i

TUGAS AKHIR – TM 145648

RANCANG BANGUN MESIN PASRAH DAN AMPLAS KAYU PALET ROBY ARDIANSYAH NRP. 2112 039 023 Dosen Pembimbing Ir. Nur Husodo, MSc. Instruktur Pembimbing

Jiwo Mulyono, S.Pd DEPARTEMEN D-3 TEKNIK MESIN PRODUKSI KERJASAMA ITS-DISNAKERTRANSDUK JAWA TIMUR Fakultas Vokasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

ii

FINAL PROJECT – TM 145648

DESIGN OF MACHINE OF WOOD SHARPERNER ROBY ARDIANSYAH NRP. 2112 039 023 Counsellor Lecturer Ir. Nur Husodo, MSc. Counsellor Instructor

Jiwo Mulyono, S.Pd DEPARTMENT OF D-III DISNAKERTRANSDUK INDUSTRY MACHINE ITS Faculty of VVocational Institute of Technology Sepuluh Nopember Surabaya 2017

RANCANG BANGUN MESIN PASRAH DAN AMPLASKAYU

Diajukan Guna Memenuhi Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik Mesin

pada Bidang Studi Teknik Produksi

Jurusan D-IU Teknik Mesin Disnakertransduk Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Oleh :

ROBY ARDIANSY AH NRP. 2112039023

Surabaya, 21Juli20l7

lll

iv

RANCANG BANGUN MESIN PASRAH DAN AMPLAS KAYU

Nama : ROBY ARDIANSYAH

NRP : 2112 039 023

Jurusan : D-3 Teknik Mesin Disnakertransduk

Fakultas Vokasi-ITS

Dosen Pembimbing : Ir. NUR HUSODO, M,Sc.

Instruktur Pembimbing : Jiwo Mulyono S.Pd

Abstrak

Palet kayu merupakan limbah dari pabrik yang sering tidak

digunakan setelah proses pengiriman barang. Palet yang sudah

tidak terpakai dimanfaatkan kembali sebagai bahan pembuatan

meja, kursi dan almari. Proses pembuatan meja, kursi dan almari

terdiri dari pembentukan model, pemasrahan kayu, perakitan dan

pewarnaan. Proses pemasrahan itu sendiri memerlukan waktu yang

lama dan tingkat kerataan yang sama .Oleh karena itu dirancang

mesin pemasrah kayu untuk memepercepat proses produksi.

Langkah-langkah dalam pembuatan mesin meliputi

Observasi dan Studi Literatur kemudian menetapkan konsep serta

melakukan perencanaan. Setelah perencanaan selesai kemudian

dilakukanupembuatan komponen sesuai dengan perencanaan dan

konsep mesin yang kemudian dirakit sesuai desain

Hasil dari perencanaan dan perhitungan “Rancang Bangun

Mesin Pasrah dan Amplas Kayu” didapatkan daya motor 1HP.

Kata kunci: Kayu palet, pasrah, amplas

v

DESIGN OF MACHINE OF WOOD SHARPERNER

Name : ROBY ARDIANSYAH

NRP : 2112 039 023

Department : Departmen D-3 Mechanical

Engineering Disnakertransduk

Vocational Faculty-ITS

Counsellor Lecture : Ir. NUR HUSODO, M,Sc.

Counsellor Instructor : Jiwo Mulyono S.Pd

Abstract

Wooden palettes are industrial garbage that often not use

after delivery goods. The unused palette is reused as table-making

materials, chairs and cupboards. Process to make the table, chair

and cupboard consist of making sketch, shave wood, assembling and

coloring. The process of shave wood itself, need a long time and the

same level of flatness. Therefore, it is designed a wooden shaver

machine to speed up the process of production.

The steps to make this machine are observation and

literature studies then set the concept and do the planning. After the

planning is done, the next step is making of components based on the

planning and machine’s concept and then assembled according to

the design.

From planning and calculation of the "Buid and Design of

Wooden Shaver and Wooden Sandpaper Machine", the results are

motor powers 1HP.

Keywords:Wooden Pallets, Shaver, Sharperner

vi

KATA PENGANTAR

Dengan Mengucap puji Syukur kepada Tuhan Yanga Maha

Kuasa, serta atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan Baik.

Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan

akademis yang wajib diselesaikan oleh setiap mahasiswa Program

Studi Diploma III, untuk mendapatkab gelar Ahli Madya pada

jurusan D-3 Teknik Mesin Produksi FTI-ITS-

DISNAKERTANSDUK

Dalam penyusunan Tugas akhir yang mengambil judul

“Rancang Bangun Mesin PASRAH Dan AMPLAS KAYU”,

Penulis banyak mendapatkan bantuan baik secara langsung

maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis mengucapkan

banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Nur Husodo, Msc selaku dosen pembimbing

yang telah banyak membantu dalam pengerjaan laporan

tugas akhir ini, sehingga tugas akhir ini dapat

terselesaikan.

2. Bapak Jiwo Mulyono S.Pd selaku instruktur

pembimbing di UPT-PK Surabaya telah banyak

membantu dalam menyelesaikan pembuatan alat kami.

3. Bapak Dr. Ir. Heru Mirmanto, MT selaku Ketua Prodi

DIII Teknik Mesin Fakultas Vokasi-ITS

4. Bapak Ir. Suhariyanto , MT sebagai Koordinator Tugas

Akhir DIII Teknik Mesin Fakultas Vokasi-ITS

5. Bapak Ir. Eddy Wifiyono,M.Sc selaku dosen wali kami.

6. Semua dosen dan karyawan Prodi DIII Teknik Mesin

FTI-ITS

7. Ibu dan Ayah kami tercinta, saudara kami tersayang,

uyang telah memberikan dorongan moril, materiil dan

spritiual kepada penulis.

8. Rekan-rekan seperjuangan D III Teknik Mesin Produksi

Fakultas Vokais –ITSDISBAKERTRANSDUK, terutama

untuk angkatan 2012.

vii

9. Dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya

laporan tugas akhir ini, kami mengucapkan banyak terima

kasih.

Akhirnya semoga laporan Tugas Akhir ini dapat

bermanfaat untuk sekarang dan masa yang akan datang penulis

menyadari bahwa penulisan laporan ini masih banyak terdapat

kekurangan, sehingga saran dan kritik yang membangun mampu

menyempurnakan penulisan di masa yang akan datang.

Surabaya, 21 Juli 2017

Penulis

viii

DAFTAR ISI

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

LEMBAR PENGESAHAN ...................................................... iii

ABSTRAK ................................................................................ iv

ABSTRACT ............................................................................... v

KATA PENGANTAR ............................................................... vi

DAFTAR ISI .......................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR .................................................................. x

DAFTAR TABEL ..................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 1

1.3 Tujuan ................................................................................. 2

1.4 Manfaat ............................................................................... 2

1.5 Sistematika Penulisan ......................................................... 2

1.6 Batasan Masalah ................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI 2.1 Kayu ................................................................................... 4

2.1.1 Pengertian Kayu ........................................................ 4

2.1.2 Pallet ......................................................................... 5

2.2 Roll Pada Mesin................................................................... 5

2.2.1 Gaya Pengerollan ...................................................... 6

2.2.2 Torsi .......................................................................... 6

2.3 Belt dan Pulley..................................................................... 7

2.3.1 Perencanaan Daya ..................................................... 7

2.3.2 Pemilihan Tipe Belt .................................................. 9

2.3.3 Pemilihan dan Perhitungan Diameter ....................... 9

2.3.4 Perencanaan Panjang Belt ......................................... 10

2.3.5 Kecepatan Keliling Linear (Pulley) .......................... 10

2.3.6 Menghitung Gaya-gaya Pada Belt ............................ 10

ix

2.3.7 Sudut Kontak ............................................................ 12

2.3.8 Tegangan Maksimum Belt ........................................ 13

2.4 Motor AC ............................................................................. 14

2.5 Bearing ................................................................................ 16

2.5.1Klasifikasi Bantalan ................................................... 16

2.5.2 Menghitung Beban Ekivalen ..................................... 18

2.6 Pasak .................................................................................... 21

2.6.1 Klasifikasi Pasak ....................................................... 21

2.6.2 Tinjauan Kompresi.................................................... 24

BAB III METODOLOGI 3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Mesin Pasrah dan Amplas

