ta panji teknikmesin

i

LAPORAN AKHIR RME 650

DESAIN TOOL HOLDER MESIN SEKRAP

oleh

Panji Agus Setyono

NIM 0731210014

DOSEN PEMBIMBING

Purwoko, ST., MT.

NIP 19620206 198503 1 007

KONSENTRASI PRODUKSI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MALANG MALANG 2010

ii

HALAMAN PENGESAHAN BRO!!!!

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penyusun panjatkan kepada Allah S.W.T atas segala rahmat

dan karunia-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan akhir dengan judul

Desain Tool Holder Nesin Skrap

Laporan Akhir ini disusun guna memenuhi ketentuan kurikulum Jurusan Teknik

Mesin Politeknik Negeri Malang serta sebagai sarana peningkatan kemampuan

penyusun dalam mengaplikasikan mata kuliah yang telah didapatkan di perkuliahan.

Dalam proses penyusunan tugas akhir ini, penyusun banyak mendapatkan

bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak

langsung. Oleh karena itu, penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada:

1. Kedua Orang Tua tercinta beserta segenap keluarga yang selalu memberikan

dukungan dan do’a demi keberhasilan penyusun.

2. Bapak Imam Mashudi, B.Eng.(Hons), M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin,

Politeknik Negeri Malang.

3. Bapak Purwoko, ST,. MT selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar

memberikan nasehat dan bimbingannya.

4. Bapak Agus Harjito,S.T., M.T., selaku ketua panitia ujian laporan akhir Jurusan

Teknik Mesin Politeknik Negeri Malang.

5. Bapak Nur Mohammad Arifin, ST. atas segala bantuan dan dukungannya.

6. Johan Aditya Nanda Rahardi selaku rekan kelompok dalam penyusunan tugas

akhir dan seluruh teman-teman tingkat 3 Jurusan Teknik Mesin Polteknik Negeri

Malang yang telah memberikan motifasi dengan sepenuhnya.

“ Tiada gading yang tak retak “, penyusun sangat menyadari bahwa laporan

akhir ini masih banyak kekurangannya. Oleh karena itu, penyusun sangat mengharapkan

kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesmpurnaan laporan ini.

Harapan penyusun semoga laporan ini dapat memberika manfaat bagi semua

pihak dan juga bagi peningkatan ilmu pengetahuan di Jurusan Teknik Mesin Politeknik

Negeri Malang.

Malang, Juni 2010

Penyusun

iv

DESAIN TOOL HOLDER MESIN SEKRAP

Nama Mahasiswa : Panji Agus Setyono Pembimbing : Purwoko, ST., M.T.

ABSTRAK

Optimasi penggunaan mesin sekrap sangat penting agar mendapatkan hasil yang presisi, sehingga untuk itu diperlukan desain ulang tool holder mesin sekrap yang tepat agar proses belajar mahasiswa D3 Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Malang dalam mata kuliah praktek produksi dapat lebih baik. Dari desain tersebut, dapat diketahui beberapa data dan perhitungan, sehingga diperoleh desain tool holder mesin sekrap yang efektif dan sesuai fungsinya. Kata kunci: desain, tool holder, mesin sekrap

v

The Design of Tool Holder of Shaping Machine

By : Panji Agus Setyono Supervisors : Purwoko, ST., M.T.

Abstract

Optimization in using shaping machine very important to obtain precise results, so it is necessary to redesign the tool holder of shaping machine the right to help students D3 Mechanical Engineering Department of Polytechnic of Malang in learning process of production practices can be better. From these designs, it was known some of the data and calculations, in order to obtain design tool holder of shaping machine an effective with a proper functions. Key words: tool holder, shaping machine

vi

DAFTAR ISI

Halaman

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

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

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

ABSTRAK ...................................................................................................... v

DAFTAR ISI ................................................................................................... vii

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

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

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

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

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

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

1.3.1 Tujuan Umum. .............................................................................. 2

1.3.2 Tujuan Khusus.............................................................................. 2

1.4 Batasan Masalah .................................................................................... 2

1.5 Manfaat ................................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Prinsip Kerja Mesin Sekrap (Shaping Machine) ...................................... 4

2.2 Jenis Mesin Sekrap ................................................................................. 4

2.3 Bagian-bagian Utama Mesin Sekrap ...................................................... 4

2.4 Cara Mengoperasikan Mesin Sekrap ...................................................... 5

2.4.1 Mengatur Langkah ........................................................................ 5

2.4.2 Mengeklem Benda Kerja .............................................................. 5

2.4.3 Pencekam Pahat Potong .............................................................. 5

2.4.4 Perhitungan Mesin Sekrap ........................................................... 6

2.5 Diagram Tegangan - Regangan .............................................................. 7

vii

2.6 Poros Ulir ................................................................................................ 8

2.6.1 Macam – Macam Ulir .................................................................... 8

2.6.2 Perhitungan Pada Ulir .................................................................. 12

2.7 Macam – Macam Pegas ......................................................................... 14

2.8 Faktor Keamanan .................................................................................... 14

2.9 Waktu Pemesinan ................................................................................... 15

2.9.1 Mesin Frais (Milling Machine) ....................................................... 16

2.9.2 Mesin Bubut (Turning Machine) ................................................... 16

2.9.3 Mesin Bor (Drilling Machine) ........................................................ 17

2.9.4 Mesin Gerinda Datar .................................................................... 18

2.9.5 Mesin Sekrap................................................................................ 19

2.9.6 Kerja Bangku ................................................................................ 19

2.10 Perhitungan Biaya ................................................................................. 19

2.11 BEP (Break Event Point) ....................................................................... 20

2.11.1 Analisis BEP dengan persamaan ................................................. 20

2.11.2 Analisis BEP dengan menggunakan grafik .................................. 21

BAB III DESAIN ALAT

3.1 Kerangka Kerja Proses Desain Alat ........................................................ 22

3.2 Pembuatan Sket ...................................................................................... 23

3.3 Pemilihan Bahan ..................................................................................... 24

3.4 Perhitungan Gaya dan Tegangan yang Terjadi ...................................... 24

3.4.1 Perhitungan pada baut pengikat pahat ....................................... 24

3.4.2 Tegannganyang terjadi pada poros penghubung ....................... 33

3.5 Perhitungan Baut dan Mur ...................................................................... 34

3.5.1 Perhitungan Baut Tuas ............................................................... 34

3.5.2 Perhitungan Baut dan Mur Poros Holder .................................... 34

3.5.3 Perhitungan Baut Poros Penghantar .......................................... 35

3.5.4 Perhitungan Baut dan Mur Sepatu ............................................. 36

viii

3.5.5 Perhitungan Baut Pegas ............................................................. 36

3.6 Perhitungan Biaya .................................................................................. 37

3.6.1 Biaya Bahan Baku ........................................................................ 37

3.6.2 Biaya Komponen Standart ........................................................... 37

3.6.3 Biaya Pemesinan ......................................................................... 38

3.6.4 Biaya Perakitan ........................................................................... 39

3.6.5 Biaya Desain ............................................................................... 39

3.6.6 Biaya Transportasi ....................................................................... 39

3.6.7 Perhitungan Total Biaya Desain Pembuatan ............................... 39

3.6.8 Perhitungan Harga Jual Alat ........................................................ 40

3.6.9 Perhitungan BEP ......................................................................... 41

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan ............................................................................................. 43

4.2 Saran ...................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Diagram tegangan – regangan ............................................................. 7 2.2 Ulir metris ............................................................................................... 8 2.3 Ulir uni .................................................................................................... 9 2.4 Ulir whitworth .......................................................................................... 9 2.5 Ulir gas whitworth ................................................................................... 9 2.6 Ulir persegi tunggal ................................................................................ 10 2.7 Ulir trapesium ......................................................................................... 10 2.8 Pembebanan memanjang ...................................................................... 11

2.9 Pembebanan melintang ......................................................................... 12 2.10 Macam-macam Pegas ........................................................................... 14 2.11 Analisis BEP dengan menggunakan grafik ............................................ 21

3.1 Tool Holder ............................................................................................. 23

3.2 Sepatu penggerak .................................................................................. 24

4.1 Tool Holder Mesin Sekrap ...................................................................... 43

4.2 Sepatu Tool Holder Mesin Sekrap ......................................................... 44

x

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Faktor Keamanan ..................................................................................... 15

