PERANCANGAN ALAT PENCUCI SMALL COMPONENTspmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309233491_2017.pdf · iv Karya ilmia h i n i kupersembahkan khususnya kepada Allah SWT Orang tua t ercinta

PERANCANGAN ALAT PENCUCI SMALL COMPONENT

TUGAS AKHIR

ANGGREAWAN ACHMAD FARIS JURIN

140309233491

PROGRAM STUDI ALAT BERAT

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

2017

i

PERANCANGAN ALAT PENCUCI SMALL COMPONENT

TUGAS AKHIR

KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK

MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI POLITEKNIK

NEGERI BALIKPAPAN

ANGGREAWAN ACHMAD FARIS JURIN

140309233491

PROGRAM STUDI ALAT BERAT

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

2017

ii

iii

iv

Karya ilmiah ini kupersembahkan khususnya kepada

Allah SWT

Orang tua tercinta,

Junaidy Beddu dan Nur Indah Azizah

Kakak-kakakku yang kusayangi

Anggy Puspita Sari Jurin

Anggariawan Achmad Fathoni Jurin

Pembimbing Saya,

Drs. Syaeful Akbar, M.T

Patria Rahmawaty, S.Psi, M.MPd, Psikolog

Kelurga Besar

Rekan Seperjuangan OJT,

Riski Ardianto, Sandy Kurniawan, dan Abdul Karim

Rekan-rekan Mahasiswa TMAB Angkatan 2014

Terimakasih

v

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah

memberikan rahmat dan karunianya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas

Akhir ini. Pembuatan Tugas Akhir yang akan menjadi syarat kelulusan pada program

D3 atau sebuah pengajuan judul untuk Tugas Akhir yang akan di buat.

Dengan selesainya proposal Tugas Akhir ini tidak terlepas dari bantuan banyak

pihak. Untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih, kepada:

1. Bapak Ramli S.T., M.M. , selaku Direktur Politeknik Negeri Balikpapan.

2. Bapak Zulkifli, ST, M.T. , selaku Kepala Prodi Jurusan Teknik Mesin Alat Berat.

3. Bapak Drs. Syaeful Akbar, , M.T.selaku Dosen Pembimbing 1 atas bimbingan dan

saran-sarannya.

4. Ibu Patria Rahmawati, S.Psi, M.MPd, Psikolog selaku Dosen Pembimbing 2 atas

bimbingan dan saran-sarannya.

5. Seluruh Mahasiswa Politeknik Negeri Balikpapan terutama Jurusan Teknik Mesin

Alat Berat atas seluruh bantaunnya.

6. Kedua Orang Tua dan Saudara-Sudara ku Tercinta atas doa dan motivasinya.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari laporan ini, baik dari

materi maupun teknik penyajiannya. Mengingat kurangnya pengetahuan dan

pengalaman penulis, oleh karena itu kritik dan saran sangat penulis harapkan demi

kesempurnaan tugas akhir ini.

Balikpapan, 27 Agustus 2017

Anggreawan Achmad Faris Jurin

vii

ABSTRAK

Remanufacturing merupakan sebuah proses industry dimana produk yang terpakai

akan dikembalikan kondisinya sesuai standard penggunaan. Component yang masih

bisa digunakan akan dibersihkan, diproses ulang, dan ditempatkan dalam inventory.

Washing component merupakan salah satu kegiatan dalam proses remanufacturing.

Washing dilakukan setelah komponen dis-assembly untuk membersihkan komponen

atau sub komponen yang akan dilakukan measurement. Metode pencucian yang ada

menggunakan proses perendaman yang membutuhkan waktu yang cukup lama sekitar

4-6 jam. Sedangkan dalam proses overhaul telah memiliki keterbatasan waktu sesuai

dengan permintaan customer. Dalam Tugas Akhir ini akan membahas tentang

perancangan alat pencuci small component yang efisien dari segi waktu dengan

menggunakan metode penelitian pengembangan yng menggabungkan metode

perendaman dan penyemprotan chemical secara. Tahapan perancangan alat pencuci

small component ini dimulai dari merancang desain dengan menggunankan program

AutoCad, dan memperhitungkan perencanaan daya motor listrik, diameter poros,

rantai dan gear yang akan digunakan.