Kayu ................................................................................... 25

3.2 Tahapan Proses Pembuatan Mesin Pasrah dan Amplas Kayu

........................................................................................... 26

3.3 Konsep Mesin Pasrah dan Amplas Kayu ............................. 28

3.4 Mekanisme Kerja Alat ......................................................... 29

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Daya Rencana Proses ........................................................... 31

4.2 Poros .................................................................................... 32

4.3 V- Belt ................................................................................. 40

4.4 Daya .................................................................................... 46

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan .......................................................................... 48

5.2 Saran .................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 49

LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kayu .............................................................................. 4

Gambar 2.2 Pallet Kayu .................................................................... 5

Gambar 2.3 Proses Pengerollan ......................................................... 6

Gambar 2.4 Tranmisi Belt dan Pulley ............................................... 7

Gambar 2.5 Konstruksi Umum Motor Induksi Satu Fasa ................ 15

Gambar 2.6 Rotor .............................................................................. 15

Gambar 2.7 Bantalan ......................................................................... 16

Gambar 2.8 Tipe Batalan Gelinding .................................................. 18

Gambar 2.9 Macam-macam Pasak .................................................... 22

Gambar 2.10 Gaya yang Terjadi pada Pasak..................................... 22

Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Mesin Ampas Kayu .............. 25

Gambar 3.2 Desain mesin Pasrah dan Amplas Kayu ........................ 28

Gambar 4.1 Gaya pada Poros ............................................................ 32

Gambar 4.2 Diagram Gaya Pada Poros ............................................ 34

Gambar 4.3 Potongan Pada Sumbu X ............................................... 35

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Diameter Pulley kecil ........................................................ 9

Tabel 2.2 Koefisien Gesek (f) Antara Belt dan Pulley ...................... 11

Tabel 2.3 Sudut Kontak dan Panjang Belt......................................... 12

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seiring perkembangan zaman, masyarakat dituntut untuk

menciptakan suatu produk inovatif dan kreatif dari segala bidang

kehidupan. Sektor perindustrian pun tak luput akan hal tersebut.

salah satu komoditi dari sektor perindustrian yang sangat susah untuk

di perbaharui ialah kayu (pohon). Maka sejatinya sebagai Mahasiswa

yang memiliki tanggung jawab dalam melestarikan Alam lewat

penemuan kreatif dan inoovatif,salah satunya dengan mmanfaatkan

libah kayu palet sehingga memiliki nilai guna untuk berbagai jenis

kebutuhan atau keinginan. Nilai jual yang tinggi dari kayu itu sendiri

dimanfaatkan UKM kayoe Makmoer milik bapak Khafidz fadli

untuk dijadikan nya daur ulang limbah kayu menjadi sentra bisnis di

UKM nya. Namun lamanya proses daur ulang dan juga memerlukan

biaya yang tinggi disinyalir menjadi penghambat para pelaku UKM

tentunya untuk mengambil permasalahan daur ulang kayu menjadi

peluang bisnis mereka.

Dari permasalahan diatas telah dilakukan sebuah observasi

serta penelitian untuk membantu masyarakat sehingga terciptanya

suatu ide perencanaan dan pembuatan mesin khususnya “

RANCANG BANGUN MESIN PASRAH DAN AMPLAS KAYU ”

Dalam proses pemesinan tersebut diharapkan dapat

menghemat waktu dan menghasilkan produk hasil daur ulang yang

memuaskan seperti produk yang diharapkan. Selain itu dengan

fungsi yang di khususkan dan disederhanakan pengoperasian alat

akan lebih mudah dan tidak memerlukan keahlian khusus untuk

pengoperasian nya. Jika dilihat dari kondisi UKM Empoe Makmoer

yang masih tergolong berkembang, maka solusi inilah yang dirasa

paling tepat untuk saat ini dalam mengatasi permasalahan pada UKM

tersebut secepat mungkin

1.2 Rumusan Masalah

Penulis membuat mesin pasrah kayu yang menggunakan

Sistem cekam dan pendorong sehingga membantu dalam proses

2

pemakanan kayu dan juga meminimalisasi waktu. Dengan tujuan

tersebut maka kita mempunyai beberapa masalah yang keluar yaitu:

1. Bagaimana cara merancang Mesin Pasrah dan amplas

Kayu?

2. Bagaimana menentukan besar gaya dan daya serta

menghitung elemen-elemen mesin pasrah dan amplas kayu

yang digunakan?

1.3 Tujuan

Dengan mengacu latar belakang dan permasalahan diatas maka

tujuan dari perancangan Rancang Bangun Mesin Pasrah Dan Amplas

Kayu ini adalah sebagai berikut:

1. Membantu mempercepat proses pendaur ulangan dengan

meringkas beberapa proses yang dilakukan pada alat

sebelumnya menjadi hanya 1-2 proses saja

2. Memperoleh besar gaya dan daya serta menghitung elemen-

elemen mesin pasrah dan amplas kayu yang digunakan

1.4 Manfaat

Dengan adanya Rancang Bangun Mesin Pasrah Dan Amplas

Kayu ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:

1. Meningkatkan produktivitas UKM.

2. Meningkatkan efisiensi waktu dan tenaga dalam proses

pemasrahan dan pengamplasan kayu .

1.5 Sistematika Penulisan Sistematika yang dipakai dalam penulisan tugas akhir ini

adalah:

BAB I Pendahuluan

Pada bab ini membahas bagaimana tinjauan umum

tentang latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan, dan

sistematik penulisan Tugas Akhir.

BAB II Dasar Teori

3

Pada bab ini dijelaskan mengenai teori penunjang dan

dasar perhitungan yang mendukung dalam pembuatan mesin

pasrah dan amplas kayu.

BAB III Metodologi

Pada bab ini akan dibahas mengenai metodologi

perencanaan pembuatan mesin, diagram alir pembuatan alat

dan proses mekanisme kerja mesin pasrah dan amplas kayu.

BAB IV Perencanaan dan Perhitungan

Pada bab ini dijelaskan mengenai uraian perencanaan

dan perhitungan daya pengerolan, gaya serta elemen-elemen

mesin yang dibutuhkan mesin pasrah dan amplas kayu sampai

menggerakkan mesin.

BAB V Kesimpulan

Pada bab ini dijelaskan tentang kesimpulan dari proses

pembuatan mesin, hasil perhitungan komponen mesin bending

kayu serta kualitas produk yang aktual.