3.1 Kekuatan tarik baja karbon kontruksi mesin ............................................ 29

3.2 Unsur nimia baja carbón kontruksi mesin ................................................ 29

3.4 Biaya bahan baku .................................................................................... 37

3.5 Biaya componen satandart ...................................................................... 38

3.6 Waktu pemesinan .................................................................................... 38

3.7 Biaya pemesinan ...................................................................................... 38

3.8 Total biaya desain dan pembuatan .......................................................... 40

4.1 Biaya desain dan pembuatan ................................................................... 45

1

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Dalam masa perdagangan bebas seperti saat ini, desain mesin mulai

modern dengan fungsi dan kegunaan yang lebih sempurna cepat dan efisien

seperti contohnya mesin CNC dengan memasukkan (G code) sesuai dengan

yang model benda yang diinginkan maka benda tersebut akan di eksekusi secara

otomatis oleh mesin tersebut. Dulu model mesin sangatlah sederhana dengan

kapasitas penggunaan yang sangat sederhana juga, namun dengan model

mesin yang sangat sederhana manusia dapat menghasilkan produk-produk baru

namun membutuhan waktu yang sangatlah lama karena keterbatasan kapasitas

mesin. Namun banyak pula mesin-mesin yang tidak sesuai dengan fungsi

aslinya, seperti yang terjadi pada mesin Skrap yang ada di bengkel Produksi

Politeknik Negeri Malang yang umur mesin tersebut sudah sangat tua sehingga

ada beberapa komponen yang di kurangi karena telah mengalami kerusakan

tanpa dilakukan perbaikan sama sekali, sehingga fungsi seperti pada bagian Tool

Holder seharusnya pada waktu mesin posisi bergerak mundur Tool Holder

tersebut harus naik untuk menghindari benturan pahat dari benda kerja, begitu

juga sebaliknya pada saat posisi mesin bergerak maju maka Tool Holder turun

untuk mengeksekusi benda kerja. Namun selama ini fungsi tersebut tidak bisa

otomatis naik turun dan hanya posisi tetap turun sehingga pada saat mesin

bergerak mundur terjadi benturan benda kerja dengan pahat sehingga hasil

pekerjaan kurang maksimal, efektif dan sesuai fungsinya.

Kondisi Awal Tool Holder Mesin Sekrap yang terdapa pada bengkel

produksi Politeknik Negeri Malang adalah sebagai berikut:

2

Gambar 1.1 Kondisi awal Tool Holder Mesin Sekrap

Dengan munculnya kondisi yang ada pada bengkel produksi seperti itu

maka munculah ide untuk memodifikasi Tool Holder Mesin Sekrap tersebut agar

sesuai fungsi awalnya agar hasil pekerjaan dari mesin tersebut bisa sempurna

sesuai yang diinginkan.

1.2 Rumusan Masalah Agar mahasiwa dapat menggunakan kinerja Mesin Sekrap dengan hasil

yang maximal dan sempurna sesuai yang diinginkan dengan keselamatan kerja

yang terjaga.

Setelah mempelajari permasalahan-permasalahan yang ada, maka dapat

diambil suatu rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana desain Tool Holder Mesin Sekrap yang efektif, dan sesuai

fungsinya?

2. Bagaimana menghitung biaya permesinan dan pembuatan?

1.3 Tujuan Penyusunan 1.3.1 Tujuan Umum

Tujuan umum dalam penyusunan laporan akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Memenuhi syarat kelulusan program studi DIII Jurusan Teknik Mesin

Politeknik Negeri Malang.

2. Mengaplikasikan teori dan praktek yang didapat dari kegiatan

perkuliahan sebelumnya dalam perancangan Tool Holder Mesin

Sekrap

3

1.3.2 Tujuan Khusus Tujuan khusus dalam penyusunan laporan akhir ini adalah sebagai

berikut:

1. Membuat desain Tool Holder Mesin Sekrap, yang dapat menghasilkan

kinerja mesin yang efektif, dan sesuai fungsinya.

2. Menghitung biaya pemesinan dan pembuatan Tool Holder Mesin

Sekrap.

1.4 Batasan Masalah Dari permasalahan yang muncul dalam penyusunan laporan akhir ini,

sehingga perlu dibatasi agar penyusunannya tidak menyimpang dari tujuan maka

dari itu penyusunan membatasi permasalahan sebagai berikut:

1. Mendesain Tool Holder Mesin Sekrap, ynag dapat menghasilkan

kinerja mesin yang efektif, dan sesuai fungsinya.

2. Perhitungan biaya pemesinan dan pembuatan Tool Holder Mesin

Sekrap. 1.5 Manfaat

Manfaat yang ingin diperoleh dalam perancangan Tool Holder Mesin

Sekrap ini adalah untuk melengkapi fungsi Tool Holder tersebut saat melakukan

peruses pengerjaan yang ada pada Bengkel Produksi Jurusan Teknik Mesin

Politeknik Negeri Malang. Sehingga mahasiswa dapat menggunakan Mesin

Sekrap dengan sempurna dan mendapatkan hasil yang maximal dengan

minimnya kecelakaan kerja.

4

BAB II DASAR TEORI

1.5 Prinsip Kerja Mesin Sekrap (Shaping Machine)

Mesin Skrap adalah mesin yang dirancang sebagai mesin perkakas

pemotong karena alat potong (pahat) memotong dan membuang geram dari

benda kerja. Mesin Sekrap mempunyai pahat potong tunggal yang bergerak

maju dan mundur.

Prinsip kerja Mesin Sekrap adalah pahat potong bergerak maju sambil

memotong benda kerja dan bergerak mundur tanpa memotong benda kerja,

keadaan pemotongan dapat diatur melalui feed screw pada eretan pahat yang

bergerak naik turun.

Pada umumnya mesin sekrap digunakan untuk meratakan permukaan

benda kerja, akan tetapi dengan keahlian operator dapat digunakan bentuk-

bentuk radius, bentuk-bentuk yang tidak beraturan, alur (slot), celah pasak dan

sebagainya.

1.6 Jenis Mesin Sekrap Mesin sekrap dibagi menjadi 2 jenis:

1. Mesin sekrap datar (Horizontal Shaping Machine)

2. Mesin sekrap tegak (Slotting Machine)

1.7 Bagian-bagian Utama Mesin Sekrap Bagian-bagian utama mesin sekrap:

1. Shading block/blok engkol dengan sekrup berputar melalui bevel gear

2. Crank whell/roda gigi bergerak

3. Pin,pada blok engkol

4. Rocker arm/penggerak

5. Pivot point

6. Pinion/roda gigi yang digerakkan

7. Alur untuk blok engkol

8. Joint

9. Ram/lengan

10. Panjang lankah

5

1.8 Cara Mengoperasikan Mesin Sekrap 1.8.1 Mengatur Langkah

Pengerak utama pada mesin Shaping horizontal terdiri atas engkol

berayun yang merubah putaran motor listrik menjadi gerakan maju mundur

ram/lengan.

a. Mengatur panjang langkah

Panjang langkah diatur dengan mengubah jaln keliling pask engkol

pada roda gigi pengerak.

b. Cara mengatur panjang langkah

1. Lepaskan kunci pemindah lengan

2. Puter batang ulir pemindah lengan

3. Kunci kembali kunci pemindah lengan setelah mendapatkan

langkah yang diinginkan

c. Panjang langkah yang diperlukan

Panjang langkah = panjang benda kerja + langkah awal + kelebihan

langkah awal

2.4.2 Mengeklem Benda Kerja Ikat/klem hendaknya paling tidak ada bagian yang menonjol diatas

ragum (jaw) untuk dikerjakan, gunakan bar penahan (support bars/parallel

plats). Bagian bawah beda kerja harus seluruhnya menempel pada bar

penahan.

Hal ini dapat dilakukan dengan pemukul permukaan atas dari benda

kerja dengan palu plastik, palu karet.

2.4.3 Pencekam Pahat Potong Kepaala pemegang/toll head terletak pada kepala sliding/ram yang

melakukan aksi pemotongan pada pahat potong. Pahat potong dimasukkan

kedalam pengikat dan diikat oleh baut pengencang.

Yakinkan alat potong diikat sependek mungkin. Pemutar/hand whel

digunakan untuk menambah dalam pemakanan dengan cara memutarkan

hand whel tersebut.

Di dalam Shaping dan Planing alat potongnya dibebani oleh tekanan

yang berlawan ketika tool head diarahkan pada langkah ke depan. Bila

langkah kebelakang pahat akan terangkat dan tidak terjadi tekanan.