Kata kunci: Perancangan, Small component, Alat pencuci

viii

ABSTRACT

Remanufacturing is an industrial process where the product used will be returned to

condition according to standard usage. Usable components will be cleaned,

reprocessed, and placed in inventory. Washing component is one of the activities in

remanufacturing process. Washing is done after the component is dis-assembled to

clean the component or sub component that will be done measurement. From the

existing method using a soaking process that takes a long time of about 4-6 hours just

for the washing process. While in the process of overhaul has limited time in

accordance with customer demand. In this Final Project will discuss about designing

small component washers efficiently in terms of time compared to using research

development methods by combining methods of immersion and chemical spraying. In

the design of small component washers starting from designing the design to using

AutoCad program, taking into account the planning of electric motor power,

diameter of the shaft, chain and gear to be used.

Keywords: Designing, Small component, Washing machine

ix

DAFTAR ISI

Halaman

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

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. ii

SURAT PERNYATAAN................................................................................. iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... iv

DAFTAR ISI .................................................................................................... v

ABSTRAK ....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

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

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

1.3 Batasan Masalah......................................................................................... 2

1.4 Tujuan Penulisan ........................................................................................ 2

1.5 Manfaat Penulisan ...................................................................................... 2

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................ 2

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Perancangan ............................................................................. 3

2.2 Small component ........................................................................................ 3

2.2.1 Baut .................................................................................................. 3

2.2.2 Nuts .................................................................................................. 4

2.2.3 washer .............................................................................................. 5

2.2.4 Screw ................................................................................................ 6

2.2.5 Snap ring .......................................................................................... 7

x

2.2.6 Clamp ............................................................................................... 7

2.3 Overhaul ..................................................................................................... 8

2.4 Remanufacturing engine ............................................................................ 9

2.5 Poros ........................................................................................................... 11

2.5.1 Klasifikasi poros .............................................................................. 11

2.5.2 Perencanaan poros ........................................................................... 13

2.6 Gear dan Rantai ......................................................................................... 19

2.6.1 Keuntungan dan Kerugian menggunakan Rantai............................. 19

2.6.2 Perancanaan Rantai dan Gear .......................................................... 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian ........................................................................................... 24

3.2 Tempat Dan Waktu Penelitian ................................................................... 24

3.3 Teknik Pengumpulan Data ......................................................................... 24

3.3.1 Identifikasi Masalah ......................................................................... 24

3.4 Diagram Alir Metodelogi Penelitian .......................................................... 25

3.5 Prosedur kerja penelitian ............................................................................ 26

3.5.1 Perancangan alat .............................................................................. 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Permasalahan dalam Proses Pencucian small component .......................... 27

4.2 Pembahasan ................................................................................................ 28

4.2.1 perancangan ..................................................................................... 28

4.2.2 Cara kerja alat .................................................................................. 30

4.2.3 Perhitungan ...................................................................................... 30

4.2.3.1 Perhitungan daya pada poros ............................................... 30

4.2.3.2 Perhitungan diameter poros ................................................. 32

4.2.3.3 Perhitungan putaran gear ..................................................... 34

4.2.4 Pemililihan Bahan ............................................................................ 44

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 45

5.2 Saran ........................................................................................................... 45

xi

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 46

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Macam-macam Baut 4

Gambar 2.2 Macam-macam Nuts 5

Gambar 2.3 Macam-macam Washer 6

Gambar 2.4 Macam-macam Screw 6

Gambar 2.5 Macam-macam Snap ring 7

Gambar 2.6 Macam-macam Clamp 7

Gambar 2.7 Block Engine 8

Gambar 2.8 Poros Propeller 12

Gambar 2.9 poros roda gigi 12

Gambar 2.10 Poros Roda Kereta Api 13

Gambar 2.11 Faktor Konsentrasi Tegangan 𝛼 Untuk Pembebanan Puntir 18

Statis dari Suatu Poros Bulat dengan Alur Pasak Persegi

yang Diberi Fillet.

Gambar 2.12 Faktor Konsentrasi Tegangan 𝛽 untuk Pembebanan Puntir 18

Statis dari Suatu Poros Bulat dengan Pengecilan Diameter

yang Diberi Fillet.

Gam\bar 2.13 Gear dan Rantai 19

Gambar 4.1 Small component 27

Gambar 4.2 Rancangan alat pencuci small component 28

Gambar 4.3 Rancangan alat pencuci small component tampak atas 29

Gambar 4.4 Rancangan alat pencuci small component tampak samping 29

Gambar 4.5 Poros dan sekat pemisah 30

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Faktor-Faktor Koreksi Daya yang Akan Transmisikan, fc. 15

Tabel 2.2 Diameter Poros 17

Tabel 2.3 Perbandingan rasio terhadap jumlah teeth 20

Tabel 2.4 Hubungan antara rpm pinion dengan power 21

Tabel 2.5 Karakteristik roller chain berdasarkan IS 2403-1991 21

Tabel 2.6 Faktor safety untuk roller dan silent chains 22

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rekondisi merupakan kegiatan untuk mengembalikan kondisi suatu produk

menjadi seperti semula. Untuk merekondisi suatu mesin atau komponen alat berat

diperlukan kegiatan overhaul. Dalam melakukan kegiatan overhaul banyak proses

yang dilakukan dan menyita banyak waktu. Salah satunya adalah kegiatan washing

component.