1.6 Batasan Masalah Dalam perencanaan ini perlu adanya pembatasan permasalahan

yang timbul supaya tidak terlalu meluas, antara lain:

1. Mesin ini digunakan khusus untuk proses pengerolan kayu.

2. Jenis kayu yang digunakan adalah jenis kayu Pallet atau

kayu pinus dengan maksimal dimensi panjang 0,7m lebar

0,2m dan tinggi 0,02m

3. Rangka mesin atau frame dianggap kuat

4. Getaran yang terjadi selama proses pemesinan dianggap

diabaikan

5. Sistem Kelistrikan tidak dibahas lebih lanjut.

6. Springback dalam hal ini tidak dibahas lebih lanjut.

4

BAB 2

DASAR TEORI

Dalam bab ini akan dibahas mengenai teori-teori dasar,

rumusan dan konsep yang melatar belakangi perencanaan ini

yang nantinya digunakan dalam perhitungan yang berdasarkan

referensi yang meliputi perencanaan elemen mesin, yaitu

kapasitas mesin yang digunakan, daya yang ditransmisikan, belt

and pulley dan daya motor yang digunakan pada mesin Pasrah

kayu untuk proses Penghalusan kayu sebagai Palet, Triplek atau

juga furniture.

2.1 Kayu

2.1.1 Pengertian Kayu

Kayu adalah bagian batang atau cabang serta ranting tumbuhan

yang mengeras karena mengalami lignifikasi (pengayuan).Kayu

digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari memasak,

membuat perabot (meja, kursi), bahan bangunan (pintu, jendela,

rangka atap), bahan kertas, dan banyak lagi. Kayu juga dapat

dimanfaatkan sebagai hiasan-hiasan rumah tangga dan

sebagainya.Penyebab terbentuknya kayu adalah akibat akumulasi

selulosa dan lignin pada dinding sel berbagai jaringan di

batang.Ilmu kayu (wood science) mempelajari berbagai aspek

mengenai klasifikasi kayu serta sifat-sifat kimia, fisika, dan

mekanika kayu dalam berbagai kondisi penanganan.

Gambar 2.1 Kayu

5

2.1.2 Pallet

Pallet adalah salah satu bagian dari warehousing. Pallet

merupakan tempat untuk meletakkan barang-barang dengan

tujuan memudahkan penyimpanan, perhitungan, dan transportasi.

Material utama dari sebuah pallet biasanya terbuat dari kayu atau

plastik. Pallet didesain dengan berbagai ukuran sesuai dengan

kebutuhan. Untuk lebih detail mengenai seluk beluk pallet,

berikut ulasannya.

Gambar 2.2 Pallet kayu

Karena pallet menggunakan kayu Meranti, Kamper dan

Rimba campur yang termasuk dalam kayu kuat kelas II memiliki

sifat yang ulet sehingga diperlukan gaya potong yang besar.

2.2 Roll Pada Mesin

Roll di mesin ini merupakan komponen yang berfungsi

sebagai conveyor yang mengantarkan Kayu menuju ke pisau

pembelah dan mengantarkan kayu ke proses selanjutnya yaitu

penghalusan. Pada roll terjadi penipisan Kayu walaupun sangat

kecil, sehingga berlaku rumus pengerolan pada pembentukan.

6

Gambar 2.3 Proses Pengerollan

2.2.1 Gaya Pengerollan

Gaya pada roll adalah gaya yang terjadi pada proses kayu

ke roll. Gaya yang terjadi adalah gaya gesek yang timbul akibat

dari gaya putar sekaligus gaya tekan dari roll yang menyentuh

permukaan kayu. Adanya gaya gesek antara kayu dan roll

mengakibatkan roll tidak mengalami selip

2.2.2 Torsi

Gaya yang dibutuhkan untuk memutar roll dengan tujuan

mengantarkan Kayu ke pisau.

………………………………………(2.2)

Dimana :

T = Torsi(KNmm)

R = Jari –Jari roll (mm)

7

2.3 Belt and Pulley

Pemindahan daya yang digunakan pada ini adalah dengan

belt yang terpasang pada dua buah pulley, yaitu pulley penggerak

dan pulley yang digerakan. Sedangkan belt yang digunakan

adalah jenis V–belt dengan penampang yang berbentuk trapesium.

Gambar 2.4 Transmisi Belt dan Pulley

2.3.1 Perencanaan Daya

Supaya hasil perencanaan aman, maka besarnya daya dan

untuk perencanaan dinaikkan sedikit dari daya yang ditrasmisikan

(P), yang disebut dengan daya perencanaan atau daya desain (Pd)

yang dapat dinyatakan dengan persamaan:

Pd = fc x P ………………………….(2.4)

Dimana: fc = faktor koreksi

Hubungan antara daya dan torsi dapat dilihat pada rumus-rumus

di bawah ini:

1. Torsi satuannya kg.cm dan Daya satuannya HP

(Dobrovolsky, 1985 : 401)

Dimana: T = Torsi (kgf.cm)

8

P = daya (HP)

n = putaran poros (rpm)

2. Torsi satuannya kgf.mm dan Daya satuannya kW

(Sularso, 2000 : 7)

Dimana: T = Torsi (kgf.mm)

Pd = Daya (kW)

3. Torsi satuannya lbf.in dan Daya satuannya HP

(Collins Jack A, 2003 : 180 )

Dimana: T = Torsi (lbf.in)

N = Daya (HP)

atau

(Deutschman, 1983 : 334 )

4. Torsi satuannya kgf. m, daya satuan HP, dan n = rpm, maka:

5. Torsi satuannya N.m dan daya satuannya Watt, sedangkan n =

rpm, maka:

Persamaan (2.5) sampai (2.9) menyatakan hubungan antara

torsi dan daya dengan berbagai macam satuan, bila yang

diinginkan torsi perencanaan Td, maka daya yang dipakai adalah

daya perencanaan (Pd).

9

2.3.2 Pemilihan Tipe Belt

Belt dipilih berdasarkan daya desain (Pd) dan putaran pule

yang kecil (nmin), dengan menggunakan lampiran 3, maka jenis

belt yang sesuai akan diperolah.

Setelah jenis belt diketahui, kemudian tulis data-data belt yang

didapat dari lampiran 4 mengenai dimensi V-belt

2.3.3 Pemilihan dan Perhitungan Diameter

Untuk memilih atau menghitung besarnya diameter pule,

dapat menggunakan rumus perbandingan putaran (i). Bila

rangkakan diabaikan, maka rumus yang dipakai adalah persamaan

(2.10a), sedangkan bila rangkakan tidak diabaikan maka

persamaan yang dipakai adalah persamaan (2.10b).

Dimana: D = diameter pule

n = putaran pule

ς = koefisien rangkakan (1 s/d 2) ,

(Sularso, 2004 :186)

Salah satu diameter pule direncanakan terlebih dahulu,

biasanya diameter yang kecil yang direncanakan terlebih dahulu,

sebagaimana ditunjukkan dalam tabel di bawah ini.

Tabel 2.1 Diameter pulley kecil

(Sumber : Sularso, 2004 : 186)

10

2.3.4 Perencanaan Panjang Belt

Untuk menhitung panjang belt yang akan dipakai

digunakan rumus :

Dimana :L = panjang belt (mm)

= jarak antar sumbu pulley (mm)

= diameter pulley yang digerakan (mm)

= diameter pulley penggerak (mm)

2.3.5 Kecepatan Keliling (Linier) Pulley

Kecepatan keliling pulley dapat dihitung dengan

menggunakan rumus :

Dimana :

v = kecepatan keliling pulley (m/s)

D = diameter pulley (mm)

n = putaran (rpm)

2.3.6 Menghitung Gaya-Gaya pada Belt Belt berputar dengan kecepatan keliling v (m/s), sambil

memindahkan beban (kgf), maka daya yang ditransmisikan

dalam satuan HP sebesar :

Bila daya yang di transmisikan dalam satuan kW, maka

persamaan (2.13a) menjadi:

11

Dimana :

P = Daya yang ditransmisikan (HP) atau (kW)

v = Kecepatan Keliling (m/s)

= Gaya efektif (kgf), selisih antara F1 dan F2

Hubungan antara F1, F2, koefisien gesek (f) dan sudut-

kontak (α) secara analitis fleksibilitas belt yang melingkar pada

pule, dapat dinyatakan dengan persamaan di bawah ini.