6

2.4.4 Perhitungan Pada Mesin Sekrap 1. Perhitungan kecepatan rata-rata sebagai berikut:

a. Kecepatan gerak maju

tmltVm =

(2.1*)

Keterangan:

Vm = kecepatan gerak maju m/menit

lt = panjang langkah mm

lt = lv + lw + ln

lv = panjang langkah awal mm

lw = panjang pemotongan benda kerja mm

ln = panjang langkah akhir mm

tm = waktu pemotongan gerak maju menit

b. Kecepatan gerak mundur

tRltVR

(2.2*)

Keterangan:

VR = kecepatan gerak mundur m/menit

lt = panjang langkah mm

lt = lv + lw + ln

lv = panjang langkah awal mm

lw = panjang pemotongan benda kerja mm

ln = panjang langkah akhir mm

tR = waktu pemotongan gerak mundur menit

c. Kecepatan potong rata-rata

1tan

tan<==

mundurkecepamajukecepa

VrVmRS

1000.2)1(. RsltnpV +

= (2.3*)

Keterangan:

V = kecepatan potong rata-rata m/menit

np = jumlah langkah per menit langkah/menit

Rs = perbandingan kecepatan

7

Tegangan (σ )

Regangan (ε ) 0

2. Perhitungan kecepatan makan mesin sekrap sebagai berikut:

npfVf .= (2.4*)

Keterangan: Vf = kecepatan makan m/menit f = gerak makan mm/langkah (*) Gumono, ST dan Agus Harjito, ST, Teknik Pemesinan I 2005 hal 68-69.

2.5 Diagram Tegangan – Regangan Dalam perencanaan komponen mesin, perlu sekali untuk mengetahui

bagaimana material itu akan berfungsi dalam pelayanannya. Untuk itu

karakteristik atau sifat-sifat mekanis dari material harus dikenal. Sifat mekanis

material ini biasanya banyak dipergunakan dalam praktek dan umumnya

diketahui dari standard percobaan tegangan tarik.

Gambar 2.1 : Diagram Tegangan – Regangan

(Drs. Rahbini dan Akhmad Faizin, DIPL ING HTL, 2000. Ilmu Kekuatan Bahan,

Malang : Politeknik Negeri Malang, hal. 16.)

1. Batas Proporsional

Pada gambar 2.1 Dari titik 0 – A merupakan garis lurus yang berarti

tegangan regangan berbanding lurus terhadap regangan. Hukum

Hooke berlaku sampai titik A dan ini disebut batas proporsional yaitu

batas dari tegangan yang pada diagram tegangan – regangan mulai

menyimpang pada garis lurus.

2. Batas Elastis

Patah

Yield point bawah

Batas elastis

Batas proporsional

UltimateYield point atas

G

F

E

D

C B

A

8

Batas elastis terjadi jika setelah melalui titik A beban terus dinaikkan

hingga mencapai titik B. Titik B disebut batas elastis yang berarti

bahwa bertambahnya tegangan yang terjadi pada material tanpa

menimbulkan deformasi plastis atau permanen.

3. Yield Point

Jika beban tarik pada material terus dinaikkan diluar titik B, maka

deformasi plastis akan terjadi. Dalam hal ini apabila beban ditiadakan,

maka material tidak dapat kembali pada bentuk dan ukuran seperti

semula.

4. Tegangan Ultimate

Pada titik E harga tegangannya merupakan harga maksimum yang

dapat dicapai oleh material dan disebut sebagai tegangan ultimate.

5. Tegangan Patah

Setelah benda uji mencapi tegangan ultimate, maka akan terjadi

pengecilan penampang (necking). Dalam hal ini untuk mematahkan

benda uji cukup dengan gaya atau beban yang kecil saja (lebih kecil

dari beban tegangan maksimum), sehingga harga tegangannya akan

turun sampai benda uji patah pada titik F.

2.6 Poros Ulir Prinsip kerja ulir adalah merubah gerakan berputar/rotary menjadi gerakan

translasi. Umumnya dalam gerakan translasi ulir, sebuah mur bergerak secara

berlawanan dengan arah gerakan aksial dari pada gaya pada waktu ulir berputar

dalam bearingnya. Ada beberapa ulir berputar da bergerak aksial berlawanan

dengan gaya ketika mur tidak bergerak, dan ada beberapa hal yang lain yaitu

ketika sebuah mur berputar ketika ulir bergerak aksial tetapi tanpa berputar.

2.6.1 Macam – Macam Ulir 1. Ulir Metris

Satuan dinyatakan dalam milimeter, sudut ulirnya adalah 60° dan s

(kisar) juga dinyatakan dalam milimeter.

Gambar 2.2 : Ulir Metris ( Umar Sukrisno, 1983 hal.9 )

9

2. Ulir Uni

Ulir ini mempunyai sudut 60°. Diameter luar (D) dinyatakan dalam inchi.

Untuk ulir halus digunakan UNF, contohnya 1”- 12 UNF artinya diameter

luar (D) = 1”, angka 12 adalah kisar tiap inchi.

Gambar 2.3 : Ulir Uni (Umar Sukrisno, 1983 hal.9)

3. Ulir Whitworth

Ulir ini mempunyai sudut 55° dan termasuk ulir kasar.

Gambar 2.4 : Ulir Whitworth (Umar Sukrisno, 1983 hal.9)

4. Ulir gas Whitworth

Ulir ini mempunyai sudut 55° dan jumlah kisarnya lebih besar dari ulir

whitworth biasa. Dengan lebih banyak kisar tiap inchinya maka ulirnya

menjadi lebih dangkal. Ulir jenis ini banyak dipakai untuk ulir pada pipa-

pipa.

Gambar 2.5 : Ulir gas Whitworth (Umar Sukrisno, 1983 hal.9)

10

5. Ulir persegi tunggal

Macam ulir ini biasanya dipakai untuk sambungan-sambungan yang

bergerak seperti dongkrak dan mesin-mesin produksi. Selain yang

tunggal ada pula yang ganda 2, ganda 3 dan seterusnya.

Gambar 2.6 : Ulir persegi tunggal (Umar Sukrisno, 1983 hal.9)

6. Ulir Trapesium

Ulir trapesium juga banyak dipakai untuk sambungan-sambungan yang

bergerak seperti halnya pada ulir persegi sudut ulirnya adalah 30°. Di

samping tunggal ada pula yang ganda 2, ganda 3 dan seterusnya.

Gambar 2.7 : Ulir Trapesium (Umar Sukrisno, 1983 hal.9)

Ulir yang dipakai pada alat-alat pemesinan harus diperhitungkan

kekuatan dan kemampuannya menahan suatu benda. Beban yang bekerja

padanya dapat dibagi menjadi dua macam yaitu:

1. Pembebanan memanjang

Pembebanan memanjang mengakibatkan tegangan tarik. Disebabkan

pemasangan baut dengan kunci, maka pada batang baut terjadi gaya

memanjang sebesar F. Ini berarti pada baut terjadi pembebanan

memanjang. Tempat terlemah yang terdapat pada baut adalah pada

penampang intinya D1

11

Gambar 2.8 : Pembebanan memanjang (Umar Sukrisno, 1983 hal.11)

Untuk mencari besar pembebanan memanjang menggunakan rumus:

(2.5*)

Keterangan:

A = luas penampang (mm2)

F = pembebanan (kg)

= tegangan tarik (kg/mm2) Untuk mencari luas permukaan (A) yang mengalami pembebanan

memanjang menggunakan rumus:

(2.6*)

dengan = diameter inti baut (cm2)

(*) Sumber: Umar Sukrisno, 1983 hal. 9

2. Pembebanan melintang

Pembebanan melintang terjadi bila kita menyambung 2 buah plat atau

lebih dengan menggunakan baut, sedangkan pada plat terjadi gaya tari

kesamping. Bagian baut yang menerima tarikan yang paling besar

adalah di tempat di mana kedua plat berhimpitan. Maka gaya F yang

bekerja pada baut tadi didasarkan atas pergeseran.

