perancangan mesin pengepres genteng

8/17/2019 Perancangan Mesin Pengepres Genteng

1/59

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semakin majunya ilmu pengetahuan dan teknologi yang tentunya seiring

dengan bertambahnya jumlah penduduk, khususnya di negara Indonesia, dapat

membangkitkan semangat orang untuk bekerja keras memenuhi kebutuhan hidup.

Papan adalah salah satu kebutuhan pokok yang layak dipenuhi oleh setiap orang.

Dalam hal ini, genteng adalah salah satu komponen penting yang harus dipenuhi

dan semakin banyak dibutuhkan seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk.

Alat pengepres genteng yang banyak dijumpai pada umumnya masih

menggunakan tenaga manusia. Hal ini menyebabkan produk genteng yang

dihasilkan masih terbatas, sehingga kebutuhan genteng masyarakat belum bisa

terpenuhi.

Dari hasil pencermatan di atas, maka akan dibuat suatu terobosan baru

yaitu sebuah alat pengepres genteng dengan menggunakan motor listrik. Alat

pengepres genteng yang akan dirancang ini berbeda dengan alat pengepres pada

umumnya. Alat pengepres yang dirancang dengan menggunakan motor listrik

sebagai penggerak utamanya, sehingga alat ini disebut sebagai mesin pengepres

genteng. Mesin pengepres genteng ini mempunyai ukuran yang lebih kecil dan

berat yang lebih ringan. Tenaga yang digunakan tidak terlalu besar tetapi

menghasilkan genteng yang lebih banyak.

ara kerja dari mesin pengepres genteng ini yaitu dengan menggunakan

motor listrik yang akan menggerakkan pulley kemudian dari pulley

ditransmisiskan ke roda gigi hipoid. !oda gigi tersebut disambungkan dengan

poros berulir "poros berulir dalam dan poros berulir luar#. Adanya poros berulir

ini, maka gerak putar dari motor listrik diubah menjadi gerak lurus yang nantinya

diman$aatkan untuk proses pengepresan. Proses pengepresan dibutuhkan % macam

gerak yaitu gerak naik dan gerak turun yang diatur dengan menggunakan sistem

kontrol. Sistem kontrol ini yang mengubah arah putaran motor listrik menjadi %

arah. Agar motor listrik dapat berputar % arah, maka perlu dibuatkan rangkaianlistriknya dengan meman$aatkan % buah relay (magnetic contactor) .

&


2/59

Dari permasalahan di atas, maka pada kesempatan ini akan dibuat suatu

mesin pengepres genteng.

1.2 Rumusan MasalahDari latar belakang di atas diperoleh beberapa rumusan masalah antara

lain'a. (agaimanakah perhitungan ulir penekan pada mesin pengepres genteng)

b. (agaimanakah sistem transmisi yang meliputi roda gigi, diameter pulley,

dan sabuk*+ pada mesin pengepres genteng)c. (agaimana cara menentukan diameter poros pada mesin pengepres

genteng)d. (agaimana menentukan daya mesin dan daya motor listrik pada mesin

pengepres genteng)

1.3 Tujuan

Tujuan perancangan mesin pengepres genteng adalah sebagai berikut'

a. Mengetahui perhitungan ulir penekan pada mesin pengepres genteng. b. Mengetahui sistem transmisi yang meliputi roda gigi, diameter pulley, dan

sabuk*+ pada mesin pengepres genteng.c. Mengetahui diameter poros pada mesin pengepres genteng.d. Mengetahui daya mesin dan daya motor listrik pada mesin pengepres

genteng.

1. Batasan MasalahPada proses pembuatan mesin pengepres genteng ini dikhususkan hanya

pada proses perancangannya saja. Proses perancangan hanya meliputi pemilihan

bahan yang akan dipakai, perancangan sistem transmisi pada roda gigi, dan

perancangan pulley.

1.! Man"aat

&. (agi mahasis a

a. Sebagai suatu penerapan teori yang diperoleh saat di bangku perkuliahan.

b. Mengembangkan, merancang, memodi$ikasi atau menciptakan karya yang

berman$aat bagi masyarakat.

c. Membantu dalam penyelesaian proyek akhir.

%


3/59

%. (agi Dunia Industri

a. Dapat meningkatkan hasil produksi genteng.

b. Dapat menge$isienkan aktu dan proses pembuatan genteng.

-. (agi Dunia Pendidikan

a. Dapat lebih mengenalkan lembaga pendidikan kepada masyakat sebagai

salah satu mitra dalam pengembangan teknologi tepat guna.

b. Dapat memberikan kontribusi yang positi$ terhadap pengembangan

aplikasi keilmuan khususnya pada urusan Teknik Mesin /akultas Teknik

0ni1ersitas Muhammadiyah Malang.