(Dobrovolsky, 1985 :204 )

Dimana :

f = Koefisien gesek

= Sudut kontak

m = hanya sebagai lambang saja untuk menyingkat

e = eksponen

Tabel 2.2 Koefisien gesek (f) antara belt dan pulley

12

2.3.7 Sudut Kontak

Besar sudut kontak antara pulley dan belt pada pulley kecil

dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

α = 180 - C

DD 12 600...............................................(2.15)

Dimana :

= sudut kontak ( = diameter pulley yang digerakan (cm)

= diameter pulley penggerak (cm)

= jarak antar poros (cm)

(Robert 1. Mott jilid 1 elemen – elemen mesin dalam

perancangan mekanis Hal 242)

Tabel 2.3 Sudut kontak dan panjang belt

(Dobrovolsky, 1985: 232-233)

13

2.3.8 Tegangan Maksimum Belt

Dalam kondisi operasinya, tarikan maximum pada belt akan

terjadi pada bagian yang tegang dan itu terjadi pada titik awal belt

memasuki pulley penggerak sehingga tegangan maksimum yang

terjadi, dengan mengggunakan rumus:

Dimana : = tegangan maksimal belt (kg/ cm2)

= gaya awal pada belt (kg/ cm2)

A = luas penampang belt (cm2)

= gaya keliling (kgf)

= berat jenis (kg/ dm3)

= Kecepatan keliling (m/s)

g = gravitasi (9,8 m/ s2)

Eb = modulus elastisitas bahan belt (kg/ cm3)

h = tebal belt (mm)

= diameter pulley yang terkecil (mm)

Untuk mendapatkan nilai berat jenis dan modulus elastisitas

bahan dalam dilihat pada lampiran 5 tabel dimensi dan bahan belt.

2.3.9 Prediksi Umur Belt

Umur belt disini merupakan salah satu hal yang penting

dalam perencanaan transmisi yang menggunakan belt. Untuk

mengetahui beberapa lama umur belt yang diakibatkan dari

proses permesinan ini yaitu dengan menggunakan rumus :

base

m

fat

m NHXu ....3600.max ……………..…….. (2.17a)

14

Dimana :

H = Umur Belt (jam)

Nbase = Basis dari fatique test, yaitu 107 cycle

= Fatique limit atau endurance limit yang

berhubungan dengan Nbase dapat dicari dari "fatique

curve” (90 kg/cm2 untuk V-belt)

= Tegangan Maksimum yang terjadi (kg/cm2)

= Jumlah putaran perdetik atau sama dengan v. L

(v=kecepatan dalam m/s, L=panjang belt dalam

panjang belt m) (put/det)

X = Jumlah pule yang berputar (buah)

M = jenis Belt (8 untuk V- Belt)

2.4 Motor AC

Motor induksi adalah adalah motor listrik bolak-balik (AC)

yang putaran rotornya tidak sama dengan putaran medan stator,

dengan kata lain putaran rotor dengan putaran medan stator

terdapat selisih putaran yang disebut slip. Pada umumnya motor

induksi dikenal ada dua macam berdasarkan jumlah fasa yang

digunakan, yaitu: motor induksi satu fasa dan motor induksi tiga

fasa.

Sesuai dengan namanya motor induksi satu fasa dirancang

untuk beroperasi menggunakan suplai tegangan satu fasa yang

sering digunakan sebagai penggerak pada peralatan yang

memerlukan daya rendah dan kecepatan yang relatif konstan. Hal

ini disebabkan karena motor induksi satu fasa memiliki beberapa

kelebihan yaitu konstruksi yang cukup sederhana, kecepatan putar

yang hampir konstan terhadap perubahan beban, dan umumnya

digunakan pada sumber jala-jala satu fasa yang banyak terdapat

pada peralatan domestik. Walaupun demikian motor ini juga

memiliki beberapa kekurangan, yaitu kapasitas pembebanan yang

relatif rendah, tidak dapat melakukan pengasutan sendiri tanpa

pertolongan alat bantu dan efisiensi yang rendah.

15

Gambar 2.5 Konstruksi umum motor induksi satu fasa

Konstruksi motor induksi satu fasa hampir sama dengan

konstruksi motor induksi tiga fasa, yaitu terdiri dari dua bagian

utama yaitu stator dan rotor. Keduanya merupakan rangkaian

magnetik yang berbentuk silinder dan simetris. Di antara rotor

dan stator ini terdapat celah udara yang sempit.

Stator merupakan bagian yang diam sebagai rangka tempat

kumparan stator yang terpasang. Stator terdiri dari : inti stator,

kumparan stator, dan alur stator. Motor induksi satu fasa

dilengkapi dengan dua kumparan stator yang dipasang terpisah,

yaitu kumparan utama (main winding) atau sering disebut dengan

kumparan berputar dan kumparan bantu (auxiliary winding) atau

sering disebut dengan kumparan start.

Gambar 2.6 Rotor

16

Rotor merupakan bagian yang berputar. Bagian ini terdiri

dari : inti rotor, kumparan rotor dan alur rotor. Pada umumnya

ada dua jenis rotor yang sering digunakan pada motor induksi,

yaitu rotor belitan (wound rotor) dan rotor sangkar (squirrel cage

rotor).

(Agus Putranto, 2011)

2.5 Bantalan

Bantalan (Bearing) adalah elemen mesin yang menumpu

poros berbeban sehingga putaran atau gerakan bolak-baliknya

dapat berlangsung secara halus, aman dan berumur panjang.

Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta

elemen mesin lainnya bekerja dengan baik jika bantalan tidak

berfungsi dengan baik maka proses seluruh sistem akan menurun

atau tak dapat bekerja secara semestinya.

Gambar 2.7 Bantalan

(Sumber : Deutschman hal 485)

2.5.1 Klasifikasi Bantalan

a. Bantalan luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros

dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh

17

permukaan dengan perantara lapisan pelumas. Bantalan

luncur mampu menumpu poros berputar tinggi dengan

beban besar. Bantalan ini sederhana konstruksinya dan

dapat dibuat serta dipasang dengan mudah. Karena

gesekannya yang besar pada waktu mulai jalan, bantalan

luncur memerlukan momen awal yang besar, memerlukan

pendinginan khusus. Sekalipun demikian karena adanya

lapisan pelumas, bantalan ini dapat meredam tumbukan dan

getaran sehingga hampir tidak bersuara. Tingkat ketelitian

yang diperlukan tidak setinggi bantalan gelinding sehingga

dapat lebih murah.

b. Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekan gelinding antara

bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen

gelinding seperti bola (peluru), rol atau rol jarum dan rol

bulat. Bantalan gelinding pada umumnya lebih cocok untuk

beban kecil daripada bantalan luncur. Tergantung pada

bentuk elemen gelindingnya. Putaran pada bantalan ini

dibatasi oleh gaya sentrifugal yang timbul pada elemen

gelinding tersebut. Karena konstruksinya yang sukar dan

ketelitian yang tinggi maka bantalan gelinding hanya dapat

dibuat oleh pabrik-pabrik tertentu saja. Adapun harganya

pada umumnya lebih mahal daripada bantalan luncur.

Untuk menekan biaya pembuatan serta memudahkan

pemakaian, bantalan gelinding diproduksikan menurut

standar dalam berbagai ukuran dan bentuk. Keunggulan

bantalan ini adalah pada gesekannya yang rendah.

