mesin pres genteng

75
1 Gambar 2.1. 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

Upload: aryaretwell

Post on 24-Dec-2015

692 views

Category:

Documents


109 download

DESCRIPTION

MAKALAH

TRANSCRIPT

Page 1: MESIN PRES GENTENG

1

Gambar 2.1. 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

Page 2: MESIN PRES GENTENG

2

A. 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 :

1. ukuran mesin yang tidak terlalu besar.

2. untuk pengepresan tidak memerlukan tenaga manusia yang terlalu

besar.

3. proses produksi menjadi lebih cepat, sehingga produksivitas

meningkat.

4. mudah dalam penggunaan dan perawatannya.

B. Analisis Morfologi Mesin

Page 3: MESIN PRES GENTENG

3

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.

Page 4: MESIN PRES GENTENG

4

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

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 2.1. Tuntutan Perancangan Mesin Pengepres Genteng

No.Tuntutan

PerancanganPersyaratan

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 D

Page 5: MESIN PRES GENTENG

5

2. Dapat diganti tenaga penggerak lain 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

3. Mudah dioperasikan

D

D

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 :

Page 6: MESIN PRES GENTENG

6

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 2.2. Matriks Morfologi Mesin Pengepres Genteng

No.Sub

Komponen

Varian yang mungkin

1 2 3

1.Bahan rangka

(Pipa) (Besi C) Besi Siku

Page 7: MESIN PRES GENTENG

7

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:

1. Profil rangka : profil L (besi siku)

2. Penggerak utama : motor listrik

3. Sistem transmisi : Roda gigi hypoid

4. Sistem pengepresan : Poros berulir

Page 8: MESIN PRES GENTENG

8

5. Cetakan : baja cor 270x360mm

6. Transmisi : v-belt

Tabel 2.3. Tabel Spesifikasi Mesin Pres Genteng

No Nama Bagian Keterangan

1. Motor listrik 1 HP

1400 rpm

2. Pulley ganda Bahan : Baja cor

Diameter : 2” dan 14”

3. Kerangka Bahan :

Besi siku dengan ukuran 50 x 50 x 5 mm

4. Poros berulir Bahan :

ST-42 dengan σ = 42 kg/mm2

Diameter : 39 mm

5. Poros pulley ganda Bahan :

Mild Steel (ST-37) dengan σ = 37 kg/mm2

Diameter: 30 mm

6. Poros cetakan Bahan :

Mild Steel (ST-42) dengan σ = 42 kg/mm2

Diameter : 37 mm

7. Dudukan cetakan Bahan :

Mild Steel (ST-37) dengan σ = 37 kg/mm2

8. Pegangan cetakan Mild Steel (ST-37) dengan σ = 37 kg/mm2

Diameter : 20 mm

9. Dudukan poros berulir Mild Steel (ST-37) dengan σ = 37 kg/mm2

Diameter : 69 mm

Tinggi : 37 mm

Page 9: MESIN PRES GENTENG

9

C. Gambar Alat

Gambar 2.2. Mesin Pengepres Genteng

Keterangan gambar :

1. Motor listrik

2. Pulley ganda 14”

3. Bearing

4. Poros berulir

5. Roda gigi hypoid

Page 10: MESIN PRES GENTENG

10

6. Bearing poros

7. Cetakan atas

8. Poros cetakan

9. Rangka

10. Pegangan Cetakan

Langkah-langkah pengoperasian pengepres genteng adalah sebagai berikut:

a. Jika saklar ON (gerak turun) ditekan maka motor akan berputar.

Putaran motor tersebut akan menggerakan pulley dan roda gigi

hypoid.

b. Roda gigi hypoid tersebut terbagi menjadi roda gigi vertikal dan

horisontal. Dalam roda gigi vertikal terdapat ulir dalam segi empat

yang tentu saja berpasangan dengan ulir luar segi empat. Saat roda

gigi vertikal berputar maka ulir dalam segi empat juga akan berputar,

sehingga ulir luar juga akan ikut berputar dan bergerak turun.

c. Jika ulir luar ini bergerak turun maka cetakan bagian atas yang

diikatkan pada ujung poros ini akan ikut bergerak turun sampai

menyentuh permukaan cetakan bawah.

d. Pada cetakan bagian bawah terdapat LS sebagai pemutus arus listrik,

maka ketika cetakan atas dan bawah tergabung putaran motor sudah

terhenti,

e. Kemudian tekan tombol ON (gerak naik) sehingga motor akan

berputar berlawanan arah dan cetakan bergerak ke atas,

Page 11: MESIN PRES GENTENG

11

f. Namun sebelum cetakan naik sampai posisi maksimum maka arus

listrik akan terputus oleh LS kedua sehingga motor akan terhenti,

g. Atau bisa langsung dimatikan dengan tombol OFF. Kemudian cetakan

bagian bawah ditarik ke depan dan hasil cetakan bisa diambil.