BAB IIPENDE#ATAN PEME$AHAN MA%ALAH

A. #aj&an %&ngkat Pr'(uk

-


4/59

Dalam Proyek Akhir ini, penulis akan mencoba merancang mesin pengepres

genteng dengan menggunakan motor listrik sebagai penggeraknya. Sistem

mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem pres. Pengepresan

terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan menggerakan poros berulir

baik bergerak naik maupun turun. 2arena poros berulir terhubung dengan cetakan

bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak jika poros juga bergerak.Sistem transmisi mesin pengepres genteng ini menggunakan % buah roda

gigi yaitu roda gigi hypoid dan roda gigi pinion dan 2 buah pulley yang berukuran

masing*masing % inchi dan &3 inchi. Pulley tersebut digunakan untuk meneruskan

putaran motor listrik. 2emudian pulley tersebut terhubung dengan poros transmisi

yang akan menggerakan roda gigi.Mengacu dari keterangan pengepresan seperti di atas, selain pasangan poros

ulir, rangka mesin dan kelengkapannya maka pada mesin pengepres genteng ini

perlu dirancang suatu sistem kontrol tertentu. 0ntuk menggerakan poros penekan

cetakan agar bisa bergerak naik dan turun maka kita perlu mengubah arah putaran

dari motor listrik. Agar motor listrik dapat berputar dua arah, maka perlu

dibuatkan rangkaian listriknya. Dengan meman$aatkan dua buah relay " magnetic

contactor #, maka kita bisa mengubah putaran motor listrik ke kanan atau ke kiri.

Prinsip kerja alat tersebut dapat digambarkan '

3


5/59

4ambar %.&. Prinsip kerja dari mesin pengepres genteng

2eterangan gambar '

&. Arah putaran belt

%. Pulley

-. Arah naik turun poros berulir

3. Arah putaran roda gigi

5. etakan atas

6. Belt

7. Motor listrik

B. Tuntutan Alat)Mes&n Dar& %&s& $al'n 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. 2arena 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

5


6/59

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 '

&. ukuran mesin yang tidak terlalu besar.

%. untuk pengepresan tidak memerlukan tenaga manusia yang terlalu besar.

-. proses produksi menjadi lebih cepat, sehingga produksi1itas meningkat.

3. mudah dalam penggunaan dan pera atannya.

$. Anal&s&s M'r"'l'g& Mes&n

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 & HP dengan transmisi

pulley dan roda gigi. 4erak 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. !oda gigi

pinion menggerakkan roda gigi hypoid . Dibagian tengah roda gigi hypoid tersebut

terdapat sebuah ulir dalam segi empat. 0lir 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

diman$aatkan untuk proses pengepresan.

6


7/59

0ntuk 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 meman$aatkan 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 "P(#, limit switch "8S# dan ka at*ka at penghantar.Secara garis besar pertimbangan dalam merancang alat ini berdasarkan pada '

&. Secara teknis alat harus dapat dipertanggung ja abkan,

dalam hal ini alat harus 'a. Memiliki ukuran yang tidak terlalu besar sehingga tidak memakan

tempat. b. Mudah dioperasikan sehingga memungkinkan digunakan oleh semua

orang.

%. Secara ekonomi menguntungkan "ekonomis#, hal ini terkait dalam 'a. Daya motor yang tidak terlalu besar sehingga dapat menekan penggunaan

listrik.

-. Secara sosial dapat diterima

Mesin pres ini menggunakan motor listrik sehingga tidak membutuhkan

tenaga manusia yang terlalu besar, alaupun 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.

(erdasarkan hal*hal tersebut maka spesi$ikasi yang dibuat harus memiliki

persyaratan yang terdiri dari dua kategori yakni keharusan dan keinginan. (erikut

ini adalah da$tar spesi$ikasi dari alat yang dimaksud '

Tabel %.&. Tuntutan Perancangan Mesin Pengepres 4enteng

7


8/59

9o.Tuntutan

Perancangan

PersyaratanTingkat

2ebutuhan

&. 2I9:MATI2A Mekanismenya mudah beroperasi D

%. 4:;M:T!I &. Panjang sekitar &@. P:!A>ATA9 &. (iaya pera atan murah

%. Suku cadang mudah didapat

-. Pera atan mudah dilakukan

D

D

D&

>

=


9/59

memindah

2eterangan '

&. 2eharusan " demands # disingkat D, yaitu syarat mutlak yang harusdimiliki mesin bila tidak terpenuhi maka mesin tidak diterima.

%. 2einginan " Wishes # disingkat >, yaitu syarat yang masih bisadipertimbangkan keberadaanya agar jika mungkin dapat dimiliki olehmesin yang dimaksud.

Secara $ungsional alat ini memiliki komponen sebagai berikut '

&. Pro$il rangka mesin

%. Penggerak

-. Sistem Transmisi

3. Sistem pengepresan

5. etakan "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 klasi$ikasi yang disebut matriks mor$ologi, dan lebih

jelasnya dapat dilihat pada gambar diba ah ini '

Tabel %.%. Matriks Mor$ologi Mesin Pengepres 4enteng

@


10/59

N'.