Pelumasannya pun sangat sederhana cukup dengan gemuk,

bahkan pada bantalan yang memakai sil sendiri tidak perlu

pelumasan lagi. Meskipun ketelitiannya sangat tinggi

namun karena adanya gerakan elemen gelinding dan

18

sankar, pada putaran tinggi bantalan ini agak gaduh

dibandingkan dengan bantalan luncur. Pada waktu memilih

bantalan, ciri masing-masing masih harus dipertimbangkan

sesuai dengan pemakaian. (Sumber : Deutschman Hal 486)

Gambar 2.8 Tipe bantalan gelinding

(Sumber : Deutschman hal 486)

2.5.2 Menghitung Beban Ekivalen

Sesuai dengan definisi dari AFBMA yang dimaksud

dengan

Beban equivalent adalah beban radial yang konstan dan bekerja

19

pada bantalan dengan ring dalam berputar sedangkan ring luar

tetap. Ini akan memberikan umur yang sama seperti pada bantalan

bekerja dengan kondisi nyata untuk beban dan putaran yang

sama.

Untuk menghitung beban equivalent pada bantalan dapat

menggunakan rumus :

P = X . V . FR + Y F .............................. (2.22)

Dimana :

P = Beban ekivale( lb )

Fr = Beban radial ( lb )

Fa = Beban aksial ( lb )

V = Faktor putaran konstanta

= 1,0 untuk ring dalam berputar

= 1,2 untuk ring luar berputar

X = Konstanta radial dari tabel

Y = Konstanta aksial dari tabel yang sama

(Sumber : Deutschman Hal 486)

3 Menghitung Gaya Radial Pada Bantalan

Gaya radial bantalan dapat dihitung dengan menggunakan

rumus :

Fr =

.............................. (2.23)

(Sumber : Deutschman Hal 487)

4 Menghitung Umur Bantalan

Dalam memilih bantalan gelinding umur bantalan sangat

perlu diperhatikan. Ada beberapa definisi mengenai umur

bantalan, yaitu :

1. Umur (Life)

Didefinisikan sebagai jumlah perputaran yang dapat dicapai

dari bantalan sebelum mengalami kerusakan atau kegagalan

yang pertama pada masing-masing elemennya seperti ring

atau bola atau roll.

20

2. Umur Berdasarkan Kepercayaan (Rating Life)

Didefinisikan sebagai umur yang dicapai berdasarkan

kepercayaan (reliability) 90% berarti dianggap 10%

kegagalan dari jumlah perputaran. Umur ini disimbolkan

dengan L10 dalam jumlah perputaran atau L10h dengan satuan

jam dengan anggapan putarannya konstan.

3. Basis Kemampuan Menerima Beban (Basic Load Rating)

Disebut juga dengan basic load rating (beban dinamik) diartikan

sebagai beban yang mampu diterima dalam keadaan dinamis

berputar dengan jumlah putaran konstan 10 putaran dengan ring

luar tetap dan ring dalam yang berputar.

4. Kemampuan menerima beban statis (Basic Static Load

Rating) Didefinisikan sebagai jumlah beban radial yang

mempunyai hubungan dengan defleksi total yang terjadi

secara permanen pada elemen-elemen bantalannya, yang

diberikan bidang tekanan, disimbulkan dengan C .

Umur dari bantalan dapat dihitung dengan persamaan :

L10 =

.

b

.............................. (2.24)

Dimana :

L10 = umur bantalan ( jam kerja )

C = diperoleh dari tabel bantalan sesuai dengan

diameter

dalam bantalan yang diketahui (lb)

P = beban equivalent (lb)

b = 3, untuk bantalan dengan bola

= 10/3 bila bantalan adalah Bantalan Rol

np = putaran poros ( rpm )

(Sumber : Deutschman Hal 485)

21

2.6 Pasak

Seperti halnya baut dan sekrup, pasak digunakan untuk

membuat sambungan yang dapat dilepas yang berfungsi untuk

menjaga hubungan putaran relatif antara poros dengan elemen

mesin yang lain seperti : Roda gigi, Pulley, Sprocket,

Impeller dan lain sebagainya.

Distribusi tegangan secara aktual pada sambungan pasak

tidak dapat diketahui secara lengkap, maka dalam perhitungan

tegangan disarankan menggunakan faktor keamanan sebagai

berikut:

a.Untuk torsi yang tetap dan konstan fk = 1,5

b.Untuk beban kejut yang kecil (rendah) fk = 2,5

c.Untuk beban kejut yang besar terutama bolak – balik fk = 4,5

Pada pasak yang rata, sisi sampingnya harus pas dengan

alur pasak agar pasak tidak goyah dan rusak. Ukuran dan standart

yang digunakan terdapat dalam spesifikasi. Untuk pasak,

umumnya dipilih bahan yang mempunyai kekuatan tarik lebih

dari 60 kg/ mm , lebih kuat daripada porosnya. Kadang dipilih

bahan yang lemah untuk pasak, sehingga pasak terlebih dahulu

rusak daripada porosnya. Ini disebabkan harga pasak yang

murah serta mudah menggantinya.

2.6.1 Klasifikasi pasak

Menurut bentuk dasar dari pasak, pasak dapat dibedakan

menjadi:

1. Pasak datar (Square key).

2. Pasak Tirus (Tapered key).

3. Pasak setengah silinder (Wood ruff key).

Menurut arah gaya yang terjadi, pasak dapat

digolongkan menjadi:

1. Pasak memanjang

22

Pasak yang menerima gaya sepanjang penampang pasak

secara merata. Pasak ini digolongkan menjadi pasak baji,

pasak kepala, pasak benam dan pasak tembereng.

2. Pasak melintang (pen)

Pasak yang menerima gaya melintang pada penampang

pen. Pen ini dibagi dua yaitu pen berbentuk pipih dan pen

berbentuk silindris. Pasak ini mempunyai dimensi lebar

(W) dan panjang (L). Perlu diperhatikan bahwa lebar

pasak sebaiknya antara 25 - 35% dari diameter poros,

dan panjang pasak jangan terlalu panjang dibandingkan

dengan diameter poros (antara 0,75 sampai 1,5D).

Karena lebar dan tinggi pasak sudah distandardkan.

Gambar 2.9 Macam-macam pasak

(Sumber : Suhariyanto ; 2011)

Gambar 2.10 Gaya yang terjadi pada pasak

(Sumber : Suhariyanto ; 2011)

23

Keterangan :

h = Tinggi pasak (mm)

b = Lebar pasak (mm)

L = Panjang pasak (mm)

Fs = Gaya geser (kgf/mm2)

Fc = Gaya Kompresi (kgf/mm2)

(Sumber : Suhariyanto Hal 90)

2.6.2 Tinjauan terhadap geser

Besarnya gaya F adalah :

T= )2/(DF .............................. (2.25)

Dimana :

F = Gaya pada pasak (kgf)

Dp = Diameter poros (mm)

T = Torsi yang ditransmisikan (kgf.mm)

Pada pasak gaya F akan menimbulkan tegangan geser :

p

sDLW

T

A

F

12

............................... (2.26)

Dimana :

s = Tegangan geser (kg/mm2)

W = Lebar pasak (mm)

L = Panjang pasak (mm)

Dp = Diameter poros (mm)

T = Torsi (kg.mm)

Panjang pasak pada tegangan geser :

k

syp

p f

S

DLW

T

..

.2 1

→ sypp

k

SDW

fTL

..