12

Gambar 2.9 : Pembebanan melintang (Umar Sukrisno, 1983 hal.14)

Untuk mencari pembebanan melinatang menggunakan rumus:

(2.7*)

Keterangan:

A = luas penampang (mm2)

F = pembebanan (kg)

= tegangan geser (kg/mm2)

n = jumlah penampang

(*) sumber: Umar Sukrisno, 1983 hal. 14 2.6.2 Perhitungan Pada Ulir

1. Untuk menghitung besar torsi yang dibutuhkan untuk memutar batang

ulir menggunakan rumus:

(2.8*)

Keterangan:

T = torsi (kgmm)

W = beban yang dipindahkan (kg)

= koefisien gesek pada ulir

=

p = pitch (mm)

d = diameter ulir (mm)

Untuk mencari d menggunakan rumus:

13

(2.9*)

dengan do = diameter luar ulir (mm)

dc = diameter dalam ulir (mm)

(*) sumber: R.S. Khurmi dan J.K. Gupta, 1984 hal. 614

2. Besar gaya yang dibutuhkan untuk memutar ulir menggunakan rumus:

(2.10*)

Keterangan:

P = gaya untuk memutar ulir (kg)

T = torsi (kgmm)

l = panjang pemutar (mm)


3. Untuk mencari gaya pencekaman menggunakan rumus:

(2.11*)

Keterangan:

Ft = gaya pencekaman (N)

= koefisien gesek

N = gaya normal (N)

(*) sumber: William Bolton, 1980 hal 66

Besar N = F, untuk mencari F menggunakan rumus:

(2.12*)

Keterangan:

F = gaya tekan pada ulir (N)

fc = tegangan tekan pada ulir (kg/mm2)

A = luas permukaan (mm2)


Untuk mencari tegangan tekan pada ulir menggunakan rumus:

(2.13*)

Keterangan;

fc = tegangan tekan pada ulir (kg/mm2)

W = beban yang dipindahkan (kg)

Ac = luas permukaan inti (mm2)

Untuk mencari luas permukaan menggunakan rumus:

14

(2.14*)

dengan = diameter inti (mm)


2.7 Macam-macam Pegas Pegas dapat digolongkan atas dasar jenis beban yang dapat diterimanya

seperti diperlihatkan dalam gambar, sebagai berukut:

Gambar 2.10 : Macam-macan pegas (Sularso 1991,Dasar Perencanaan

dan Pemilihan Elemen Mesin. hal 312)

a) Pegas tekan atau kompresi

b) Pegas tarik

c) Pegas puntir

d) Pegas volut

e) Pegas daun

f) Pegas piring

g) Pegas cincin

h) Pegas batang ulir

i) Pegas spiral atau pegas jam

2.8 Faktor Keamanan Faktor keamanan yaitu merupakan suatu besaran/faktor yang diperoleh

dari perbandingan antara tegangan maksimum dari material komponen mesin

dengan tegangan yang terjadi (working stress).

Faktor keamanan = Tegangan maksimum dari material Tegangan yang terjadi

Untuk material yang kenyal (ductile) :

Faktor keamanan = Tegangan yield (yield stress) dari material Tegangan yang terjadi

15

Untuk material yang rapuh (brittle) :

Faktor keamanan = Tegangan ultimate (ultimate stress) dari material Tegangan yang terjadi

Penentuan besar faktor keamanan dalam setiap perencanaan komponen

mesin tergantung pada beberapa faktor atau pertimbangan seperti material, cara

pengerjaan (manufacture), tipe pembebanan (stress), kondisi secara umum dan

bentuk geometris dari komponen mesin. Dibawah ini tabel untuk menentukan

faktor keamanan berdasarkan beban yang diterima material.

Material Beban Statis

(steady load)

Beban Dinamis

(live load)

Beban Kejut

(shock load)

Cast Iron 5÷6 8÷12 16÷20

Wrought Iron 4 7 10÷15

Steel 4 8 12÷16

Soft material and alloy 6 9 15

Leather 9 12 15

Timber 7 10÷15 20

Tabel 2.1 : Faktor keamanan

(Drs. Rahbini dan Akhmad Faizin, DIPL ING HTL, 2000. Ilmu Kekuatan

Bahan, Malang : Politeknik Negeri Malang, hal. 25)

2.9 Waktu Pemesinan Waktu pemesinan secara teoritis suatu mesin dapat dicari berdasarkan

rumus yang ada, tetapi dalam prakteknya banyak faktor yang mempengaruhi

waktu pemesinan yang tidak diperhitungkan, sehingga perlu adanya toleransi

waktu.

Parameter-parameter yang penting pada proses pemesinan antara lain :

feed rate, depth of cut, speed, cutting speed dan metal removal. Pengertian dari

istilah-istilah tersebut adalah :

1) Feed rate (laju pemakanan) didefinisikan sebagai jarak gerakan mata

potong saat memotong benda kerja sepanjang bidang potong setiap kali

putaran spindle, satuannya adalah mm/put.

2) Depth of cut (kedalaman potong) adalah kedalaman mata potong

menembus benda kerja sekali pemotongan sehingga menentukan

volume geram yang terpotong.

3) Speed (kecepatan) adalah besar putaran spindle dimana benda kerja

diletakkan mengalami proses pemotongan, satuannya adalah rpm.

16

4) Cutting speed (kecepatan pemotongan) adalah besar rata-rata dimana

mata pahat (cutting tool) bergerak memotong dari titik awal pemotongan

hingga selesai, satuannya adalah m/min.

5) Metal removal adalah volume logam dari benda kerja yang dipotong,

satuannya adalah mm3/menit atau cm3/menit.

2.9.1 Mesin frais (Milling Machine) Mesin frais merupakan mesin perkakas yang mempunyai sisi potong

yang banyak. Benda kerja yang akan di frais dicekam kuat pada meja kerja

dan mata pahatnya terpasang kuat pada spindle. Pahat potong frais

tergolong pahat bermata potong jamak, dengan jumlah mata potong yang

sama dengan jumlah gigi frais (z). pahat potong frais yang digunakan dapat

dibedakan menjadi dua, yaitu pahat potong frais model slab milling dan

pahat potong frais face milling cutter.

Untuk menghitung waktu pemesinan, maka perlu diketahui terlebih

dahulu variabel yang mempengaruhi rumus perhitungan waktu pemesinan

mesin frais.

PVV ′= (2.15*)

Keterangan :

V = kecepatan penghasilan geram maksimum (cm3/menit)

V ′ = maximal chip removal (m/menit)

P = daya mesin (kW)

abvs 1000⋅

= (2.16*)

Keterangan :

s = feeding (mm/put)

a = kedalaman pemakanan (mm)

b = lebar penyayatan (mm)

(*) Jutz, Herman and Eduard Scharkus, 1976: 108

2.9.2 Mesin Bubut (Turning Machine) Mesin bubut merupakana mesin perkakas untuk tujuan proses

pemotongan logam. Operasi dasar mesin bubut adalah melibatkan benda

kerja yang berputar dan cutting tool-nya bergerak linier. Kekhususan

operasi mesin bubut adalah digunakan untuk memproses benda kerja

dengan hasil/bentuk penampang lingkaran atau benda kerja silinder.

1) Proses pembubutan memanjang (longitudinal turning process)

17

Untuk menghuitung waktu pemesinan mesin bubut pemakanan

memanjang digunakan rumus (Jutz, Herman and Eduard Scharkus,

1976: 102).

nsLt

ym ×= (2.17*)

Keterangan :

mt = waktu pemesinan (menit)

L = panjang pembubutan (mm)

ys = feeding (mm/put)

n = putaran mesin (rpm)

Sedangkan untuk mencari putaran mesin digunkan rumus:

dvn

⋅⋅

=π1000

(2.18*)

Keterangan :


v = kecepatan potong (m/menit)

d = diameter benda kerja (mm)

2) Proses pembubutan permukaan (facing turning process)

Untuk menghitung waktu pemesinan mesin bubut untuk proses

pembubutan permukaan dapat digunakan rumus:

nsrt

ym ×= (2.19*)

Keterangan :


r = radius benda kerja (mm)



(*) Jutz, Herman and Eduard Scharkus, 1976: 102.

2.9.3 Mesin Bor (Drilling Machine) Mesin bor adalah salah satu mesin perkakas yang umum dimana

operasinya untuk membuat lubang baru atau memperbesar/ memperdalam

lubang yang sudah ada.