%u*

#'m+'nen

,ar&an -ang mungk&n

& % -

&. (ahan rangka

(Pipa) (Besi C) Besi Siku

%. penggerak

(Manual)(Motor listrik)

(Motor disel)

-. Sistemtransmisi

3. Sistem pengepresan

5. etakan

(aja cor Aluminium

6. Transmisi

(Rantai) (V – belt)

&


11/59

Dari tabel matriks mor$ologi mesin pengepres genteng yang terpilih adalah

sebagai berikut'

&. Pro$il rangka ' pro$il 8 "besi siku#

%. Penggerak utama ' motor listrik

-. Sistem transmisi ' !oda gigi hypoid

3. Sistem pengepresan ' Poros berulir

5. etakan ' baja cor %7< -6


12/59

3. Poros berulir (ahan '

ST*3% denganσ

C 3% kg mm%

Diameter ' -@ mm5. Poros pulley ganda (ahan '

Mild Steel "ST*-7# denganσ

C -7 kg mm %

Diameter' -< mm6. Poros cetakan (ahan '

Mild Steel "ST*3%# denganσ

C 3% kg mm%

Diameter ' -7 mm7. Dudukan cetakan (ahan '


C -7 kg mm %

=. Pegangan cetakanMild Steel "ST*-7# dengan

σ

C -7 kg mm %

Diameter ' %< mm@. Dudukan poros berulir


C -7 kg mm %

Diameter ' 6@ mmTinggi ' -7 mm

D. am*ar Alat

&%


13/59

4ambar %.%. Mesin Pengepres 4enteng2eterangan gambar '

&. Motor listrik

%. Pulley ganda &3B

-. (earing

3. Poros berulir

5. !oda gigi hypoid

6. (earing poros

7. etakan atas

=. Poros cetakan

@. !angka

&


14/59

b. !oda gigi hypoid tersebut terbagi menjadi roda gigi 1ertikal dan

horisontal. Dalam roda gigi 1ertikal terdapat ulir dalam segi empat

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

gigi 1ertikal berputar maka ulir dalam segi empat juga akan berputar,

sehingga ulir luar juga akan ikut berputar dan bergerak turun.

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

diikatkan pada ujung poros ini akan ikut bergerak turun sampai

menyentuh permukaan cetakan ba ah.

d. Pada cetakan bagian ba ah terdapat 8S sebagai pemutus arus listrik,

maka ketika cetakan atas dan ba ah tergabung putaran motor sudah

terhenti,

e. 2emudian tekan tombol ;9 "gerak naik# sehingga motor akan

berputar berla anan arah dan cetakan bergerak ke atas,

$. 9amun sebelum cetakan naik sampai posisi maksimum maka arus

listrik akan terputus oleh 8S kedua sehingga motor akan terhenti,

g. Atau bisa langsung dimatikan dengan tombol ;//. 2emudian cetakan

bagian ba ah ditarik ke depan dan hasil cetakan bisa diambil.

E. I(ent&"&kas& Anal&sa Tekn&k -ang D&gunakan (alam Peran/angan

&. Teori Desain Perancangan

&3


15/59

Perancangan adalah kegiatan a al dari suatu rangkaian dalam proses

pembuatan produk. Tahap perancangan tersebut dibuat keputusan*keputusan

penting yang mempengaruhi kegiatan*kegiatan lain yang menyusulnya

"Dharma an, &@@@' . Sebelum sebuah produk dibuat terlebih dahulu

dilakukan proses perancangan yang nantinya menghasilkan sebuah gambar

skets atau gambar sederhana dari produk yang akan dibuat. 4ambar skets

yang telah dibuat kemudian digambar kembali dengan aturan gambar

sehingga dapat dimengerti oleh semua orang yang ikut terlibat dalam proses

pembuatan produk tersebut. 4ambar 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 dibuatE sebaliknya pembuat tidak dapat merealisasikan benda

teknik tanpa terlebih dahulu dibuat gambar rancangannya "Dharma an,

&@@@'%#. 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.

%. 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. 2arena poros

&5


16/59

Bahan Teknik

Non LogamLogam

Non FerroFerro

Besi TuangBajaBesi Tempa

Gambar 2.3. Klasifkasi Bahan Teknik

berulir terhubung dengan cetakan bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak

jika poros juga bergerak.

-. Sistem Transmisi

Sistem transmisi mesin pengepres genteng ini menggunakan % buah

roda gigi yaitu roda gigi hypoid dan roda gigi pinion dan 2 buah pulley yang

berukuran masing*masing % inchi dan &3 inchi. Pulley tersebut digunakan

untuk meneruskan putaran motor listrik. 2emudian pulley tersebut terhubung

dengan poros transmisi yang akan menggerakan roda gigi.

3. 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.

2lasi$ikasi bahan teknik menurut (eumer "&@=5'@# dapat dilihat pada 4ambar

%.-. 2lasi$ikasi (ahan Teknik.

