terjadi pada penampang D-D.

Tebal plat

(mm)

Material plat

(kg/mm2)

Gaya pembentuka

n ø 15mm (kgf)



diameter punch


diameter punch

ø 15 mm (kg/mm2)

Tegangan ijin

ø 20 mm (kg/mm2)

Tegangan ijin

5 ST 38 6.264,30 8.352,4 4,01 Aman 5,35 Aman

6 ST 38 7.517,16 10.022,88 4,81 Aman 6,42 Aman

7 ST 38 8.770,02 11.693,36 5,62 Aman 7,49 Aman

8 ST 38 10.022,88 13.363,84 6,42 Aman 8,56 Tidak Aman

5 ST 42 6.923,70 9.231,6 4,43 Aman 5,91 Aman

6 ST 42 8.308,44 11.077,92 5,32 Aman 7,10 Aman



5 ST 60 9.891 13.188 6,34 Aman 8,45 Tidak Aman


7 ST 60 13.847,40 18.463,2 8,87Tidak Aman

11,83 Tidak Aman

8 ST 60 15.825,60 21.100,8 10,14Tidak Aman

13,52 Tidak Aman






4.3. Perhitungan Baut

Gambar 4.8. Perhitungan Baut

4.3.1. Tegangan Tarik Pada Baut.

P = 14770 kg ( data diambil dari perhitungan punch dan dies)

D = 14,7 mm ( diameter efektif M16, di dapat dari table 2.2.)

Jumlah baut pada kontruksi adalah 8 baut

Tegangan tarik yang terjadi pada baut

σ= PA



A=14

π d2 = 14

x 3,14 x 14,7 2

= 169,63 mm2

σ= PA

σ= 14770169,63

= 87,07 kg/mm2

Jadi kalau menggunakan 8 baut, tegangan yang terjadi di satu

baut adalah.

Z=σn=87,07

8=10,88

kg

mm2

Tegangan yang di ijinkan pada satu baut adalah.

σ=SypN

¿ 423

= 14 kg

mm2



4.4. Perhitungan Pengelasan

Gambar 4.9. pengelasan pada mounting.

Center of gravity

x=∑ Li . x i

∑ Li

=70 . 35+95 . 0+100 .5070+95+100

¿ 7450265

=28,11mm

y=∑ Li . y i

∑ Li

=70 .0+95 . 47,5+100 . 9570+95+100

¿ 14012,5265

=52,87 mm



Eccentricity e

e = 180 – x

= 180 – 28,11 = 151,89

Momen inertia

I ' x=170(52,87)2+ 953

12+95(47,5−52,87)2

= 549377,69 mm4

I ' y=95(28,11)2+1703

12+170(85−28,11)2

= 1034683,27 mm4

j=Ix+ Iy=549377,69+1034683,27=1584060,96 mm4

Tegangan geser yang terjadi di titik A dan D

P = 14770,56 kg → (dibagi 2) P = 7385,28 kg

Tegangan geser di titik A

τ ' v=PL

+ PerHj

¿7385,28

95+100+70+

7385,28 (151,89 )(71,98)1584060,96



¿27,86+50,90=78,76kg

mm2

τ ' H= Pervj

¿7385,28 (151,89 )(52,87)

1584060,96

¿37,43kg

mm2

τ '=√(τ ' v)2+(τ ' H )2

¿√(78,76)2+(37,43)2

¿87,80kg

mm2

Tegangan geser di titik D

τ ' v=PL

+ PerHj

¿7385,28

95+100+70+

7385,28 (151,89 )(41,89)1584060,96

¿27,86+29,66=57,52kg

mm2

τ ' H= Pervj



¿7385,28 (151,89 )(52,87)

1584060,96

¿37,43kg

mm2

τ '=√(τ ' v)2+(τ ' H )2

¿√(57,52)2+(37,43)2

¿68,62kg

mm2

h= τ '0,707 ( Ssw )

= 87,800,707.10,5

=11,8mm



BAB V

KESIMPULAN

Dari hasil penelitian dan analisa data sekaligus pembahasan yang telah

disajikan pada bab-bab sebelumnya maka penulis dapat mengambil kesimpulan

sebagai berikut :

1. Baut pengikat pada actuator menggunakan baut M16 sebanyak 8 buah

baut, dan material baut menggunakan ST 42.

2. Frame menggunakan baja dengan tebal 13 mm dan menggunakan material

ST 42

3. Keamanan pada waktu proses piercing.

A. Untuk penampang A-A

- Pada diameter punch 15 mm, tebal plat 5 mm sampai dengan 8 mm

dan menggunakan material plat ST 38, ST 42 dan ST 60, Aman

untuk dilakukan proses piercing, kecuali pada material plat ST 60

dengan tebal plat 7mm dan 8 mm sudah tidak aman untuk

dilakukannya proses piercing karena tegangan yang terjadi melebihi

tegangan ijin bahan.


dan menggunakan material plat ST 38 dan ST 42, Aman untuk

dilakukan proses piercing, kecuali pada material ST 42, tebal plat 8

mm, sudah tidak aman lagi, dan pada ST 60 juga sudah tidak aman

untuk dilakukanya proses piercing karena tegangan yang terjadi

melebihi tegangan ijin bahan kecuali pada ketebalan 5 mm.



B. Untuk penampang B-B

- Pada diameter punch 15 mm dan 20 mm, tebal plat 5 mm sampai

dengan 8 mm dan menggunakan material plat ST 38, ST 42 dan ST

60, aman untuk dilakukannya proses piercing.

C. Untuk penampang C-C

- Pada penampang C-C hasilnya sama dengan penampang B-B,

dikarenakan mempunyai penampang yang sama.

D. Untuk penampang D-D


dan menggunakan material plat ST 38, ST 42 dan ST 60, Aman

untuk dilakukan proses piercing, kecuali pada material plat ST 60

dengan tebal plat 7mm dan 8 mm sudah tidak aman untuk

dilakukannya proses piercing karena tegangan yang terjadi melebihi

tegangan ijin bahan.


dan menggunakan material plat ST 38 dan ST 42, Aman untuk

dilakukan proses piercing,kecuali pada material ST 42 dengan tebal

plat 7 mm dan 8 mm sudah tidak aman lagi, dan pada ST 60 sudah

tidak aman untuk di lakukanya proses piercing dikarenakan

tegangan yang terjadi melebihi tegangan ijin bahan.


rancang bangun pada frame mesin portebel hidraulik puncer

Documents