18

Untuk menghitung waktu pemesinan pada proses pengeboran,

digunakan rumus:

nsLt

ym ×= (2.20*)

( )dlL ×+= 3,0

Keterangan :


L = kedalaman pengeboran (mm)

l = tebal benda kerja yang dibor (mm)



Untuk menghitung putaran mesin saat digunakan bisa menggunakan

rumus:

dvn

⋅⋅

=π1000

(2.21*)

Keterangan :

v = kecepatan potong (m/menit)

d = diameter mata bor (mm)


2.9.4 Mesin Gerinda Datar Mesin gerinda datar adalah salah satu mesin perkakas yang umum

dimana operasinya untuk meratakan permukaan benda kerja.


digunakan rumus:

svxbLtm ××

××=

1000 (2.22*)

Keterangan :


L = panjang benda kerja yang digerinda (mm)

b = lebar benda kerja (mm)

v = kecepatan mesin (m/menit)

s = feeding (mm/langkah)

x = banyaknya pemakanan


19

2.9.5 Mesin Skrap Mesin skrap adalah salah satu mesin perkakas yang umum dimana

operasinya untuk meratakan permukaan benda kerja.


digunakan rumus:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡×

+×

×=10001000 rc

m vL

vL

sbt (2.23*)

0lllL a ++=

Keterangan :


b = lebar benda kerja (mm)

s = feeding (mm/langkah)

cv = kecepatan gerak pemakanan (m/menit)

rv = kecepatan gerak balik (m/menit)

L = panjang benda kerja yang digerinda (mm)

al = kelonggaran awal (mm)

l = panjang benda (mm)

0l = kelonggaran akhir (mm)


2.9.6 Kerja Bangku Kerja bangku merupakan salah satu pekerjaan yang dilakukan tanpa

menggunakan mesin perkasas. Waktu pengerjaan kerja bangku tidak dapat

ditentukan secara empiris karena tergantung pada keahlian operator.

Dengan pertimbangan tersebut maka perhitungannya didasarkan pada

jumlah waktu kerja bangku selama di lapangan.

2.10 Perhitungan Biaya Biaya pembuatan adalah semua biaya yang berhubungan dengan

pembuatan alat sampai dapat dioperasikan. Yang termasuk biaya pembuatan

adalah :

1) Biaya Bahan Baku

2) Biaya Komponen Order

3) Biaya Perakitan

4) Biaya Perancangan

20

5) Biaya Administrasi

6) Biaya Transportasi

7) Biaya Operator

2.11 BEP (Break Event Point) BEP adalah titik yang menunjukkan jumlah penjualan sama dengan biaya

total. BEP digunakan untuk mengevaluasi tingkat penjualan yang berhubungan

dengan tingkat keuntungan dan untuk menentukan tingkat operasi suatu

perusahaan agar biaya tetap dapat tertutup.

Untuk dapat menganalisis BEP, maka terlebih dahulu harus

menggolongkan biaya menurut sifatnya, antara lain:

1) Biaya tetap (Fixed Cost)

Biaya tetap merupakan biaya yang tidak berubah atau tidak tergantung

pada volume produksi atau tingkat aktifitas yang dilakukan. Yang

termasuk biaya tetap misalkan harga beli alat, harga atau nilai bangunan

dan tanah, sewa listrik tetap, sewa telepon rumah, dll.

2) Biaya berubah (Variable Cost)

Biaya variabel merupakan biaya yang pada umumnya berubah

dibandingkan dengan perubahan volume produksi. Misalnya biaya

transportasi, biaya administrasi, biaya perawatan, biaya bahan baku,

biaya operator, biaya pengepakan, dan lain-lain.

3) Biaya total

Biaya total adalah biaya tetap ditambah dengan biaya variable cost pada

masing-masing tingkat atau volume produksi.

2.11.1 Analisis BEP dengan persamaan Nilai dari biaya tetap dan variable harus ditentukan terlebih dahulu.

Persamaan yang diginakan adalah:

(2.24*)

Oleh karena BEP dicapai pada tingkat Earning Before Interest and Taxes

(EBT) = 0, maka persamaan tersebut dapat ditulis:

(2.25*)

Keterangan:

X = jumlah barang (unit)

F = biaya tetap (rupiah)

P = harga juar produk (rupiah/unit)

Vc = biaya variable (rupiah/unit)

21

(*) sumber: Lukman Samsudin, 1985 hal. 93

2.11.2 Analisis BEP dengan menggunakan grafik Didalam menganalisis BEP dengan menggunakan pendekatan

grafik, pada grafik tersebut dapat diketahui tingkat penjualan, perusahaan

tidak meraih keuntungan, sebab biaya total operasi lebih besar dari pada

penjualan (EBIT negative), dengan menggunakan grafik tersebut akan

dapat diketahui pada tingkat penjualan berapa, perusahaan akan meraih

keuntungan, atau pada hari/bulan keberapa modal akan kembali.

Diasumsikan bahwa penjualan dan biaya-biaya adalah linier, maka

fungsi dari biaya tetap dan biaya total dapat ditunjukkan pada grafik

sehingga posisi BEP dapat diketahui. Rumus yang digunakan adalah:

(2.26*)

(2.27*)

(2.28*)

dengan: P = harga jual per unit

X = volume penjualan dalam unit

Gambar 2.11 : Analisis BEP dengan menggunakan grafik

Sumber: http://bized.co.uk/education

22

BAB III DESAIN ALAT

3.1 Kerangka Kerja Proses Desain Alat Kegiatan yang akan dilaksanakan adalah mendesain sebuah Tool

Holder Mesin Sekrap. Adapun bentuk-bentuk kegiatannya dapat

digambarkan dalam suatu rangkaian diagram alir sebagai berikut:

tidak

ya

Study literatur

Pembuatan sket

Pemilhan bahan

Gambar kerja

Desain alat

Faktor keamanan

Perhitungan biaya

Perhitungan gaya dan tegangan yang terjadi

23

3.2 Pembuatan Sket Berdasarkan studi literatur yang telah dilakukan, maka didapatkan sket

Tool Holder Mesin Sekrap yang tertera pada gambar berikut:

Gambar 3.1 : Tool Holder

Poros Penghantar

Baut Tuas

Baut Poros Penghatar

Tuas Penggerak

Poros Holder

Mur Poros Holder

Rumah Pahat

Baut Pengikat

Holder

24

Gambar 3.2 : Sepatu penggerak

3.3 Pemilihan Bahan

Dalam pemilihan bahan untuk Tool Holder Mesin Sekrap pertama adalah

menganalisa bahan dan kondisi yang akan dialami alat pada saat

pengoperasiannya, kemudian memperhatikan karakteristik bahan dari segi

pemesinan. Bahan yang digunakan untuk alat Tool Holder Mesin Sekrap adalah

S45C, St 37.

3.4 Pehitungan Gaya dan Tegangan Yang Terjadi 3.4.1 Perhitungan pada baut pengikat pahat

1. Perhitungan data awal baut pengikat pahat

Data awal baut pengikat pahat pada mesin sekrap adalah:

Baut M16 dengan material St 37 dengan panjang 110 mm

Bahan yang digunakan untuk batang berulir adalah St 37 :

= 370 N/mm2

Mur pegas

Baut pegas

Pegas

Rangka sepatu 1

Mur poros

Poros sepatu

Rangka sepatu 2

Sepatu

Baut sepatu

Mur sepatu

25

= 235 N/mm2

Tegangan tarik yang diizinkan adalah:

Faktor keamanan (v) = 8

Tegangan geser yang diizinkan adalah:

Data awal baut pengikat pahat adalah M16 berdasarkan daber ulir

metris maka diperoleh data sebagai berikut:

Diameter luar (D) = 16 mm

Diameter inti (D1) = 13,546 mm

pitch = 2 mm

Penyelesaian :

Pada ulir terjadi 2 macam pembebanan, yaitu :

a) Pembebanan memanjang

Karena dikencangkan dengan cara diputar terjadi pembebanan

memanjang pada ulir. Luas permukaan yang mengalami

pembebanan memanjang adalah :

Syarat batang berulir yang diizinkan adalah aman, sehingga

tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik yang

diizinkan. Besar gaya tarik maksimum yang dapat diterima oleh ulir

karena terjadi pembebanan memanjang adalah:

dengan

Gaya tarik maksimum yang dapat diterima batang berulir adalah:

Jadi, besar gaya tarik maksimum yang dapat diterima batang

berulir adalah 4231,175 N

26

b) Pembebanan melintang

Pada batang berulir mengalami gaya dari samping, sehingga pada

batang berulir terjadi pembebanan melintang atau terjadi gaya

geser. Luas permukaan yang mengalami gaya geser adalah:

Syarat batang berulir aman adalah tegangan geser yang terjadi

lebih kecil dari tegangan geser yang diizinkan. Besar gaya geser

maksimum yang dapat diterima oleh ulir adalah:

dengan

Gaya geser maksimum yang dapat diterima ulir adalah :