&6


17/59

Ada beberapa aspek yang menjadi bahan pertimbangan seperti yang

diungkapkan oleh Amstead "&@@5'&5#. Dalam pemilihan bahan antara lain'

a. Pertimbangan Si$at, meliputi'

2ekuatan

%# 2ekerasan

-# :lastisitas

3# 2euletan

5# Daya tahan terhadap panas

6# Muai panas

7# Si$at kelistrikan

=# (erat jenis

@# Si$at kemagnetan

&


18/59

c. Pertimbangan /abrikasi, meliputi'

Mampu cetak

%# Mampu mesin

-# Mampu tempa

3# Mampu tuang

5# 2emudahan sambungan las

6# Perlakuan panas

5. Perancangan poros

Poros merupakan elemen mesin yang berbentuk batang dan pada

umumnya berpenampang lingkaran, ber$ungsi memindahkan putaran atau

mendukung suatu beban dengan suatu atau tanpa meneruskan daya.

Dilihat dari $ungsinya poros dibedakan atas'

&. Poros dukung%. Poros transmisi-. 4abungan poros dukung dan transmisi

Pada mesin pres genteng ini menggunakan poros transmisi.

Hal*hal penting dalam merencanakan poros antara lain'

a. 2ekuatan poros

Suatu poros mengalami beban puntir, beban lentur, beban tarik, dan beban

tekan. 2elelahan tumbukan atau konsentrasi tegangan pada poros dan alur

pasak, harus diperhatikan.

b. 2ekakuan poros

&=


19/59

Sebuah poros dengan kekuatan yang cukup jika lenturan atau de$leksi

puntirnya terlalu besar dapat berakibat ketidak telitian pada mesin

pengepres genteng atau getaran dan suara pada reduser.

c. Putaran kritis

(ila 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. 2orosi

Poros pada mesin pengepres genteng ini harus sering dilumasi

menggunakan minyak pelumas sehingga tidak akan mudah korosi.

e. (ahan poros

Mesin pengepres genteng ini menggunakan poros dengan bahan

aluminium. Adapun penggolongannya dapat dilihat pada tabel %.3.

Tabel %.3. Penggolongan (ahan Poros

4olongan 2adar "F#(aja lunak

(aja liat

(aja agak keras

(aja keras

(aja sangat keras

*


20/59

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 &@@7' &7#. Perhitungan yang

digunakan dalam merancang poros utama yang mengalami beban puntir dan

beban lentur

Perhitungan yang digunakan dalam merancang poros antara lain'

a.#"kW P Pd c=

......................................................................................"

Dimana'

P d ' Daya rencana c ' /aktor koreksi P ' Daya nominal

b.&

5&


21/59

MOTOR L !TR K

Tiga Fase

!inkron

Mo"or #rus !earah $%&'Mo"or #rus Bolak(Balik $#&'

n)uksi

!a"u Fase

!epara"el* +,-i"e) !el +,-i"e)

!hun"!eri &ampuran

aτ

' Tegangan geser yang diiGinkan "kg mm %# B

σ

' 2ekuatan tarik " & ' /aktor keamanan" % 'Pengaruh*pengaruh

e.

-&

&,5= ! # $ d bt a

s τ

.................................................................................."5#

Dimana'

$ t ' /aktor koreksi# b ' /aktor karena beban lentur

6. Motor 8istrik

Motor listrik merupakan suatu peralatan listrik yang ber$ungsi

mengubah energi listrik menjadi energi mekanis "(erahim, &@@3' -#.

(erdasarkan input arus, motor listrik dibagi menjadi dua jenis yaitu motor

arus searah "A # dan motor arus bolak*balik "D #. Motor listrik dapat lagi

dikategorikan menjadi berbagai jenis berdasarkan konstruksi dan mekanisme

operasi, dan pembagiannya dapat dilihat pada 4ambar %.5. "09:P, %


22/59

4ambar %.3. 2lasi$ikasi enis Motor 8istrik.

"09:P,%


23/59

Penampang puli yang digunakan berpasangan dengan sabuk juga harus

berpenampang trapesium juga. Puli merupakan elemen penerus putaran yang

diputar oleh sabuk penggerak.

(agian sabuk yang sedang membelit pada puli mengalami lengkungan

sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar "Sularso, &@@7'&6-#.

4aya gesekan yang terjadi juga bertambah karena bentuk bajinya yang akan

menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relati$ rendah.

Adapun bentuk konstruksi macam*macam penampang sabuk*+ yang

umum dipakai terlihat pada 4ambar %.7.

4ambar %.5. Penampang Sabuk*+"Sularso &@@7' &63#

Pemilihan penampang sabuk*+ yang cocok ditentukan atas dasar daya

rencana dan putaran poros penggerak. Daya rencananya sendiri dapat

diketahui dengan mengalihkan daya yang akan diteruskan dengan $aktor

koreksi yang ada. 8aGimnya sabuk tipe*+ dinyatakan panjang kelilingnya

dalam ukuran inchi. arak antar sumbu poros harus sebesar &,5 sampai dua

kali diameter puli besar "Sularso, &@@7'&66#.