D. Identifikasi Analisa Teknik yang Digunakan dalam Perancangan

1. Teori Desain 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,

Page 12: MESIN PRES GENTENG

12

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. 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.

3. Sistem Transmisi

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.

4. Pemilihan bahan teknik

Dalam perancangan elemen mesin ada beberapa aspek yang perlu

diperhatikan, salah satunya adalah pemilihan jenis bahan yang akan

digunakan, sebab pemilihan bahan tersebut akan berpengaruh pada kekuatan

elemen dan umur mesin tersebut.

Klasifikasi bahan teknik menurut Beumer (1985:9) dapat dilihat pada Gambar

2.3. Klasifikasi Bahan Teknik.

Ferro Non Ferro

Logam Non Logam

Bahan Teknik

Page 13: MESIN PRES GENTENG

13

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

Page 14: MESIN PRES GENTENG

14

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

5. Perancangan 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

Page 15: MESIN PRES GENTENG

15

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. Bahan poros

Mesin pengepres genteng ini menggunakan poros dengan bahan

aluminium. Adapun penggolongannya dapat dilihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4. Penggolongan Bahan Poros

Page 16: MESIN PRES GENTENG

16

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. Pd=f c P (kW )......................................................................................(1)

Dimana:

Pd : Daya rencanafc : Faktor koreksiP : Daya nominal

b.T=9 ,74×105

Pd

n1 ......................................................................................(2)

Dimana:

T : Momen rencanan1 : Putaran poros

c.

τ= T

( π . d s3 /16)

=5,1 T

ds3

................................................................................(3)

Dimana:

τ : Tegangan geserds : Diameter poros

Page 17: MESIN PRES GENTENG

17

d.τ a=σ B /(Sf 1×Sf 2 ) ...................................................................................(4)

Dimana:

τ a : Tegangan geser yang diizinkan (kg/mm2)σ B : Kekuatan tarikSf1 : Faktor keamananSf2 : Pengaruh-pengaruh

e.

d s=[ 5,1τa

K t Cb T ]1

3

..................................................................................(5)

Dimana:

Kt : Faktor koreksiCb : Faktor karena beban lentur

6. 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, dan pembagiannya dapat dilihat pada Gambar 2.5. (UNEP, 2006).

CampuranSeri Shunt

Self ExcitedSeparately Excited

Satu Fase

Induksi

Motor Arus Bolak-Balik (AC)

Motor Arus Searah (DC)

Sinkron

Tiga Fase

MOTOR LISTRIK

Page 18: MESIN PRES GENTENG

18

Gambar 2.4. Klasifikasi Jenis Motor Listrik.

(UNEP,2006)

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 (UNEP, 2006). Jenis

motor listrik yang digunakan pada mesin pencetak briket kotoran lembu

sistem rotary 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 (Berahim, 1994:121).

7. Perancangan sabuk-V sebagai transmisi daya

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.

Page 19: MESIN PRES GENTENG

19

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 2.7.

Gambar 2.5. Penampang Sabuk-V(Sularso 1997: 164)

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

Page 20: MESIN PRES GENTENG

20

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 perancangan sabuk-V antara lain:

a. Daya rencana (Pd)

Pd=fc×P ..........................................................................................(6)

Dimana:

P : DayaPd : Daya rencana

b. Momen rencana (T1,T2)

T 1=g×105×( Pdn1

).............................................................................(7)

T 2=g×105×(Pdn2

) .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. .( 8 )

Dimana :g=gaya grafitasiPd=Daya rencanan1=Putaran poros penggerakn2=Puaran poros yang digerakkan

c. Tenaga geser yang dizinkan (τ a )

τ a=σB

(Sf 1×Sf 2 ). . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . ..(9 )

Dimana :