Jadi, besar gaya geser maksimum yang dapat diterima batang

berulir adalah 5903,2 N

c) Torsi untuk memutar batang berulir

Mencari torsi untuk memutar batang berulir menggunakan rumus:

Jika diasumsikan beban yang dipindahkan adalah W 98 kg

dengan

W = 98 kg

untuk mencari nilai d digunakan rumus:

27

Besar nilai tan α adalah:

Torsi untuk menggeser ulir adalah:

Jadi, torsi yang dibutuhkan untuk memutar baut pengikat pahat

adalah 140,43 kg.mm.

d) Gaya untuk memutar batang berulir

Mencari gaya untuk memutar batang berulir menggunakan rumus:

dengan

T = 140,43 kg.mm

l = 130 mm

Besar gaya untuk memutar batang berulir adalah:

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk memutar baut pengikat pahat

adalah 1,08 kg.

e) Gaya pencekaman

Besar tegangan tekan pada ulir adalah :

Data :

W = 98 kg

28

Penyelesaian :


Data :

fc = 0,68 N/mm2

Penyelesaian :

Besar gaya pencekaman adalah :

Data :

Besar gaya N = F

N = F = 136,6528 N

Berdasarkan tabel koefisien gaya gesek (Jutz, Herman and

Eduard Scharkus, 1976: 67) diperoleh :

μ = 0,1

Penyelesaian :

Jadi, besar gaya pencekaman yang terjadi pada baut pengikat

pahat adalah 13,66528 N.

2. Perhitungan perencanaan baut pengikat pahat

Dalam mendasain Tool Holder Mesin Sekrap hal yang sangat

perlu diperhatikan adalah pemilihan material yang digunakan, karena

Tool Holder ini mempunyai tegangan yang sangat besar apabila sudah

melakukan proses pemotongan pada mesin sekrap.

Berikut adalah tabel kekuatan tarik baja karbon kontruksi mesin:

29

Standard dan

macam Lambang Perlakuan

panas

Kekuatan tarik

(kg/mm2) Keterangan

Baja karbon

konstruksi mesin

(JIS G 4501)

S30C S35C S40C S45C S50C S55C

Penormalan“ “ “ “ “

48 52 55 58 62 66

Tabel 3.1 Kekuatan tarik baja karbon tontruksi mesin (Sularso,1991 hal.3)

Berikut adalah unsur kimia baja karbon kontruksi mesin:

Lambang Unsur kimia (%)

C Si Mn P S

S30C 0,27-0,33

0,15-0,35 0,60-0,90 0,030 0,035

S35C 0,32-0,38

S40C 0,37-0,43

S45C 0,42-0,48

S50C 0,47-0,53

S55C 0,52-0,58

Tabel 3.2 Unsur kimia baja karbon kontruksi mesin (Sularso,1991 Lampiran)

a. Tegangan yang terjadi pada perencanaan baut pengikat pahat.

Jika diasumsikan beban yang di pindahkan (W= 98 kg) , maka

tegangan yang terjadi adalah:

Pada perencanaan pembuatan baut pengikat pahat pada mesin sekrap

adalah:

Perencanaan baut pengikat pahat menggunakan model Ulir persegi

Tunggal denganukuran SQ 21 x 6,35

Bahan yang digunakan untuk batang berulir adalah S45C :

= 580 N/mm2

= 350 N/mm2

Tegangan tarik yang diizinkan adalah:

Faktor keamanan (v) = 8

30

Tegangan geser yang diizinkan adalah:

Data awal baut pengikat pahat adalah M16 berdasarkan daber ulir

metris maka diperoleh data sebagai berikut:

Diameter luar (D) = 21 mm

Diameter inti (D1) = 17,5 mm

pitch = 6,35 mm

Penyelesaian :

Pada ulir terjadi 2 macam pembebanan, yaitu :

a) Pembebanan memanjang

Karena dikencangkan dengan cara diputar terjadi pembebanan

memanjang pada ulir. Luas permukaan yang mengalami

pembebanan memanjang adalah :

Syarat batang berulir yang diizinkan adalah aman, sehingga

tegangan tarik yang terjadi lebih kecil dari tegangan tarik yang

diizinkan. Besar gaya tarik maksimum yang dapat diterima oleh ulir

karena terjadi pembebanan memanjang adalah:

dengan

Gaya tarik maksimum yang dapat diterima batang berulir adalah:

Jadi, besar gaya tarik maksimum yang dapat diterima batang berulir

adalah 10.517,762 N

b) Pembebanan melintang

Pada batang berulir mengalami gaya dari samping, sehingga pada

batang berulir terjadi pembebanan melintang atau terjadi gaya

geser. Luas permukaan yang mengalami gaya geser adalah:

31

Syarat batang berulir aman adalah tegangan geser yang terjadi

lebih kecil dari tegangan geser yang diizinkan. Besar gaya geser

maksimum yang dapat diterima oleh ulir adalah:

dengan

Gaya geser maksimum yang dapat diterima ulir adalah :

Jadi, besar gaya geser maksimum yang dapat diterima batang

berulir adalah 15.145,593 N

c) Torsi untuk memutar batang berulir

Mencari torsi untuk memutar batang berulir menggunakan rumus:

Jika diasumsikan beban yang dipindahkan adalah W 98 kg

dengan

W = 98 kg

untuk mencari nilai d digunakan rumus:

32

Besar nilai tan α adalah:

Torsi untuk menggeser ulir adalah:

Jadi, torsi yang dibutuhkan untuk memutar baut pengikat pahat

adalah 173,558 kg.mm.

d) Gaya untuk memutar batang berulir

Mencari gaya untuk memutar batang berulir menggunakan rumus:

dengan

T = 173,558 kg.mm

l = 150 mm

Besar gaya untuk memutar batang berulir adalah:

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk memutar baut pengikat pahat

adalah 1,157 kg.

e) Gaya pencekaman


Data :

W = 98 kg

33

Penyelesaian :


Data :

fc = 0,407 N/mm2

Penyelesaian :

Besar gaya pencekaman adalah :

Data :

Besar gaya N = F

N = F = 140,897 N

Berdasarkan tabel koefisien gaya gesek (Jutz, Herman and Eduard

Scharkus, 1976: 67) diperoleh :

μ = 0,1

Penyelesaian :

Jadi, besar gaya pencekaman yang terjadi pada baut pengikat

pahat adalah 14,0897 N.

3.4.2 Tegangan yang terjadi pada poros penghubung Pada poros penghubung di gunakan material ST 37 yang sudah di

ketahui bahwa tegangan tarik maksimum pada material ST 37 adalah 370

kg/mm2. Jika diasumsikan gaya yang di gunakan untuk menarik tool

holder supaya terangkat maka gaya yang di perlukan sebesar 10 kg

dengan perhitungan tegangan tarik yang terjadi pada poros penghubung

adalah sebagai berikut:

34

3.5 Perhitungan Baut dan Mur

Dalam perhitungan baut dan mur ini sangatlah penting dalam

perancangan Tool Holder Mesin Sekrap. Adapun beban-beban yang diterima

antar baut dan mur berlainan. Untuk lebih jelasnya adlah sebagai berikut.

3.5.1 Perhitungan Baut Tuas Pada baut tuas ini berfungsi untuk mengikat tuas yang berhubungan

pada poros penghantar yang berfungsi untuk menggerakkan tool holder

naik turun.

Jika diasumsikan gaya yang digunakan untuk menarik tool holder

supaya terangkat adalah sebesar 10 kg dan diameter dalam pada baut

standart M8 adalah 6,466 mm. Pada peracangan tersebut digunakan 3

buah baut, maka besarnya beban yang ditumpu pada baut tersebut

adalah 10/3=3,34kg sehingga W (32,732 kg) dan baut ini terkena

tegangan tarik dengan perhitungan sebagai berikut.

3.5.2 Perhitungan Baut dan Mur Poros Holder

Pada baut dan mur poros holder ini berfungsi untuk mengikat antara

holder dengan rumah holder.

Jika diasumsikan gaya yang digunakan untuk mengencangkan adalah

10 kg maka W (98 kg) dan diameter dalam mur sesuai dengan

35

standart M10 adalah 8,16 mm, tebal akar ulir 1,5 dan z pada mur adalah

5 tegangan tarik yang diijinkan pada baut yang menggunakan St 37

adalah 3 kg/mm2 maka perhitunganya adalah sebagai berikut:

a. Tegangan tarik pada baut poros holder

b. Tegangan geser pada mur poros holder

3.5.3 Perhitungan Baut Poros Penghantar

Pada baut poros penghantar berfunsi untuk menyanbungkan antara

poros penghantar dengan tuas tetapi baut ini tidak mengikat poros

penghantar, sehingga baut ini terkena tegangan geser.