Sudut lilit atau sudut kontak θ dari sabuk pada alur puli penggerak

harus diusahakan sebesar mungkin untuk mengurangi selip antara sabuk dan

puli dan memperbesar panjang kontaknya.

%-


24/59

Transmisi sabuk dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu sabuk rata,

sabuk dengan penampang trapesium, dan sabuk dengan gigi. Sebagian besar

ransmisi sabuk menggunakan sabuk*+ karena mudah pemakaiannya dan

harganya yang murah. 2elemahan dari sabuk*+ yaitu transmisi sabuk dapat

memungkinkan untuk terjadinya slip. ;leh karena itu, maka perencanaan

sabuk*+ perlu dilakukan untuk memperhitungkan jenis sabuk yang

digunakan dan panjang sabuk yang akan digunakan.

Perhitungan yang digunakan dalam perancangan sabuk*+ antara lain'

a. Daya rencana " P d #

P c P d ×=.........................................................................................."6#

Dimana'

P ' DayaPd ' Daya rencana

b. Momen rencana " ! & ,! 2#

#"&<&

5& n

Pd g ! ××=

............................................................................."7#

digerakkan yang poros Puarann

penggerak poros Putarann

rencana 'aya Pd

gra itasi gaya g

'imana

n Pd

g !

===

=

××=

%

&

%

5%

'

#=........"............................................................#........."&<

%3


25/59

c. Tenaga geser yang diGinkan "a

τ

#

#@..."................................................................................#" %& " "

Ba ×=

σ τ

Dimana '

Bσ

C Tegangan tarik " & C /aktor keamanan

" 2 C /aktor pengaruh alur pasak

d. Perhitungan diameter poros "%&, s s d d

#

#&


26/59

#&%........."......................................................................5,3%

#&&"................................................................................5,3%

×+=×+=

pk

pk

' '

d d

#&3..."................................................................................&<-5

#&-..."................................................................................&<-5

%

&

+=

+=

s B

s B

d '

d d

i. 2ecepatan sabuk " v#

#&5...."................................................................................&


27/59

( )#&=...."............................................................

=

=

&3,-%

%% p p

p p

d 'bb#

d ' )b

−−+=

+−=

o. umlah sabuk "9#

θ $ Po Pd

* .

=......................................................................................."&@#

BAB III#0N%EP PERAN$AN AN

A. D&agram Al&r Pr'ses Peran/angan

%7


28/59

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'

4ambar -.&. Diagram Alir Proses Perancangan Mesin Pengepres 4enteng

B. Pern-ataan #e*utuhan

Dari hasil sur1ey maka dibutuhkan mesin pengepres genteng yang tidak

membutuhkan tenaga manusia yang besar, memiliki dimensi yang lebih kecil

%=


29/59

dibandingkan dengan mesin yang sudah ada. Tetap menggunakan material logam

agar lebih kokoh dan lebih a et. Mesin pres genteng ini harus mudah dalam

pengoperasiannya dan pera atan yang tidak terlalu rumit.

$. Anal&s&s #e*utuhan

&. Standar Penampilan

Mesin pengepres genteng ini mempunyai konstruksi yang mudah dalam

pengoperasiannya bagi pengguna. Dasar yang dipakai adalah produk serupa

yang telah dimodi$ikasi 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.

2arena menggunakan oli sebagai pelumas maka diberi arna hitam

agar tidak terlihat terlalu kotor saat berproduksi, selain itu arna hitam

memberi kesan yang kokoh pada produk.

%. Target 2eunggulan Produk.

Sasaran keunggulan yang ingin dicapai dari mesin pengepres genteng

ini adalah '

a. (ahan baku mudah dicari.

b. Tidak memerlukan tenaga yang besar karena

menggunakan motor listrik untuk mengepres.

c. Pengoperasian mesin mudah, pertama tekan saklar ;9

> untuk menghidupkan mesin kemudian tekan saklar ;9 > dan

saklar otomatis untuk menurunkan atau menaikan cetakan. Dengan

%@


30/59

menggunakan limit switch maka tinggi dan rendah pengepresan dapat

diatur.

d. Selain itu masih ada tombol otomatis untuk

menggerakkan cetakan naik dan turun dengan hanya menekan tombol

satu kali.

e. Pemeliharaan dan pera atannya cukup mudah. Hanya

dengan membersihkan bagian yang kotor dan memberikan pelumas

pada bagian yang bergerak atau berputar.

D. Pert&m*angan Peran/angan

&. Pertimbangan Teknis

Pertimbangan teknis dalam hal ini lebih di titik beratkan pada '

a. 2emudahan dalam pengoperasian alat.

b. Pemasangan dan pembongkaran yang relati$ lebih mudah.

c. (ahan yang digunakan mudah diperoleh di pasaran.

d. 2onstruksi yang kuat untuk menambah umur alat.