σ B = Tegangan tarikSf1 = Faktor keamanan Sf2 = Faktor pengaruh alur pasak

Page 21: MESIN PRES GENTENG

21

d. Perhitungan diameter poros (d s1 , ds 2)

d s1={(Pd

σa)×K t×Cb×T 1}

13

. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . ..(10 )

Dimana: Kt untuk beban tumbukan = 2Cb untuk beban lenturan = 2

e. Penampang sabuk-V: tipeA

f. Diameter minimum puli (dmin) yang diizinkan adalah 65 mm

g. Diameter lingkaran jarak bagi puli (dp,Dp)

d p=76 ,2 mmDp=d p×i

Dimana:

i = perbandingan putaran

h. Diameter luar puli (dk,Dk)

dk=d p+2×4,5 .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .(11)Dk=Dp+2×4,5 .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. .(12)

d B=53

ds 1+10 . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .(13)

DB=53

ds 2+10 . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .(14 )

i. Kecepatan sabuk (v)

v=d p n1

60×1000. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .(15)

j. Putaran sabuk < putaran poros, baik.

Page 22: MESIN PRES GENTENG

22

k.

C−dk+D k

2. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. ..(16 )

Dimana:

C = jarak sumbu poros

l. Panjang keliling (L)

L=2 C+ π2 ( Dk+dk )+ 1

4 C ( Dp−d p )2 . .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .(17 )

m. Nomor nominal sabuk-V

n. Jarak sumbu poros (C)

b=2 L−3 ,14 (Dp+d p )

C=b+√b2−8 (Dp−d p )2

8. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. . .. .. .. . .. .(18)

o. Jumlah sabuk (N)

N= PdPo . Kθ .......................................................................................(19)

Page 23: MESIN PRES GENTENG

23

BAB IIIKONSEP PERANCANGAN

A. 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:

Page 24: MESIN PRES GENTENG

24

Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Perancangan Mesin Pengepres Genteng

B. 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.

C. Analisis Kebutuhan

1. Standar Penampilan

Page 25: MESIN PRES GENTENG

25

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.

Page 26: MESIN PRES GENTENG

26

e. Pemeliharaan dan perawatannya cukup mudah. Hanya dengan

membersihkan bagian yang kotor dan memberikan pelumas pada

bagian yang bergerak atau berputar.

D. 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. Bahan 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. Bahan-bahan yang digunakan antara lain, Mild

Steel (ST-37), profil siku 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.

Page 27: MESIN PRES GENTENG

27

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.

E. 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.

Page 28: MESIN PRES GENTENG

28

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

h. 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,

i. Puli ini terhubung dengan roda gigi payung pada posisi horisontal,

j. Kemudian roda gigi payung ini akan memutar roda gigi payung

vertikal

k. Roda gigi payung ini terdapat ulir dalam yang berfungsi mengikat

poros berulir, maka jika roda gigi ini berputar poros akan bergerak

kebawah

l. 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

m.Pada cetakan bagian bawah terdapat LS sebagai pemutus arus listrik,

maka ketika cetakan atas dan bawah tergabung putaran motor sudah

terhenti,

n. Kemudian tekan tombol ON (gerak naik) sehingga motor akan

berputar berlawanan arah dan cetakan bergerak ke atas,

o. Namun sebelum cetakan naik sampai posisi maksimum maka arus

listrik akan terputus oleh LS kedua sehingga motor akan terhenti,

Page 29: MESIN PRES GENTENG

29

p. 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.

BAB IVPROSES, HASIL, DAN PEMBAHASAN

A. Proses Perancangan Mesin Pengepres Genteng

Page 30: MESIN PRES GENTENG

30

Proses perancangan pada mesin pengepres genteng ini mempunyai

langkah-langkah perencanaan yang dapat digambarkan seperti diagram alir pada

Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Diagram alir proses perancangan mesin pengepres genteng

Kebutuhan disini mencakup gaya dan kapasitas mesin. Kapasitas mesin

direncanakan yaitu dapat menghasilkan 60 genteng dalam satu jam, sedangkan

Kebutuhan

Konstruksi dan perhitungan daya

mesin

Perhitungan ulir penekan

Perhitungan poros roda gigi

Perhitungan rangka

34

Perhitungan transmisi (roda gigi,pulley,dan sabuk-V)

Perhitungan motor

Page 31: MESIN PRES GENTENG

31

gaya yang dibutuhkan mesin ini untuk dapat mengepres genteng yaitu sebesar 45

kg. Konstruksi mesin dapat digambarkan pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. 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.

