DESAIN ALAT PEMOTONG PELAT STRIPKAPASITAS 13x9 mm

LAPORAN

Untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Desain MesinTahun 2010/2011 yang diampu oleh Akhmad Faizin DIPL. ING. HTL, M.T.

OlehMuhammad Abdis Salam

NIM 0831210130

KONSENTRASI DESAINJURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI MALANGMALANG

2010

1. Kerangka Kerja Desain Alat Pemotong Pelat Strip

Dalam mendesain alat pemotong pelat strip ini harus melewati beberapa

tahapan sehingga desain alat pemotong pelat dapat tercapai dan selesai pada waktu

yang telah ditentukan. Adapun tahapan-tahapan dalam mendesain alat pemotong

pelat strip ini ditunjukkan pada diagram alir (flowchart) berikut ini :

Gambar 1 : Diagram Alir Desain Alat Pemotong Pelat Strip

Dengan memperhatikan bagan di atas, maka seluruh rangakaian kerja untuk

mendesain alat pemotong pelat strip harus melalui setiap tahapan sesuai dengan

rencana yang telah ditentukan. Hal tersebut dilakukan agar mendapat efisiensi waktu

dalam proses mendesain dan secara sistematis proses mendesain dapat berjalan

dengan baik.

2. Konsep Desain Alat Pemotong Pelat Strip

Alat pemotong pelat strip adalah suatu alat yang digunakan untuk memotong

pelat jenis pelat strip secara manual dengan bantuan tenaga manusia secara

mekanis untuk mendapatkan hasil pemotongan. Prinsip kerja dari alat pemotong

pelat strip menggunakan seperti pada pembebanan pada gaya geser langsung, yang

menyebabkan jika suatu konstruksi menerima beban geser yang besar, maka suatu

konstruksi akan patah pada bagian yang menahan beban geser yang besar tersebut.

Berdasarkan studi literatur dan tinjauan pustaka yang telah dilakuakan, maka

didapatkan konsep desain alat pemotong pelat strip kapasitas 15x9 mm seperti pada

gambar berikut :

Gambar 2.1 : Sket Alat Pemotong Pelat Strip

Ketarangan gambar :

1. Body

2. Tuas

3. Poros Penggerak

4. Landasan

5. Stoper

6. Poros berulir

7. Pisau bawah

8. Pisau atas

9. Penahan dudukan pisau atas

10.Penahan poros

11.Dudukan pisau atas

Prinsip kerja dari alat pemotong pelat strip sesuai dengan studi literatur yang

telah dilakukan, maka prinsip kerja pemotongan pelat strip dengan menggunakan

prinsip kerja pada gaya geser langsung, yang mana besarnya gaya geser langsung

yang terjadi HARUS lebih besar dari tegangan ultimate pada jenis material yang

akan dipotong. Berikut ini gambar proses pemotongan pelat strip menggunakan alat

pemotong pelat strip:

Gambar 2.2 : Prinsip pemotongan pelat

3. Desain Komponen Alat Pemotong Pelat Strip

a) Desain Body

Body merupakan salah satu komponen utama pada alat pemotong pelat strip.

Bagian ini berfungsi sebagai tempat melekatnya komponen-komponen yang lain

sehingga bagian ini sangat diperlukan. Dengan adanya body, maka suatu konstruksi

dapat berdiri ataupun dapat berfungsi sebagaimana seperti yang diinginkan. Beriktu

ini adalah gambar desain tiga dimensi yang akan dibuat gambar kerjanya :

Gambar 3.1 : Sket komponen body

b) Desain Tuas

Desain komponen dari tuas pada alat ini yang berfungsi sebagai pereduksi

gaya yang dibutuhkan pada saat pemotongan. Karena pada proses pemotongan

pelat dibutuhkan gaya yang cukup besar untuk menghasilkan gaya geser yang

besar. Adapun desain komponen tiga dimensi dari tuas sebagai berikut :

Gambar 3.2 : Sket desain komponen tuas (mur tuas dan tuas)

c) Desain Poros Penggerak

Salah satu komponen yang juga berfungsi untuk menggerakkan pisau

pemotong pelat ini yaitu poros penggerak. Komponen ini didesain sedemikian rupa

seperti prinsip kerja poros engkol pada konstruksi mesin motor bakar yang

menggunakan piston. Perbedaannya pada putarannya yang tidak melebihi 360o.

Karena hanya untuk menghasilkan langkah (stroke) pada pisau pemotong dan tuas

tidak perlu diputar terlalu banyak.

Gambar 3.3 : Sket desain komponen poros penggerak

d) Desain Landasan

e) Desain Stoper

f) Desain Poros Berulir

g) Desain Pisau Bawah

h) Desain Pisau Atas

i) Desain Penahan Dudukan Pisau Atas

j) Desain Penahan Poros

k) Desain Dudukan Pisau Atas

Pemeriksaan kekuatan Alat pemotong pelat setrip

Kapasitas Pelat maksimum : 13x9 mm

Bahan pelat : St 37 (37 kg/mm2)

Dengan mencari :

a) Gaya yang dibutuhkan untuk pemotongan (Fpotong)

b) Panjang tuas (diketahui Gaya tangan = 15 kg)

a) Perhitungan Gaya Untuk Proses Pemotongan

Diketahui :

Bahan pelat/benda kerja St 37 (σ ultimate = 37 kg/mm2)

Dimana untuk pemotongan pelat dengan gaya geser (0.8 x σ ultimate)

A = 13 x 9 = 117 mm2

Ditanyakan :

Gaya yang dibutuhkan untuk memotong pelat ?

Jawaban :

τ geser = F/A

F = τ geser x A

F = (0.8 x 37 kg/mm2) x 117 mm2

F = 3463.2 kg

Jadi gaya potong (F potong) yang dibutuhkan adalah

F potong = 3463.2 kg

b) Perhitungan panjang tuas

Diketahui :

F tangan = 15 kg

Ditanyakan :

Panjang tuas =?

Jawab : dengan persamaan momen berikut, maka dapat dihitung panjang tuas

minimal jika Ftangan 15 kg

F potong x R = Ftangan x Ltuas

3463.2 x 10 = 15 x Ltuas

34632 = 15 Ltuas

Ltuas = 34632/15

Ltuas = 2308 mm

Ltuas = 2.3 m

Perhitungan kekuatan pada tuas

a) σb = Mb/Wbσb = F x L/(π/32) D3

σb = 15 x 2300/(π/32) 153

σb = 104 kg/mm2

b) τ g = F/A

τ g = 15/(π/4) 152

α

3

46

τ g =0.08 kg/mm2

tegangan kombinasi

σkom = 0.5 x σb + 0.5 √σ2+4 x τ2

σkom = 0.5 x 104 + 0.5 √1042+4 x0.082

σkom = 104 kg/mm2

Perhitungan pada pin

diketahui

D pin = 8 mm

F potong = 3463.2 kg

Ditanyakan = tegangan geser

Jawab

τ g = F/A

τ g = 3463.2/2(π/4) 82

τ g = 34.5 kg/mm2

Perhitungan shear angel ( Sudut Potong )

Tan α = tebal pelatpanjang pisau

= 346

= 0,06

α = tan-1 0,0.06

= 3o