%. Pertimbangan :konomi

Pertimbangan ekonomi pada pembuatan mesin pengepres genteng ini

dititikberatkan pada pemilihan bahan yang digunakan dan kecanggihan

produk. (ahan*bahan yang digunakan relati$ murah harganya dan mudah

untuk mendapatkannya. (ahan*bahan yang digunakan antara lain, Mild

Steel "ST*-7#, pro$il siku 5< 5< 5 mm. kecanggihan produk karena

telah didesain secara semi otomatis.

-


31/59

-. Pertimbangan :rgonomis

Pertimbangan ergonomis dalam pembuatan mesin pengepres genteng ini

adalah sebagai berikut '

a. Proses pengepresan yang mudah dan tidak

membahayakan pengguna.

b. Dengan dimensi yang sedang "&


32/59

Mesin pengepres genteng dengan penggerak motor listrik yang dibantu

transmisi puli ganda dan sabuk*+ 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.

-. Tuntutan Pemeliharaan dan Pera atan

Pemeliharaan dan pera atannya cukup mudah. Hanya dengan

membersihkan bagian yang kotor dan memberikan pelumas pada bagian

yang bergerak atau berputar

3. Tuntutan Pengoperasian

h. ika saklar ;9 "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. 2emudian roda gigi payung ini akan memutar roda gigi payung

1ertikal

k. !oda gigi payung ini terdapat ulir dalam yang ber$ungsi mengikat

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

keba ah

l. ika poros berulir ini bergerak maka cetakan bagian atas yang

diikatkan pada ujung poros ini akan ikut bergerak dan bergabung

dengan cetakan bagian ba ah maka terjadi proses pengepresan

m. Pada cetakan bagian ba ah terdapat 8S sebagai pemutus arus listrik,

maka ketika cetakan atas dan ba ah tergabung putaran motor sudah

terhenti,

-%


33/59

n. 2emudian tekan tombol ;9 "gerak naik# sehingga motor akan

berputar berla anan arah dan cetakan bergerak ke atas,

o. 9amun sebelum cetakan naik sampai posisi maksimum maka arus

listrik akan terputus oleh 8S kedua sehingga motor akan terhenti,

p. Atau bisa langsung dimatikan dengan tombol ;//. 2emudian cetakan

bagian ba ah ditarik ke depan dan hasil cetakan bisa diambil

5. Tuntutan /ungsi

2arena menggunakan motor listrik maka diharapkan alat ini dapat

mempercepat proses pembuatan genteng tanpa memerlukan tenaga yang

besar.

BAB I,PR0%E% HA%IL DAN PEMBAHA%AN

--


34/59

A. Pr'ses Peran/angan Mes&n Penge+res enteng

Proses perancangan pada mesin pengepres genteng ini mempunyai

langkah*langkah perencanaan yang dapat digambarkan seperti diagram alir pada

4ambar 3.&.

4ambar 3.&. Diagram alir proses perancangan mesin pengepres genteng

2ebutuhan disini mencakup gaya dan kapasitas mesin. 2apasitas mesin

direncanakan yaitu dapat menghasilkan 6< genteng dalam satu jam, sedangkan

-3

2ebutuhan

2onstruksi dan perhitungan daya

mesin

Perhitungan ulir penekan

Perhitungan transmisi "roda

gigi, pulley, dan sabuk*+#

Perhitungan porosroda gigi

Perhitungan rangka

Perhitungan motor

-3


35/59

gaya yang dibutuhkan mesin ini untuk dapat mengepres genteng yaitu sebesar 35

kg. 2onstruksi mesin dapat digambarkan pada gambar 3.%.

4ambar 3.%. konstruksi mesin pres genteng

Sistem mekanik mesin pengepres genteng ini menggunakan sistem pres.

Pengepresan terjadi karena adanya gerak putar roda gigi yang akan menggerakan

poros berulir baik bergerak naik maupun turun. 2arena poros berulir terhubung

dengan cetakan bagian atas maka cetakan akan ikut bergerak jika poros juga bergerak. Sedangkan untuk cetakan genteng memiliki ukuran -6< %55 73 mm.

4aya yang dibutuhkan untuk melakukan pengepresan yaitu sebesar 35 kg.

B. Peran/angan Ul&r Penekan0lir penekan digunakan untuk menekan cetakan keba ah ataupun menarik

cetakan ke atas.2isar ' &%

(ahan ' St. 3%> ' %%,5 kg

-5


36/59

4ambar 3.-. Penampang ulir Dari data diatas maka dapat dihitung diameter poros yaitu dengan cara'

Tegangantarik = W A

A= W ×Tegangantarik

A= 22,5 × 42

A= 945

ika AC @35 maka,

A= π 4

× D 2

945 = 3,144

D2

D= 2√ 9450,785 D= 34,69 mm $ )iame"er )alam poros berulir'

0ntuk tinggi dan lebar ulir dapat dihitung dengan'

tinggiulir = kisar2

= 122

= 6 mm

lebar ulir = kisar2

= 122

= 6 mm

ika DC-3,6@ maka torsinya "T# adalah'

-6


37/59

T = F × R

T =

45 × 17,3=

780,5

ika tegangan geser sama dengan


38/59

AC luas cetakan "mm %#

8uas cetakan berbentuk persegi panjang sehingga dapat dihitung dengan

rumus'

A= p ×l

2eterangan'

ACluas cetakan "mm %#

pCpanjang cetakan "mm#

lC lebar cetakan "mm#

A= p ×l

¿ 360 × 255

¿ 91.800 mm 2

Sehingga tekanan yang terjadi pada cetakan sebesar'

p= 4591800

= 0,0006 kg/mm 2

0ntuk menghitung daya mesin"P# terlebih dahulu dihitung torsinya "T#

TC / !