B. Perancangan Ulir Penekan

Ulir penekan digunakan untuk menekan cetakan kebawah ataupun menarik

cetakan ke atas.

Kisar : 12

Bahan : St. 42

W : 22,5 kg

Page 32: MESIN PRES GENTENG

32

Gambar 4.3. Penampang ulir

Dari data diatas maka dapat dihitung diameter poros yaitu dengan cara:

Tegangantari k=WA

A=W ×TegangantarikA=22,5 ×42A=945

Jika A= 945 maka,

A=π4

× D2

945=3,144

D2

D= 2√ 9450,785

D=34,69 mm ( diameter dalam poros berulir)

Untuk tinggi dan lebar ulir dapat dihitung dengan:

tinggiulir= kisar2

=122

=6mm

lebar ulir= kisar2

=122

=6mm

Jika D=34,69 maka torsinya (T) adalah:

T=F × RT=45 × 17,3=780,5

Jika tegangan geser sama dengan 0,8 kali tegangan tarik maka:

Page 33: MESIN PRES GENTENG

33

tegangan geser=0,8 tegangantarik ¿0,8 × 42 ¿33,6

tegangan geser= FA

× n

33,6= 456 × 3,14 ×34,69

×n

33,6= 45653,6

× n

n=33,60,07

=480 mm (naf ulir)

Gerakan pengepresan akan memberikan tekanan pada cetakan untuk

membentuk genteng. Cetakan akan menerima tekanan pres sebesar p, besarnya

tekanan yang diterima cetakan dapat dirumuskan sebagai berikut:

p= FA

Keterangan:

p= tekanan yang diterima cetakan (kg/mm2)

F= gaya pengepresan yang terjadi (kg)

A= luas cetakan (mm2)

Luas cetakan berbentuk persegi panjang sehingga dapat dihitung dengan

rumus:

A=p × l

Keterangan:

A=luas cetakan (mm2)

Page 34: MESIN PRES GENTENG

34

p=panjang cetakan (mm)

l= lebar cetakan (mm)

A=p × l ¿360 ×255 ¿91.800 mm2

Sehingga tekanan yang terjadi pada cetakan sebesar:

p= 4591800

=0,0006 kg/mm2

Untuk menghitung daya mesin(P) terlebih dahulu dihitung torsinya (T)

T= FxR

Keterangan:

R= jari-jari poros berulir maka,

T= 45 x 19,5 = 877,5

Maka daya mesin (P) yaitu:

P= T ×n71620

¿877,5 ×49

71620

¿0,6 HP

C. Perancangan Transmisi

Perancangan transmisi disini meliputi:

1. Perancangan Roda gigi

Direncanakan pada mesin pres genteng ini menggunakan dua buah roda

gigi payung dengan Z1=37, d1=145 mm maka:

modul=dz

Page 35: MESIN PRES GENTENG

35

¿14537

=3,9

Ha=1modul=3,9Hk=1,2 modul=4,7b=5 modul=19,5

sedangkan Z2=9,d2=31 maka:

modul=dz

¿319

=3,4

Ha=1modul=3,4Hk=1,2 modul=4,1b=5 modul=17

D. Perancangan Motor listrik

Daya yang terjadi pada cetakan untuk menekan genteng dengan gaya

sebesar 45 kg adalah 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

Page 36: MESIN PRES GENTENG

36

n = 1400 rpm

Daya = 1 HP,

Frekuensi = 50 Hz,

Tegangan = 110/ 220 V.

E. Perhitungan Ulir Penekan ( poros berulir )

Ulir penekan digunakan untuk mengupah putaran roda gigi menjadi gaya

tekan. Perhitungan kisar pada ulir penekan :

K=TS

2 F ×2 πR=T × S

S=2 F ×2 πR

T

S=2(45)× 2 (3,14 ) R

877,5=12,5(dibuat menjadi 12)

Jadi kisar pada ulir penekan yaitu 12 mm, karena jarak pengepresan tidak terlalu

tinggi maka panjang ulir dibuat 393mm.

Gambar 4.2. penampang ulir

Page 37: MESIN PRES GENTENG

37

F. Perhitungan Transmisi

Dalam perancangan ini direncanakan menggunakan tenaga motor listrik 1

HP dengan putaran 1400 rpm. Putaran akhir poros yang direncanakan adalah

sebesar 49 rpm dan putaran poros yang direncanakan pada poros pulley adalah

200 rpm.