Jika diasumsikan gaya tarik poros penghantar adalah 10 kg maka

W (98 kg) dan diameter dalam baut sesuai standart M8 adalah 6,466 mm,

tebal akar ulir 1,25 mm dan z pada baut adalah 14 tegangan geser yang

diijinkan adalah 3 kg/mm2, maka perhitungannya sebgai berikut:

36

3.5.4 Perhitungan Baut dan Mur Sepatu

Pada baut dan mur sepatu berfungsi untuk mengukat antara rangka

sepatu 2 dan sepatu sehinga baut ini terkena tegangan geser.

Jika diasumsikan gaya tekan yang dihasilkan oleh penekanan

pegas sebesar 1,5 kg maka W (14,7 kg), diameter dalam baut M5 adalah

4,018 mm dan diameter dalam mur adalah 5 mm, tebal kaki ulir 0,8 dan z

pada baut dan mur adalah 12 dan 4, maka perhitunganya adalah sebagai

berikut:

a. Perhitungan baut sepatu

b. Perhitungan mur sepatu

3.5.5 Perhitungan Baut Pegas

Pada baut pegas ini berfungsi sebagai penahan titik maksimum

berkembangnya pegas sehingga baut ini terkena tegangan tarik.

Jika diasumsikan gaya tekan pada pegas adalah 1,5 kg maka W

(14,7 kg), diameter dalam baut M10 adalah 8,16 mm, maka

perhitungannya adalah sebagai berikut:

37

3.6 Perhitungan Biaya 3.6.1 Biaya Bahan Baku

Berikut ini adalah daftar harga pembelian bahan baku yang

digunakan dalam proses pembuatan tool holder mesin sekrap:

Tabel 3.4 Biaya bahan baku Jadi biaya total bahan baku yang dibutuhkan dalam proses

pembuatan alat uji tarik ini adalah Rp 152.500

3.6.2 Biaya Komponen Standart Disamping mengguanakan bahan baku seperti yangtertera pada

tabel di ata, sproses pembuatan alat ini memerlukan komponen standart

sebagai berikut:

No. Nama Bagian Ukuran JumlahHarga Satuan

Harga Total

1 Baut dan Mur (M8x1,5) 30mm 3 Rp 500 Rp 1.500

2 Baut dan Mur (M5x1) 20mm 2 Rp 200 Rp 400

No. Bahan Ukuran Berat(kg)

JumlahHarga per kg

Total harga

1 Profil segi empat t=40mm

(S45C) 3 1 Rp 25.000 Rp 75.000

2 Profil Bulat Ø= mm

(S45C) 1.5 1 Rp 20.000 Rp 30.000


(S45C) 1 1 Rp 15.000 Rp 15.000


(ST37) 0.5 1 Rp 20.000 Rp 10.000

5 Profil Bulat Ø= 10mm

(ST37) 1000 - 1 Rp 20.000 Rp 20.000

6 Pelat t=3mm 100x100 0,25 1 Rp 10.000 Rp 2.500

Total biaya bahan baku Rp 152.500

38

3 Baut dan Mur (M6x1) 30mm 2 Rp 300 Rp 600

4 Baut dan Mur (M10x1,5) 90mm 1 Rp 1.000 Rp 1.000

5 Kampas rem sepeda motor 1 set 1 Rp 15.000 Rp 15.000

6 Pegas Ø15 80mm 1 Rp 5.000 Rp 5.000

7 Mur (M10x1,5) 8mm 2 Rp 200 Rp 400

Total Biaya komponen standart Rp. 23.900

Tabel 3.5 Biaya komponen standart Jadi biaya total komponen standart yang dibutuhkan dalam proses

pembuatan alat uji tarik ini adalah Rp 23.900

3.6.3 Biaya Permesinan Perhitungan biaya pemesinan didasarkan pada katalog biaya sewa

mesin dan operator di bengkel teknik mesin Politeknik Negeri Malang.

Sedangkan biaya upah operator 25% dari biaya sewa mesin.

Berikut adalah data waktu permesinan pada masing – masing komponen:

No. Nama Bagian Mesin Frais

Mesin Bubut

Mesin Las

Mesin Bor

Kerja Bangku

1 Baut pengikat pahat 60menit 60menit - - 30menit

2 Rumah pahat 60menit 60menit - 30menit 30menit

3 Holder 60menit - - 15menit 15menit

4 Tuas penggerak - - 15menit 15menit 15menit

5 Poros penghantar - - - 15menit 15menit

6 Rumah sepatu - 30menit - - 30menit

7 Sepatu 30menit - 15menit 15menit 30menit

Jumlah waktu 210menit 150menit 30menit 90menit 165menit

Tabel 3.6 Waktu permesinan

Berdasarkan data perhitungan waktu permesinan pada tabel diatas,

maka biaya pemesinan untuk alat uji tarik ini adalah sebagai berikut:

Nama mesin Waktu

Biaya/jam Biaya Total jam

Mesin Bor 1,5 Rp 10.000 Rp 15.000

Mesin Bubut 2,5 Rp 25.000 Rp 62.500

Mesin Frais 3,5 Rp 30.000 Rp 105.000

Mesin Las 0,5 Rp 20.000 Rp 10.000

Kerja Bangku 2,75 Rp 8.000 Rp 22.000

Total biaya pemesinan Rp 214.500

39

Tabel 3.7 Biaya permesinan Jadi biaya total permesinan yang dibutuhkan dalam proses

pembuatan alat uji tarik ini adalah Rp 214.500,-

3.6.4 Biaya Perakitan Proses perakit alat uji tarik dilakukan oleh operator setelah semua

komponen siap untuk proses assembly. Proses perakitan diperkirakan

memakan waktu selama 10 jam, dengan ongkos tiap jam Rp 5.000,- /

jam, sehingga biaya perakitan adalah sebagai berikut:

Biaya Perakitan = Lama perakitan x ongkos perakitan

= 1 jam x Rp 5.000,-

= Rp 5.000,-

3.6.5 Biaya Desain Biaya desain adalah biaya yang dikeluarkan untuk proses

pendisainan. Besar Biaya diambil 20% dari jumlah bahan baku dan

komponen standart. Maka perhitungan besarnya biaya perancangan alat

uji tarik ini adalah sebagai berikut:

Biaya desain = 20% x Rp 176.400,-

= Rp 35.280,-

3.6.6 Biaya Transportasi Biaya transportasi merupakan biaya pendukung yang dibutuhkan

dalam pembuatan tool holder mesin sekrap ini yang dapat dikelompokan

menjadi dua, yaitu transportasi dalam kota dan transportasi luar kota.

Berikut adalah perhitungan biaya transportasi pada proses pembelian

bahan baku maupun komponen standart tool holder mesin sekrap

Transportasi dalam kota = Rp 5.000,- x 4 (proses pembelian)

= Rp 20.000,-

Biaya Transportasi luar kota = Rp 15.000 x 2 (proses pembelian pp)

= Rp 30.000,- +

Biaya transportasi = Rp 50.000,-

3.6.7 Perhitungan Total Biaya Desain dan Pembuatan Berdasarkan data perhitungan di atas, maka didapatkan

perhitungan total biaya pembuatan tool holder mesin sekrap sebagai

berikut:

Jumlah Biaya Biaya

Biaya Bahan Baku Rp 152.500

40

Biaya Komponen Standart Rp 23.900

Biaya Pemesinan Rp 214.500

Biaya Perakitan Rp 5.000

Biaya Desain Rp 35.280

Biaya Transportasi Rp 50.000

Jumlah Biaya Pembuatan Rp 481.180

Tabel 3.8 Total biaya desain dan pembuatan

Jadi total biaya yang dibutuhkan dalam proses desain dan

pembuatan Tool Holder Mesin Sekrap sebesar Rp. 481.180,-

3.6.8 Perhitungan Harga Jual Alat Perhitungan harga jual alat ini berdasarkan biaya pembuatan alat,

pajak dan keuntungan. Berikut perhitungan harga jual jig and fixture:

Sales = X

TC = Rp. 481.180,-

___________________________-

EBDIT = (Rp. 481.180,-)

D = 0

___________________________-

EBIT = (X- Rp. 481.180,-)