2eterangan'

!C jari*jari poros berulir maka,

TC 35 &@,5 C =77,5

Maka daya mesin "P# yaitu'

P= T ×n71620

¿877,5 × 49

71620

-=


39/59

¿0,6 01

$. Peran/angan Transm&s&Perancangan transmisi disini meliputi'

&. Perancangan !oda gigiDirencanakan pada mesin pres genteng ini menggunakan dua buah roda

gigi payung dengan &C-7, d &C&35 mm maka'

modul = d z

¿14537

= 3,9

Ha = 1 modul = 3,9

Hk = 1,2 modul = 4,7

b= 5 modul = 19,5

sedangkan %C@,d%C-& maka'

modul = d z

¿319

= 3,4

Ha = 1 modul = 3,4

Hk = 1,2 modul = 4,1

b = 5 modul = 17

D. Peran/angan M't'r l&str&k

-@


40/59

Daya yang terjadi pada cetakan untuk menekan genteng dengan gaya

sebesar 35 kg adalah


41/59

4ambar 3.%. penampang ulir

4. Perh&tungan Transm&s&

Dalam perancangan ini direncanakan menggunakan tenaga motor listrik &

HP dengan putaran &3#

/c C /aktor koreksi " lampiran+ )

P C Daya "k>#

3&


42/59

ika momen puntir adalah ! "kg.mm#, maka '

T C @,73 &


43/59

Pada perhitungan ini, dimisalkan diambil D & C 5,


44/59

Sehingga, perbandingan reduksi " i# dari motor listrik ke pulley pengepres

genteng adalah sebagai berikut '

id

'i

nn

p

p===

%

&

" Sularso, %


45/59

%a*a *ang akan )i"ransmisikan 1 $K ' 1u"aran poros n $rpm' 1erban)ingan pu"aran i 4arak sumbu poros

Fak"or koreksi -

%a*a ren-ana 1) $k5'

Bahan poros )an perlakuan panas

1erhi"ung )iame"er poros )s 6 )s2 $mm'

1emilihan penampang sabuk

%iame"er lingkaran jarak bagi puli )p6 %p $mm' %iame"er luar puli )k6 %k $mm' %iame"er na )B6 %B $m

Ke-epa"an sabuk 7 $m/s'

7 8 39

%' k k

'd #

+

:;

<

:<

!T#RT

Momen ren-ana T 6 T2 $kg mm'

%iame"er minimum puli )min $mm'

1erhi"ungan panjang

Nomor nominal )an panja

4arak su

4u

Gambar


46/59

Perhitungannya,

a. P C & HP C , n % C %


47/59

dan diperkirakan mesin akan bekarja setiap =*&< jam tiap hari.

Sehingga dari tabel, $akttor koreksi dipakai adalah " cC &,3#.

c. Daya rencana " Pd #

kW P c Pd


48/59

# b untuk beban lenturan adalah %

$. Perhitungan diameter poros " d s#

mm

! # $ d bt a

s

-


49/59

m. Panjang keliling "8#

8 C( ) ( )%

3&

%% p p p p d '#

'd # −+++= π

C

( ) ( ) %6,5


50/59

a. %a*a *ang )i"ransmisikan8 1 $k5' 1u"aran poros n $rpm'

b. Fak"or koreksi -

-. %a*a ren-ana 1) $k5'

Bσ aτ

g. Fak"or koreksi un"uk momen pun"ir K"Fak"or len"uran &b

τ τ τ 'a

!T#RT

).Momen ren-ana T $kg mm'

h. %iame"er poros )s $mm'

!TO1

+N%

>

! = 1800 57 ( D p− d p)

"

¿1800 57 (355.6 − 50.8 )

470

¿143 0 jadi sudut kontak "

θ

# C


51/59

4ambar 3.5. Diagram aliran untuk merencanakan poros

Dalam mesin pengepres genteng ini terdapat poros cetakan dan poros

pulley Di ba ah ini akan di bahas perhitungan untuk menentukan diameter poros

pulley.