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) ( Sularso, 2002 : 7 )……………….………(4.1)

= 1 . 0,735 kW

= 0,735 kW

Keterangan :

Pd = Daya rencana (kW)

Fc = Faktor koreksi ( lampiran3 )

P = Daya (kW)

Jika momen puntir adalah T (kg.mm), maka :

T = 9,74x105 2n

Pd ( Sularso, 2002 : 7 )………………..…………...(4.2)

T=9,74 × 105 0,73549

=14610 kg .mm .

Keterangan :

T = Momen puntir rencana ( kg.m)

Page 38: MESIN PRES GENTENG

38

Pd = Daya rencana (kW)

n3 = Putaran puli akhir (rpm)

Adapun gambar ilustrasi sistem transmisi mesin pengepres genteng adalah

sebagai berikut :

Gambar 4.3. Ilustrasi Sistem Transmisi Mesin Pengepres Genteng

Dari gambar tersebut di atas, maka diameter puli dan jumlah gigi pada roda

gigi yang digunakan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

2211 xdnxdn ( Sularso, 2002 : 166 )............................……...(4.3)

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)

Untuk mencari jumlah gigi pada roda gigi maka digunakan rumus sebagai

berikut :

Page 39: MESIN PRES GENTENG

39

n 3=Z 1Z 2

× n 2

Dimisalkan Z1 = 9, maka:

n3x Z2 = n2 x Z1

49xZ2 = 200 x 9

49Z2 = 1800

Z2 = 36,7 (37)

Jadi, diameter puli dan jumlah gigi yang digunakan dalam mesin pengepres

genteng adalah sebagai berikut :

D1 = 50,8 mm.

D2 = 355,6 mm.

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

( Sularso, 2002 : 166)……………………….…..(4.4)

1400200

=7

Kemudian perbandingan reduksi (i) dari motor listrik ke roda gigi adalah

adalah sebagai berikut :

id

Di

n

n

p

p 2

1

Page 40: MESIN PRES GENTENG

40

140049

=28,5

dimana:

n1 = putaran puli awal (rpm)

n2 = putaran puli akhir (rpm)

G. Perhitungan Sabuk-V

Dalam mesin pengepres genteng ini sabuk-V digunakan untuk memutar

pulley. Pada pulley ini putaran digunakan untuk menggerakkan roda gigi hipoid.

Gerakan ini dimanfaatkan untuk mengangkat cetakan bagian atas.

Alur pemilihan sabuk-V tampak pada Gambar 4.4. Diagram aliran untuk memilih

sabuk-V. Data yang diketahui untuk pemilihan tersebut 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

Bahan poros : Mild Steel (ST-42)

Page 41: MESIN PRES GENTENG

41

q. Jumlah sabuk N

p.

Dp−d p

C

Sudut kontak θ (o)

Faktor koreksi Kθ

o. Jarak sumbu poros C (mm)

n. Nomor nominal dan panjang sabuk dalam perdagangan L (mm)

m. Perhitungan panjang Keliling L (mm)

Z

h. Diameter minimum puli dmin (mm)

d. Momen rencana T1, T2 (kg mm)

START

j. Kecepatan sabuk v (m/s)

i. Diameter lingkaran jarak bagi puli dp, Dp

(mm) Diameter luar puli dk, Dk (mm) Diameter naf dB, DB (mm)

g. Pemilihan penampang sabuk

f. Perhitung diameter poros ds1, ds2 (mm)

e. Bahan poros dan perlakuan panas

c. Daya rencana Pd (kW)

b. Faktor koreksi fc

a. Daya yang akan ditransmisikan P (Kw) Putaran poros n1 (rpm) Perbandingan putaran i Jarak sumbu poros C (mm)

STOP

END

Page 42: MESIN PRES GENTENG

42

Perhitungannya,

a. P = 1 HP = 0.735 kW, n2 = 200 rpm

i≈1400200

≈7

C≈470 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)

Page 43: MESIN PRES GENTENG

43

Pd=fc×P =1,4×0 , 735 =1 ,029 kW

d. Momen rencana (T1,T2)

T 1=g×105×( Pdn1

) =9 ,74×105×( 1 , 0291400

) =716 kg mm

T 2=g×105×( Pdn2

) =9 ,74×105×( 1 ,029200

) =5011 kg . mm

e. Bahan poros Mild Steel (ST-42)