..2 1 ............................... (2.27)

24

Dimana :

W = Sisi pasak (mm)

Dp = Diameter poros (mm)

T1 = Torsi (kg.mm)

fk = Faktor keamanan

(Sumber : Suhariyanto Hal 91)

2.6.2 Tinjauan terhadap kompresi

Pada pasak akan menimbulkan tegangan kompresi :

LWD

T

LWD

T

A

F

ppc

c

11 4

5,0

2

...................... (2.28)

Dimana :

c = Tegangan kompresi (kg/mm2)

W = Lebar pasak (mm)

L = Panjang pasak (mm)

Dp = Diameter poros (mm)

T1 = Torsi (kg.mm)

Panjang pasak pada tegangan kompresi :

k

syp

p f

S

DLW

T

..

.4 1

→

sypp

kporos

SDW

fTL

..

..4 .............................. (2.29)

Dimana :

W = Sisi pasak (mm)

Dp = Diameter poros (mm)

T1 = Torsi (kg.mm)

fk = Faktor keamanan

(Sumber : Suhariyanto Hal 92)

25

25

BAB 3

METODOLOGI

Pada bab ini akan dibahas mengenai perencanaan dan

pembuatan mesin, proses pembuatan dan penyelesaian Tugas

Akhir ini digambarkan dalam diagram alir atau flow chart di

bawah ini.

3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Mesin Pasrah Dan

Amplas Kayu

Gambar 3.1 Diagram Alir Pembuatan Mesin Pasrah Kayu

STUDI LITERATUR OBSERVASI

STUDI LITERATUR

STUDI LITERATUR

MULAI

KONSEP Mesin

PERENCANAAN DAN

PERHITUNGAN

ALAT DAN BAHAN

PEMBUATAN MESIN

UJI PERALATAN

PEMBUATAN LAPORAN

SESUAI DENGAN

PERENCANAAN

SELESAI

YA

TIDAK

26

3.2 Tahapan Proses Pembuatan Mesin Pasrah Kayu

Proses dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini melalui

beberapa tahap sebagai berikut:

1. Observasi

Observasi atau studi lapangan ini dilakukan dengan

survei langsung dari UKM “Kayue Makmoer” yang

beralamatkan di desa Wonocolo Sidoardo.Hal ini dilakukan

dalam rangka pencarian data yang nantinya dapat menunjang

penyelesaian tugas akhir ini.

2. Studi literatur

Pada studi literatur meliputi proses mencari dan

mempelajari bahan pustaka yang berkaitan dengan segala

permasalahan mengenai perencanaan mesin Pasrah Kayu. Studi

literatur ini diperoleh dari berbagai sumber antara lain text

book, informasi dari UKM “Kayoe Makmoer”.

3. Konsep

Konsep dari mesin Pasrah kayu ini adalah dengan

menaruh kayu pada tempat starting up terlebih dahulu,setelah

itu mendorog kayu tersebut dan mengarahkan nya ke arah mata

pisau yang telah disiapkan,dengan cepat dan halus tanpa gaya

tekan atau tambahan seperti mesin pasrah manual pada

umumnya, mesin pasrah ini memotong kayu dengan dimensi

lebar yang cukup luas sehingga mengefisiensikan waktu

pengerjaan. lalu Dari hasil perhitungan awal diperoleh daya

motor yang dibutuhkan 1 HP, hal ini sesuai dengan kondisi

daya listrik secara umum pada UKM furniture kayu, dengan

output putaran kerja 57 rpm, dan diprediksi mampu melakukan

pemotongan 2 buah kayu dengan lebar 10 cm dalam waktu

kurang lebih 10 detik.

27

4. Perencanaan dan Perhitungan

Perencanaan dan perhitungan ini bertujuan untuk

mendapatkan desain dan mekanisme yang optimal dengan

memperhatikan data yang telah didapat dari studi literatur dan

observasi langsung. Rencana mesin yang akan di rancang ini

adalah mesin Pasrah Kayu dengan sistematika gaya tekan

untuk Pasrah Kayu.

5. Penyiapan komponen permesinan

Penyiapan komponen ini meliputi beberapa mesin

antara lain: Motor DC 5000 rpm (1 Hp), puley,belt,poros,

kerangka mesin dst.

6. Pembuatan mesin

Dari hasil perhitungan dan perencanaan dapat diketahui

spesifikasi dari bahan maupun dimensi dari komponen yang

akan diperlukan untuk pembuatan mesin. Dari komponen yang

diperoleh kemudian dilakukan perakitan untuk membuat mesin

yang sesuai dengan desain yang telah dibuat,

7. Uji permesinan

Setelah mesin selesai dibuat lalu dilakukan pengujian

dengan mengoperasikan mesin tersebut. Dalam pengujian nanti

akan dicatat dan dibandingkan waktu dan juga benda yang

dihasilkan melalui proses manual dengan mesin.

8. Pembuatan laporan

Tahap ini merupakan ujung dari pembuatan mesin

Pasrah kayu, dengan menarik kesimpulan yang didapat dari

hasil pengujian yang telah dilakukan.

28

3.3 Konsep Mesin Pasrah dan Amplas Kayu

Gambar 3.2 Desain Mesin Pasrah dan Amplas Kayu

Fungsi- fungsi dari Mesin Pasrah dan Amplas Kayu :

1. Tombol On/Off

Berfungsi sebagai menyalakan dan mematikan motor.

2. Motor

Berfungsi sebagai penggerak utama Mesin Pasrah dan

Amplas Kayu.

1 2

3

4

5

6

8

7

27

3. Frame

Berfungsi sebagai Rangka Mesin Pasrah dan Amplas

Kayu.

4. Pulley

Berfungsi untuk mentransmisikan putaran yang

digerakkan.

5. Belt

Berfungsi untuk mentransmisikan untuk

menggerakkan pisau

6. Amplas Kayu

Berfungsi untuk menghaluskan kayu.

7. Roll

Berfungsi untuk menjalankan kayu menuju amplas.

8. Mata Pisau

Berfungsi untuk pasrah kayu..

3.4 Mekanisme Kerja Alat

(a). Prinsip Kerja dari Mesin Pasrah dan amplas Kayu

adalah pertama meletakkan benda kerja kayu yang

akan di pasrah/ dihaluskan.

(b). Lalu atur pengerollan sesuai dengan ketebalan kayu

yang akan di pasrah atau dihaluskan.

(c). Setelah kayu disesuaikan dengan ketebalan kayu

tersebut selanjutnya tekan tombol on untuk

menyalakan mesin.

(d). Langkah selanjutnya adalah mendorong kayu dari

mata pisau menuju amplas kayu.

(e) Lalu ulangi seperti langkah (d) dengan mendorong

kayu dari mata pisau menuju amplas di bagian kayu

yang belum di pasrah atau dihaluskan.

30

(f). Setelah melakukan langkah (e) hingga kedua sisi

kayu halus sesuai yang diinginkan lalu matikan

mesin dengan menekan tombol off.

31

BAB 4

PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Gaya Pemasrahan

Spesimen uji

Jenis kayu : Pinus

Density : 350-560 kgs/m3

Dimensi Spesimen : 0,7 m x 0,2 m x 0,02 m

Gaya pemasrahan diperoleh berdasarkan uji joba, dengan nilai

yang ditunjuk oleh neraca sebesar 4kg Maka,

Daya yang dibutuhkan untuk memasrah kayu dengan asumsi

kedalaman 1mm adalah dengan waktu pemasrahan 30 detik.

wattP

NP

vFP

sm

914,0

0233,0.24,39

.

, dimana

smv

s

mv

t

sv

0233,0

30

7,0

4.2. Poros

Untuk menentukan dimensi poros, perlu diketahui

kebutuhan daya untuk proses.

NF

kgsF

gmF

sm

24,39

81,9.4

.

2

32

Gambar 4.1 Gaya Pada poros

Untuk menentukan daya rencana poros apabila berputar

pada 3700rpm.