Alur merencanakan poros tampak pada 4ambar 3.&. Diagram aliran untuk

merencanakan poros. Data yang diketahui untuk merencanakan tersebut antara

lain'

&. Daya yang akan ditransmisikan "P# ' & HP C

5&


52/59

%. Putaran poros penggerak "n ' %-. (ahan poros 'MildSteel"ST*3%#

Perhitungannya'

a. P C &HP C

n& C % b. /akor koreksi

/aktor koreksi " c# didapatkan dari tabel $aktor koreksi daya yang

akan ditransmisikan. Daya ini termasuk daya normal.Sehingga dari tabel,

$aktor koreksi dipakai adalah cC &,3.

c. Daya rencana " Pd #

kW

P c Pd


53/59

%

%&

75,-

#%6,5"3%

#"

mmkg

" " B

a

=×=

×= σ

τ

g. $ t untuk beban tumbukan adalah %

# b untuk beban lenturan adalah %

h. Perhitungan diameter poros " d s#

mm

! # $ d bt a

s

-


54/59

sudut takik. Dalam perencanaan konstruksi rangka mesin pengepres genteng ini

menggunakan sambungan las, karena lebih mudah dan hasilnya lebih kuat.(erat motor kurang lebih &< kg. (atang yang digunakan pada rangka ini

adalah besi siku ST -7 ukuran 5< 5< 5 mm dengan kekuatan tarik maksimal

-7 kg mm %.

6. Anal&s&s Ek'n'm&

Penentuan harga mesin pengepres genteng dapat dilihat pada Tabel

3.&.Penentuan Harga Mesin.

Tabel 3.&.Penentuan Harga MesinMacam Biaya MacamPekerjaan Bahan (Rp)

Alat(Rp) ena!a (Rp) "umlah

A# Biaya $esain Sur%ey & '&&&& '&&&& &&&& Analisis & &&&& '&&&& *&&&+ambar *&&& ,&&&& &&&& - &&&

Jumlah 290.000

Macam (iaya Macam 2omponen(iaya

Pembelian"!p#

(iaya Perakitanumlah

"!p#

(. (iaya Pembelian2omponen

Motor listrik 3


55/59

$udukan bearin! poros berulir 1&&&& -&&& &&& -'#&&&$udukan cetakan ba!ian ba2ah 1 &&& -&&& &&& *-#&&&$udukan cetakan ba!ian atas 3 &&& -&&& -&&& 31#&&&

Jumlah 823.000

D. (iaya 9on Produksi (iaya 4udang "5F # 3&.&5<Pajak Perusahaan "5F # 3&.&5<6umlah 92.388

.# 0aba yan! $ikehendaki -&4 5 (A6B6C6$) 232.400

7# aksiran 8ar!a Produk (A6B6C6$6.) 2.556.700

adi harga yang dikehendaki untuk dijual adalah sebesar R+ 2.!!:.;88 88

#. Has&l (an Pem*ahasan

&. Sistem mekanik, daya mesin dan ulir penekan

Sistem mekanik mesin ini menggunakan sistem pres. Sedangkan gaya

pengepresan sebesar 35 kg dan daya mesin yaitu


56/59

/aktor pengaruh " " 2# adalah %, Tenaga geser yang diGinkan "a

τ

# C -,75

kg mm%, $ t untuk beban tumbukan adalah %, # b untuk beban lenturan adalah

%, diameter poros " d s# C -< mm, Tegangan geser yang terjadi yaitu'&,--

kg mm%, Tegangan geser yang terjadi yaitu &,-- kg mm % lebih kecil dari pada

tegangan geser yang direncanakan yaitu &.=3 kg mm %. Sehingga poros dengan

diameter -< mm aman untuk digunakan.

-. Sabuk dan Puli

Motor yang digunakan pada mesin pengepres genteng ini memiliki

daya &HP dengan putaran &3


57/59

Dari hasil analisis yang telah dilakukan, penyebab kurang maksimalnya mesin

pengepres genteng ini adalah $ungsi pengepresan yang kurang maksimal.

M. #elemahan5kelemahan

Setelah dilakukan pengujian terhadap $ungsi dari mesin pengepres genteng

ini ternyata masih memiliki beberapa kelemahan*kelemahan diantaranya'

&. Pengepresan harus dilakukan beberapa kali agar mendapatkan

hasil yang maksimal.

%. !angka terlalu pendek sehingga masih harus dibutuhkan

sebuah meja untuk menambah tinggi mesin.

-. 2arena tidak menggunakan rol sehingga pada saat menarik

cetakan bagian ba ah masih terlalu berat karena gesekan yang terlalu

besar.

3. (elum adanya tutup pulley sehingga membahayakan operator

mesin, saat mesin beroperasi.

5. !angka yang terlalu berat sehingga mesin sulit untuk dipindah*

pindah.

57


58/59

BAB ,#E%IMPULAN DAN %ARAN

A. #es&m+ulan

Proses perancangan dan pembuatan hingga pengujian dapat disimpulkan

sebagai berikut'

*. 0lir penekan pada mesin pengepres genteng meliputi diameter minimal ulir

yaitu -3,6@ mm, Torsi ulir yaitu 7=


59/59

tipe A, 8 C &6%6 mm, 9o 63, d p C 5

perancangan mesin pengepres genteng

Documents