Tegangan tarik (σ B)=42 kg/mm2

Faktor keamanan (Sf1) untuk bahan ST adalah 5,6

Faktor pengaruh (Sf2) adalah 2

Tenaga geser yang dizinkan (τ a ) adalah

τ a=σ B

( Sf 1×Sf 2 )

=42(5,6×2 )

=3 , 75 kg /mm2

Kt untuk beban tumbukan adalah 2

Cb untuk beban lenturan adalah 2

f. Perhitungan diameter poros (ds)

Page 44: MESIN PRES GENTENG

44

d s={(5,1σa

)×K t×Cb×T }13

={(5,13 , 75 )×2×2×5011}

13

=30,09 mm

Diameter poros ds = 30 mm

g. Penampang sabuk-V: tipeA

h. Diameter minimum puli (dmin) yang diizinkan adalah 50 mm

i. Diameter lingkaran jarak bagi puli (dp,Dp)

d p=50 ,8 mm

Dp=d p×i =50 ,8×7 =355 ,6 mm

j. Kecepatan sabuk (v)

v=π . d p . n1

60×1000= 3 ,14×50×1400

60×1000=3 ,66

m/s

k. Putaran sabuk lebih rendah dari kecepatan sabuk maksimum

(3,66 m/s < 30m/s) baik

l.C−

dk+D k

2= 470−50 .8+355 .6

2=266 . 8 mm

m. Panjang keliling (L)

L = 2

4

1

22 pppp dD

CDdC

Page 45: MESIN PRES GENTENG

45

= 2 .470+ π

2(50 ,6+355 ,6 )+ 1

4 .470(355 ,6−50 , 6 )2

= 940+637,7+49,5

= 1627,2 mm

n. Nomor nominal sabuk-V = No.64 L = 1626 mm

o. Jarak sumbu poros (C)

b=2 L−3 , 14 (Dp+d p )¿2×1627−3 , 14(50 , 6+355 ,6 )

= 3254-1275,4 mm

= 1978,6

C=b+√b2−8 (D p−d p )2

8

=

1978,6+√1978,62−8(355 , 6−50 , 6 )2

8

= 469.9 mm = 470 mm

p. Sudut kontak (θ )

θ=1800 57 (D p−d p)C

¿1800 57 (355.6−50.8 )470

¿1430 jadi sudut kontak (θ ) = 0.91 (dari tabel)q. Jumlah sabuk (N)

Page 46: MESIN PRES GENTENG

46

N=Pd

Po × Kθ

¿1.029

0.735 ×0.91

¿1.71(2 buah)

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.

Tipe A, L = 1627 mm, No 64, dp = 50,8 mm, Dp = 355,6 mm, diameter

poros ds = 30 mm, jarak sumbu poros 470.

H. Perancangan Diameter Poros Roda Gigi Pinion

START

c. Daya rencana Pd (kW)

b. Faktor koreksi fc

a. Daya yang ditransmisikan: P (kW) Putaran poros n1 (rpm)

Page 47: MESIN PRES GENTENG

47

Gambar 4.5. Diagram aliran untuk merencanakan poros

Dalam mesin pengepres genteng ini terdapat poros cetakan dan poros pulley

Di bawah ini akan di bahas perhitungan untuk menentukan diameter poros pulley.

Alur merencanakan poros tampak pada Gambar 4.1. Diagram aliran untuk

merencanakan poros. Data yang diketahui untuk merencanakan tersebut antara

lain:

Page 48: MESIN PRES GENTENG

48

1. Daya yang akan ditransmisikan (P) : 1 HP = 0.735 kW

2. Putaran poros penggerak (n1) : 200RPM

3. Bahan 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)

Pd=fc×P=1,4×0 , 735=1 , 029 kW

d. Momen rencana (T)

T=9 ,74×105×( Pdn1

) =9 ,74×105×( 1 , 029200

) =5011 kgmm

e. Bahan poros Mildsteel (ST-42)

Tegangan tarik (σ B)=42 kg/mm2

Faktor keamanan (Sf1) untuk bahan ST adalah 5,6

Faktor pengaruh (Sf2) adalah 2

f. Tenaga geser yang dizinkan (τ a ) adalah

Page 49: MESIN PRES GENTENG

49

τ a=σ B

( Sf 1×Sf 2 )