I = 0

___________________________-

EBT = (X- Rp. 481.180,-)

T = 15 % x EBT

___________________________-

EAT = (X- Rp. 481.180,-) – 15 %(X- Rp. 481.180,-)

= 85% (X- Rp. 481.180,-)

EAT direncanakan Rp 100.000,-

Maka:

Rp. 100.000,- = 85% (X- Rp. 481.180,-)

Rp. 117.647,- = (X- Rp. 481.180,-)

X = Rp. 481.180,- + Rp. 117.647,-

X = Rp. 598.827,-

Jadi harga jual alat ini yaitu Rp 600.000,-

41

Keterangan:

Sales = Penjualan alat

TC = Total cost = fixed cost + variable cost

EBDIT = Earning Before Depresiation, Interest and Tax

(keuntungan sebelum depresiasi bunga dan pajak)

D = Depresiasi (penyusutan harga jual mesin)

EBIT = Earning Before Interst and Tax (keuntungan sebelum bunga

dan pajak)

I = Interest (bunga pinjaman bank)

EBT = Earning Before Tax (keuntungan sebelum pajak)

T = Tax (pajak)

EAT = Earning After Tax (keuntungan setelah pajak)

3.4.6 Perhitungan BEP

Titik pulang pokok atau lebih sering disebut BEP (Break Event Point)

adalah suatu keadaan tingkat penjualan atau produksi dimana belum

didapat laba, tetapi tidak rugi. BEP dapat dijelaskan menjadi 2 hal yaitu :

1) Break Even Point (BEP) untuk pabrik pembuat alat.

2) Break Event Point (BEP) untuk pemakai alat.

Penulis hanya membahas tentang Break Even Point (BEP) untuk

penyewaan alat jig and fixture. Break Event Poin (BEP) tergantung pada

biaya-biaya sebagai berikut:

1) Biaya Tetap (Fixed Cost)

Biaya tetap merupakan biaya yang besarnya relative tidak berubah atau

tergantung pada perubahan volume produksi atau tingkat aktivitas yang

dilakukan. Dalam kasus ini biaya tetapnya adalah harga jual alat jig and

fixture, yaitu Rp 600.000,-

2) Biaya Berubah (Variabel Cost)

Biaya berubah (Vc) merupakan biaya yang besarnya relatif berubah

atau tergantung pada volume produksi atau tingkat aktivitas yang

dilakukan. Dalam kasus ini biaya berubahnya adalah:

Biaya operator : Rp. 5.000,-/jam

Biaya perawatan : Rp. 1.000,-/jam

Total biaya berubah = biaya operator + biaya perawatan

Total biaya berubah = Rp. 5.000,- + Rp. 1.000,-

42

= Rp. 6.000,-/jam

3) Pemasukan (p)

Pemasukan adalah harga sewa dari Tool Holder Mesin Sekrap, harga

sewa alat ini diasumsikan Rp. 10.000,-/jam.

Untuk mencari break event point adalah:

Jika dalam 1 hari ada 8 jam kerja, maka BEP:

Jadi, diperkirakan modal dapat kembali setelah Tool Holder Mesin

Sekrap digunakan selama 150 jam atau 19 hari secara efektif.

43

BAB IV PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan kegiatan desain Tool Holder Mesin Sekrap dan perhitungan

biaya-biaya yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut:

1. Desain Tool Holder Mesin Sekrap dengan spesifikasi sebagai berikut:

Gambar 4.1 Tool Holder Mesin Sekrap

Keterangan gambar:

1. Baut Pengikat Pahat

2. Rumah Pahat

3. Pondasi Pahat

4. Baut Holder

5. Baut Tuas

44

6. Mur Holder

7. Tuas Penggerak

8. Baut Poros Penggerrak

9. Poros Penggerak

Gambar 4.2 Sepatu Tool Holder Mesin Sekrap

Keterangan gambar:

1. Rangka Sepatu 1

2. Poros Sepatu

3. Mur Poros

4. Rangka Sepatu 2

5. Sepatu

6. Mur Sepatu

7. Baut Sepatu

8. Pegas

9. Mur Pegas

10. Baut Pegas

45

2. Biaya-biaya yang dibutuhkan dalam proses desain dan pembuatan Tool

Holder Mesin Sekrap adalah:

Jumlah Biaya Biaya

Biaya Bahan Baku Rp 152.500

Biaya Komponen Standart Rp 23.900

Biaya Pemesinan Rp 214.500

Biaya Perakitan Rp 5.000

Biaya Desain Rp 35.280

Biaya Transportasi Rp 50.000

Jumlah Biaya Pembuatan Rp 481.180

Tabel 4.1 Biaya desain dan pembuatan alat

Jadi total biaya yang dibutuhkan dalam proses desain dan pembuatan Tool

Holder Mesin Sekrap adalah sebesar Rp 481.180,-

4.2 Saran Berdasarkan kesimpulan diatas saran yang dapat penyusun berikan adalah

sebagai berikut:

1. Pada mendessain Tool Holder Mesin Sekrap pemilihan material

sangatlah penting agar lebih kuat dari tool holder yang sudah ada pada

mesin sekrap di bengkel produksi. 2. Agar proses produksi pada mesin sekrap bisa efektif maka desain tool

holder harus lebih lengkap dan inofatif.

46

DAFTAR PUSTAKA

Jutz, Herman and Eduard Scharkus, 1961, Westerman Table for the Metal, Wiley Estern Limited, New Delhi, India.

Khurmi, R.S dan J.K Gupta, 1984, A Text Book of Machine Design, Eurasia

Publishing House, New Delhi. Kurniawan, 2000, Perencanaan Peralatan Penepat Dasar, Politeknik

Manufaktur Bandung, Bandung. Rahbini dan Akhmad Faizin, 2000, Ilmu Kekuatan Bahan, Politeknik Negeri

Malang, Malang. Sato, G. Takhesi dan N. Sugiarto Hartanto, 1999, Menggambar Mesin, Pradnya

Paramita, Jakarta. Sukrisno, Umar, 1983, Bagian – Bagian Mesin dan Merencana, Erlangga,

Jakarta. Suyitno, 1995, Mekanika Teknik 2, Pusat Pendidikan Politeknik, Bandung.

Syamsuddin, Lukman, 1985, Manajemen Keuangan Perusahaan, Raja

Grafindo Persada, Jakarta.

Tabel Square Threads

Gambar kerusakan pada kontruksi baut

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

1. Nama : Panji Agus Setyono

2. Tempat, tanggal lahir : Tulungagung, 18 Agustus 1989

3. Alamat rumah : Perum. Bangau Putih H34

Kedungwaru, Tulungagung

4. Nomor Telepon : 085646313007

5. Email : [email protected]

6. Jenis Kelamin : Laki-laki

7. Status Perkawinan : Belum menikah

8. Agama : Islam

9. Kebangsaan : Indonesia

10. Hobi : Sepak Bola dan jalan-jalan

11. Latar Pendidikan :

a. Lulus dari SD Negeri Tertek 2 Tulungagung pada tahun 2001.

b. Lulus dari SMP Negeri 3 Tulungagung pada tahun 2004.

c. Lulus dari SMK Negeri 3 Boyolangu, Tulungagung pada tahun 2007.

d. Lulus dari Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Malang pada tahun 2010.

12. Keahlian :

a. Mengoperasikan computer :

• MS. Word

• Ms. Excel

• Ms. Powerpoint

b. Mengoperasikan Mesin :

• Drilling

• Turning

• Milling

• Grinding

c. Kemampuan mengelas

• SMAW

• OAW

• TIG

• MIG

13. Pelatihan Kerja :

a. PT. PJB UPHT Gresik

14. Pengalaman Organisasi dan Aktivitas Penunjang :

a. Angota Pasukan Anti Narkotika Politeknik Negeri Malang Tahun 2008/2009.

b. Angota Departemen Extern Badan Eksekutif Mahasiswa Tahun 2007/2008

c. Staf Ahli Departemen Pengabdian Masyarakat Badan Eksekutif Mahasiswa Tahun

2008/2009.

d. Mengikuti Penyuluhan Narkoba / HIV AIDS oleh Badan Narkotika Kota Malang dan

Dinas Kepemudaan Dan Olahraga Kota Malang di Hotel Trio Indah Malang Tahun

2009.

e. Mengikuti Kuliah Tamu Pengembangan Kepribadian di Politeknik Negeri Malang

Tahun 2008.

ta panji teknikmesin

Documents