NF

kgs

kgskgskgsF

WWWWF

rencana

sm

sm

sm

sm

rencana

pulleyrollbantubendarakrollpenggerencana

145,44

81,9.5,0

81,9.5,081,9.281,9.5,1

2

222

vFP rencana. persamaan(1)

sm

rpm

n

v

mv

rv

rv

69,9

025,0..2

).2(

.

60

3700

60

persamaan(2)

Nilai dari persamaan (2) dimasukkan pada persamaan (1)

33

wattP

NP

vFP

smN

sm

.8,427

69,9.145,44

.

Daya rencana poros dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan :

cd fPP .

kWwattP

wattP

fPP

d

d

cd

5133,03,513

2,1.8,427

.

Torsi rencana pada poros (Tp) dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan :

nP

xT dp

51074,9

maka,

mNmmkgfT

rpmkWxT

nP

xT

p

p

dp

.296,1.13,132

37005133,01074,9

1074,9

5

5

Dalam perencanan system transmisi menggunakan belt

dan pulley, bearing dipasang pada poros untuk menahan

beban radial dan aksial.

34

Gambar4.2 diagram gaya pada poros

A. Tinjauan dari sumbu x

Pertama mencari nilai dari Fbearing,

Keterangan :

Fbx : Gaya radial bearing

Fax : Gaya radial bearing

F : Gaya Pemasrahan

F1x : Gaya pulley

F2x : Gaya pulley

35

kgfFF

FF

FFFFF

FFFFF

FFFFF

F

axbx

axbx

axbx

xxaxbx

axbxxx

x

3,1

453,177cos)46,476,1(

cos)(

0

0

12

12

12

kgfF

maka

kgfF

mm

mmkgfF

mmFmmFFFF

M

bx

ax

ax

axbxxx

b

3,0

1

700

175.4

0175.700.0.0.0.

0

12

Gambar 4.3. Potongan pada sumbu x

36

Potongan 1

XMpot

XMpot

XFXFXFMpot

MpotXFXFXF

M

bxxx

bxxx

.997,21

)).3,0(53,177cos46,453,177cos76,1(1

...1

01...

0

00

12

12

X Mpot1

0 0

25 -74,925

50 -149,85

75 -224,775

100 -299,7

125 -374,625

150 -449,55

175 -524,475

Potongan 2

37

XMpot

XXMpot

X

XMpot

XFXFXFXFMpot

MpotXFXFXFXF

M

bxxx

bxxx

003,1475.5241

4)175.(997,21

.4

)175)).(3,0(53,177cos46,453,177cos76,1(1

.)175.()175.()175.(1

02.)175.()175.()175.(

0

00

12

12

X Mpot2

0 -524,475

25 -499,4

50 -474,325

75 -449,25

100 -424,175

125 -399,1

150 -374,025

175 -348,95

200 -323,875

225 -298,8

250 -273,725

275 -248,65

300 -223,575

325 -198,5

350 -173,425

375 -148,35

400 -123,275

425 -98,2

450 -73,125

38

475 -48,05

500 -22,975

525 2,1

550 27,175

575 52,25

600 77,325

625 102,4

650 127,475

675 152,55

700 177,625

B. Tinjauan dari sumbu y

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

Momen Bending koordinat X

39

kgfFF

FF

WWWFFFF

WWWFFFF

F

ayby

ayby

porosbantuerakporospenggpulleyyyayby

porosbantuerakporospenggpulleyyyayby

y

77,2

5,05,15,053,177sin)46,476,1(

0

0

0

21

21

kgfF

maka

kgfF

F

WWF

WW

WFFFF

M

by

ay

ay

porosbantuerakporospenggay

porosbantuerakporospengg

pulleyyyayby

b

77,1

1

350.5,0350.5,1700.

350.350.700.

0350.350.

0.0.0.700.0.

0

21

Potongan 1

Keterangan :

Fby : Gaya radial bearing

Fay : Gaya radial bearing

F1y : Gaya pulley

F2y : Gaya pulley

40

XkgfMpot

XMpot

XFXWXFXFMpot

MpotXWXFXFXF

M

bypulleyyy

pulleybyyy

.002,11

).77,15,053,177sin46,453,177sin76,1(1

....1

01....

0

12

12

X Mpot1

0 0

25 -25,05

50 -50,1

75 -75,15

100 -100,2

125 -125,25

150 -150,3

175 -175,35

200 -200,4

225 -225,45

250 -250,5

275 -275,55

300 -300,6

325 -325,65

350 -350,7

Potongan 2

41

7,350998,01

2)350.(002,11

).5,05,1(

)350).(77,15,053,177sin46,453,177sin76,1(1

..)350.(

)350.()350.()350.(1

01..)350(

)350.()350.()350.(

0

12

12

XMpot

XXkgfMpot

X

XMpot

XWXWXF

XWXFXFMpot

MpotXWXWXW

XFXFXF

M

rollantupenggerakby

pulleyyy

rollantupenggerakpulley

byyy

X Mpot1

0 -350,7

25 -325,75

50 -300,8

75 -275,85

100 -250,9

125 -225,95

150 -201

175 -176,05

200 -151,1

225 -126,15

250 -101,2

275 -76,25

300 -51,3

325 -26,35

350 -1,4

375 23,55

42

400 48,5

425 73,45

450 98,4

475 123,35

500 148,3

525 173,25

550 198,2

575 223,15

600 248,1

625 273,05

650 298

675 322,95

700 347,9

Maka nilai dari momen bendingnya adalah:

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

Momen Bending koordinat y

43

mNmmkgfM

M

MMM yx

.189,6.9,630

7,350475,524 22

22

Rencana bahan poros menggunakan baja 23 /10207 mNxB

Mencari tegangan geser yang diijinkan dengan persamaan :

2

23

21

/11500

36

/10207

mN

x

mNx

xsfsf

a

a

B

a

Jadi,tegangan geser yang diijinkan ( a ) adalah 11500 N/m2

md

mNmNd

TKMKd

s

mN

s

tm

a

s

16,0

.296,1.5,1.189,6.5,111500

1,5

1,5

31

2

31

22

22

44

4.3. V-Belt

Perencanan pertama menentukan kecepatan motor (n1)

apabila kecepatan putaran pada poros (n2) sebesar 3700 rpm,

D1:D2 = 4:3

rpmn

n

D

D

n

n

2775

4

3

3700

1

1

1

2

2

1

Karena putaran motor yang ada di pasaran 2800rpm. Karena

ada dua system

rpmn

n

D

D

n

n

3700

1

13700

3

3

2

3

3

2

45

Kemudian menentukan letak pada rangka mesin, dimana jarak

antar pulley ditetapkan 608 mm. Sehingga didapatkan panjang

belt yang dibutuhkan.

- Sistem 1

- Sistem 2

mmL

mm

mmmmL

dDC

DdCL

mm

pppp

62,855

)7575(

)7575()310(2

)(4

1)(2

22310.4

1

2

22

Perlu diketahui besar gaya yang bekerja pada belt,

maka langkah awal dari perhitungan,

kWP

wattP

PfP

d

d

cd

513,0

)3,513.(1

.

dan

mmkgfT

rpmkWxT

nP

xT

p

p

dp

.123,135

3700513,01074,9

1074,9

5

5

mmL

mmmmmmL

dDC

DdCL

mm

pppp

15,149

)75100()10075()608(2

)(4

1)(2

22608.4

12

22

46

kgfF

mmmmkgf

F

rT

F

e

e

e

7,2

50.123,135

1

1

dimana T1=Tpulley.

21 FFFe persamaan 1

.