=42(5,6×2 )

=3 , 75 kg /mm2

g. Kt untuk beban tumbukan adalah 2

Cb untuk beban lenturan adalah 2

h. Perhitungan diameter poros (ds)

d s={(5,1σa

)×K t×Cb×T }13

={(5,13 , 75 )×2×2×5011}

13

=30,09 mm

Diameter poros ds = 30 mm

i. Tegangan geser yang terjadi yaitu:

τ= T

( π . d s3 /16)

=5,1 T

ds3

=5,1×5011

243=1 , 84 kg /mm2

j. Tegangan geser yang terjadi yaitu 1,84 kg/mm2 lebih kecil dari pada

tegangan geser yang direncanakan yaitu 3,75 kg/mm2. Sehingga poros

dengan diameter 30 mm aman untuk digunakan.

I. Konstruksi Rangka

Kekakuan dan kekokohan kerangka dapat ditambah dengan cara pengelasan

dan pembautan. Ada dua tipe sambungan las yang paling umum adalah 45 ˚ dan

Page 50: MESIN PRES GENTENG

50

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 besi siku ST 37 ukuran 50 x 50 x 5 mm dengan kekuatan tarik maksimal

37 kg/mm2.

J. Analisis Ekonomi

Penentuan harga mesin pengepres genteng dapat dilihat pada Tabel

4.1.Penentuan Harga Mesin.

Tabel 4.1.Penentuan Harga Mesin

Macam BiayaMacam

PekerjaanBahan (Rp)

Alat(Rp)

Tenaga (Rp) Jumlah

A. Biaya Desain Survey 0 30000 30000 60000Analisis 0  50000 30000 80.000Gambar 80.000 20000 50000 150.000

Jumlah 290.000

Macam Biaya Macam KomponenBiaya

Pembelian (Rp)

Biaya PerakitanJumlah

(Rp)

B. Biaya PembelianKomponen

Motor listrik 400.000 5.000 405.000Puli gandal 14” 60.000 5.000 65.000Puli ganda 2” 15.000 5.000 20.000V-Belt A 64 20.000 3.000 23.000Mur dan baut 20.000 3.000 23.000Cat dan poxy 15.000 30.000 45.000Tiner 6.000 5.000 11.000Bearing pulley (2) 70.000 4.000 74.000Bearing poros berulir 50.000 5.000 55.000Cetakan genteng 300.000 4.000 304.000Roda gigi 100.000 4.000 104.000

Jumlah 1.129.000

Macam Biaya Macam ElemenBahan Baku

Bahan Penolong

Tenaga Kerja

Jumlah

C. Biaya Pembuatan Komponen

Landasan rangka 100.000 0 5000 105.000Kerangka 200.000 15000 10000 225.000Poros pulley 65.000 10000 10000 85.000Poros berulir 150.000 5000 10000 165.000Poros cetakan 125000 10000 15000 150.000Dudukan poros berulir 30000 2000 5000 37.000

Page 51: MESIN PRES GENTENG

51

Pegangan cetakan 15000 2000 3000 20.000Dudukan bearing poros berulir 70000 1000 5000 13.000Dudukan cetakan bagian bawah 75000 1000 5000 81.000Dudukan cetakan bagian atas 45000 1000 1000 47.000

 Jumlah 823.000

D. Biaya Non Produksi Biaya Gudang (5% x C) 41.150Pajak Perusahaan (5% x C) 41.150Jumlah 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

K. Hasil dan Pembahasan

1. Sistem mekanik, daya mesin dan ulir penekan

Sistem mekanik mesin ini menggunakan sistem pres. Sedangkan gaya

pengepresan sebesar 45 kg dan daya mesin yaitu 0,6 HP, sehingga dibutuhkan

motor listrik dengan daya 1 HP. Untuk ulir penekan mempunyai kisar 12mm

dan panjang ulir 393mm dan tinggi ulir 4,8mm

2. Poros Roda Gigi Pinion

Hasil analisis poros yaitu Daya yang akan ditransmisikan (P) = 1 HP =

0.735 kW, Putaran poros penggerak (n2): 200 RPM, Bahan poros :

MildSteel(ST-42), 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, Daya rencana (Pd) =1,029 kW,

Momen rencana (T) = 5011 kgmm, Bahan poros MildSteel(ST-42), Tegangan

tarik (σ B)=42 kg/mm2,Faktor keamanan (Sf1) untuk bahan SF adalah 5,6,

Page 52: MESIN PRES GENTENG

52

Faktor pengaruh (Sf2) adalah 2, Tenaga geser yang dizinkan (τ a ) = 3,75

kg/mm2, Kt untuk beban tumbukan adalah 2, Cb untuk beban lenturan adalah

2, diameter poros (ds) = 30 mm, Tegangan geser yang terjadi yaitu:1,33

kg/mm2, Tegangan geser yang terjadi yaitu 1,33 kg/mm2 lebih kecil dari pada

tegangan geser yang direncanakan yaitu 1.84 kg/mm2. Sehingga poros dengan

diameter 30 mm aman untuk digunakan.

3. Sabuk dan Puli

Motor yang digunakan pada mesin pengepres genteng ini memiliki

daya 1HP dengan putaran 1400 rpm. Putaran yang direncanakan pada

transmisi sabuk V adalah sebesar 200 rpm, sehingga dari hasil perhitungan

diperoleh ukuran puli yang digunakan yaitu untuk puli pada poros motor 2

inchi sedangkan puli pada poros 14 inchi. Sedangkan untuk sabuk yang

digunakan adalah sabuk-V tipe A no. 64 dengan jarak poros 470

4. Aspek finansial

Dana yang digunakan untuk pembuatan mesin pengepres genteng ini

totalnya mencapai Rp 2.556.700,00. Harga tersebut belum termasuk biaya

perawatan dan biaya bila terjadi kerusakan.

L. Uji Kinerja

Setelah dilakukan uji kinerja dari mesin pengepres genteng ini dapat

disimpulkan bahwa mesin belum dapat bekerja maksimal sesuai dengan harapan.

Page 53: MESIN PRES GENTENG

53

Dari hasil analisis yang telah dilakukan, penyebab kurang maksimalnya mesin

pengepres genteng ini adalah fungsi pengepresan yang kurang maksimal.

M. Kelemahan-kelemahan

Setelah dilakukan pengujian terhadap fungsi dari mesin pengepres genteng

ini ternyata masih memiliki beberapa kelemahan-kelemahan diantaranya:

1. Pengepresan harus dilakukan beberapa kali agar mendapatkan hasil yang

maksimal.

2. Rangka terlalu pendek sehingga masih harus dibutuhkan sebuah meja

untuk menambah tinggi mesin.

3. Karena tidak menggunakan rol sehingga pada saat menarik cetakan bagian

bawah masih terlalu berat karena gesekan yang terlalu besar.

4. Belum adanya tutup pulley sehingga membahayakan operator mesin, saat

mesin beroperasi.

5. Rangka yang terlalu berat sehingga mesin sulit untuk dipindah-pindah.

Page 54: MESIN PRES GENTENG

54

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Proses perancangan dan pembuatan hingga pengujian dapat disimpulkan

sebagai berikut:

b. Ulir penekan pada mesin pengepres genteng meliputi diameter minimal ulir

yaitu 34,69 mm, Torsi ulir yaitu 780.5, tinggi ulir 6 mm sedangkan lebar ulir

6 mm dan yang terakhir naf pada ulir yaitu 480 mm

c. Sistem transmisi pada roda gigi dengan diameter 145 mm meliputi jumlah

gigi (z) 37, modul (m) 3.9, tinggi kepala gigi (Ha) 3.9, tinggi kaki gigi (Hk)

4.7, lebar gigi (b) 19,5. Sedangkan untuk roda gigi dengan diameter 31 mm

meliputi jumlah gigi (z) 9, modul (m) 3.4, tinggi kepala gigi (Ha) 3.4, tinggi

kaki gigi (Hk) 4.1, lebar gigi (b) 17. Untuk perhitungan pulley meliputi,

diameter pulley pertama yaitu 14 inchi sedangkan pulley kedua memiliki

diameter 2 inchi. dan sabuk-V pada mesin pengepres genteng menggunakan

tipe A, L = 1626 mm, No 64, dp = 50,8 mm, Dp = 355,6 mm, jarak sumbu

poros 470.

Page 55: MESIN PRES GENTENG

55

d. Diameter poros pada roda gigi adalah 21,76 mm

e. Daya mesin pengepres genteng adalah O ,53 HP sedangkan daya motor yang

dibutuhkan adalah 1 HP

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.

46