21 / feFF persamaan 2

Dimana alfa (α) adalah sudut kontak antara belt dan pulley,

0

00

0120

53,177

60.608

75100180

60.180

mm

mmmm

C

DD

Diubah dalam bentuk radian,

rad09,3.180

53,177.

180 0

0

0

Kembali pada persamaan 2

53,2/

/

/

21

09,3.3,0

21

.

21

FF

eFF

eFF f

Subtistusi persamaan 1 ke persamaan 2

kgfF

F

FF

FFFe

76,1

53,17,2

53,27,2

2

2

22

21

, maka

kgfF

kgfF

FF

46,4

76,1.53,2

53,2

1

1

21

A. Umur Belt

47

Dalam tugas akhir ini umur belt dapat diperkirakan

melalui persamaan berikut : m

fatbase

xu

NH

max..3600

dimana ( fat ) dan nilai (m) dapat ditentukan (bab2).

Kemudian untuk menentukan max ,

Bvd

o

2max

( o ) tegangan awal pada belt

Tegangan awal pada belt bernilai nol (0) karena daya yang

dimiliki kurang dari 1000 watt

( d )Tegangan daya

24228,20

81,05425,16 2

cm

kgfd

d

ed

cmkgf

AF

( v )Tegangan karena gaya sentrifugal

22

2

3

3

3

4

2

2

107809,07809,0

81,9.10

)226,0).(1000.5,1(

10

.

cm

kgf

m

kgfv

sm

sm

m

dm

dm

kg

v

v

x

g

v

( b )Tegangan Bending

48

2

2

9843,125

8,50

8800

cm

kgfb

cm

kg

b

pulley

bb

mm

mm

d

hE

Maka tegangan maksimumnya.

2

22

2

1958,136

9843,125107809,02

4228,200

2

max

4

max

max

cm

kgf

cm

kgf

cm

kgfcm

kgf

bvd

o

x

Setelah mendapatkan nilai max , selanjutnya menentukan nilai

(u),

sm

penggerak

penggerak

v

mv

rn

v

rv

2261,0

)0254,0.(60

852

.60

2

.

maka s

sm

u

mu

Lvu

12825,0

8,0226,0

Maka umur belt didapatkan,

jamH

H

xu

NH

cm

kgf

cm

kgf

m

fatbase

7637,178

1958,136

90

2.2825,0.3600

10

..3600

87

max

2

2

49

Daya dari plley

diameter pulley kecil = 75mm

= 37,5mm

= 0,0375m

W = 0,5 kg

PP = FP X V , dimana V = FP = N.g

PP = 4,905 X 14,523 =

= 0,5. 9,81

PP = 71,235 V =

= 4,905N

V = 14,523

Pulley kecil ada 2 maka

PP x 2 = 71, 235 watt x 2

= 142,471 watt

Untuk pulley besar

d = 100 mm

r = 50 mm = 0,05 m

W = 1 kg

PP = FP x V dimana V =

= 9,81N x 19,36 V =

PP = 189,954 watt V =

V = 19,36

F = W . g

= 1 kgs . 9,81 = 9,81Newton

50

4.4. Daya

Total daya yang dibutuhkan.

P = Daya roll + Daya pulley kecil + Daya pulley besar + Daya

beban

= 474,1watt + 142,471 + 189,954 + 0,765

= 617,355 watt

P =

P = 1,1 PK ( Maka daya motor 1 PK )

48

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari laporan tugas akhir ini

adalah :

1. Telah didapatkan sebuah rancangan Mesin Pasrah dan

Amplas Kayu yang Dapat Bekerja secara efisien dan

efektif.

2. Dari Perhitungan dan perencanaan daya motor sebesar

1 PK, gaya yang dibutuhkan untuk proses 389N dan

diameter pulley, d1=100 dan d2=75mm.

5.2 Saran

1. Untuk Operator harus menggunakan APD (Alat

Pelindung Diri) berupa sarung tangan untuk

melindungi diri selama proses amplas

2. Untuk mahasiswa agar berinovasi untuk menciptakan

mesin selanjutnya dengan proses otomatis

48

DAFTAR PUSTAKA

1. Dobrovolsky, V, K. Zablonsky, S. Mak, A. Radchik, L.

Erlikh.Machine Elements A Textbook, Moscow

2. Deutschman, Aaron D. 1975. Machine Design : Theory

and Practice, New York : Machmillan Publishing Co.,

Inc

3. Heinz Tschacht.2007.Applied Machining Tecnology,New

York

4. https://id.wikipedia.org/wiki/Kayu

5. http://umarapallet.blogspot.co.id/2014/12/pallet-

pengertian-dan-jenis.html

6. https://winatrading.wordpress.com/2015/06/22/mesin-

potong/

7. https://loexie.wordpress.com/2014/08/08/membuat-

sendiri-meja-fungsional-dari-krat-bekas/

8. http://www.engineeringtoolbox.com/length-belt-fans-

motors-d_872.html

9. http://www.roymech.co.uk/Useful_Tables/Drive/Vee_bel

ts.html

10. https://blogmechanical.blogspot.co.id/2011/08/elemen-

mesin-pasak-keys.html

11. https://en.wikipedia.org/wiki/Bearing_(mechanical))

12. https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_bearing

13. Kalpakjian, Schmid, 2009. Manufacturing Engginering

And Technology, Sixth Edition, Addison Wesley.

14. R.C. Hibbeler, 2001. Engginering Mechanics Statics,

Second Edition, Practice Hall.

15. Tugas Akhir, Cahyo Widayanto,UNY, 2008

viii

BIODATA PENULIS

Nama lengkap Roby Ardiansyah lahir di

Surabaya tanggal 01 Desember 19993.

Pendidikan yang telah ditempuh yaitu di

SDN Wage 2 Taman pada tahun 2002-

2006, kemudian pada tahun 2006-2009

melanjutkan ke SMPN 1 Taman, dan

tahun 2009-2012 menlajutkan ke SMAN

1 Gedangan. Setelah lulus SMA pada

tahun 2012 penulis melanjutkan studinya di Institut Teknologi

Sepuluh Nopember Surabaya, dengan mengambil Program Studi

D3 Teknik Mesin Produksi Kerjasama Institut Tekonologi

Sepuluh Nopember –Disnakertransduk Fakultas Vokasi.

Penulis juga aktif dalam berbagai organisasi baik

disekolah maupun di perkuliahan.salah satu organisasi di masa

perkuliahanyaitu Forkom M3NER ITS tahun 2014-2015 penulis

menjabat sebagai wakil kepala divisi Minat Bakat, penulis juga

pernah melakukan On Job Training di Pt Varia Usaha Beton.

LAMPIRAN 1. ( Tabel Konversi )

LAMPIRAN 2. (Lanjutan Tabel Konversi )

LAMPIRAN 3. ( Tabel Tegangan Kayu )

Sumber:PKKI 1961

LAMPIRAN 4. ( Tabel Specific Cutting Force )

LAMPIRAN 5. ( Diameter Pule Kecil )

LAMPIRAN 6. ( Koefisien Gesek Antara Belt dan Pule )

LAMPIRAN 7. ( Faktor Koreksi Belt )

LAMPIRAN 7. ( Dimensi dan Beban Belt )

LAMPIRAN 8. ( Diagram Pemilihan sabuk –V )

LAMPIRAN 9. ( Beban Equivalen Bearing )

LAMPIRAN 10. ( Standar Dimensi pada Rolling Bearing )

LAMPIRAN 11. ( Bahan Poros )

( Sularso, Kiyokatsu Suga; 1994.Hal 192 )

LAMPIRAN 12. ( Bahan Poros )

( Sularso, Kiyokatsu Suga; 1994.Hal 192 )