Kegiatan washing component merupakan salah satu tahapan penting dalam

overhaul dan assembly komponen. Washing merupakan kegiatan yang dilakukan

setelah proses dis-assembly untuk mengahilangkan segala kotoran, seperti tanah yang

menempel, debu, tumpahan oli, grease dll.

Dari hasil kunjungan ke PT. Komatsu Remanufacturing Asia (KRA) Balikpapan

plant, mereka telah memiliki sebuah metode untuk mencuci small component.

Metodenya yaitu dengan proses perendaman di larutan chemical kemudian disemprot

dengan jet pump. Namun dari segi efisiensi waktu masih belum efektif karena

membutuhkan waktu sekitar 4-6 jam.

Pekerjaan mencuci small component sederhana, namun banyak menyita waktu.

Efisiensi waktu sangat dibutuhkan untuk meminimalisir lamanya proses perbaikan

komponen sementara dalam proses overhaul ataupun assembly dan dis-assembly

memiliki keterbatasan waktu sesuai kebutuhan customer.

Sebagai Mahasiswa Politeknik, Penulis ingin memberikan sebuah solusi bagi

industry dengan membuat rancangan alat agar proses pencucian small component

lebih efektif. Sehingga Penulis tertarik untuk membuat Perancangan alat pencuci

small component yang nantinya diharapkan dapat meminimalisir waktu pencucian

baut agar dapat lebih efisien.

2

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang ingin diungkapkan yaitu:

1. Bagaimana rancangan alat pencuci small component yang efektif?

2. Bagaimana perhitungan bahan yang akan digunakan untuk rancangan alat

pencuci small component?

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian adalah:

1. Tidak memperhitungkan chemical yang digunakan alat pencuci small

component

2. Rancangan alat pencuci small component belum dibuat, karena keterbatasan

waktu dan biaya

1.4 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Sebagai persyaratan untuk mendapatkan gelar ahli madya pada jurusan

Teknik Mesin Alat Berat Politeknik Negeti Balikpapan

2. Menghasilkan rancangan alat pencuci small component yang efisien dari segi

waktu

1.5 Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Dapat meminimalisir waktu pencucian small component

2. Mempercepat proses assembly

3

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Perancangan

Menurut Bin Ladjamudin (2005:9) Perancangan adalah tahapan perancangan

(design) memiliki tujuan khusus untuk mendesain sistem baru yang dapat

menyelesaikan masalah-masalah yang di hadapi perusahaan yang diperoleh dari

pemilihan alternative sistem yang terbaik.

Menurut Kusrini dkk (2007:79) Perancangan adalah tahapan proses

pengembangan spesifikasi sistem baru berdasarkan hasil rekomendasi analisa

sistem. Berdasarkan pengertian di atas penulis dapat menyimpulkan bahwa

perancangan adalah suatu proses untuk membuat dan mendesain sistem yang baru.

2.2 Small Component

2.2.1 Baut

Baut adalah fastener yang digunakan sebagai pengikat berpasangan dengan

nut. Bentuk lain baut adalah cap screw bila dalam pemakaian sebagai fasteners

berpasangan terhadap lubang ulir. Dengan demikian baut dan cap screw

dibedakan berdasarkan aplikasi pemakaiannya sebagai fastener. Berbagai macam

baut dan cap screw ditunjukan pada gambar berikut:

4

Gambar 2.1 Macam-macam Baut

Sumber: Basic Machine Element United Tractors

2.2.2. Nuts

Nuts merupakan fastener aplikasi pemakaian sebagai pengikat berpasangan

dengan baut. Nut berbentuk segi enam (Hexagon) atau segi empat dengan lubang

berulir kasar atau halus pada bagian tengahnya sesuai denganbaut pasangannya.

American Society For Testing Material (ASTM) dan Society of Automotive

Engineers (SAE) memberikan standarisasi untuk kelas kekuatan nuts. Metric nuts

yang biasa digunakan di USA klasifikasikan menjadi 5,9 dan 10. Angka ini

ditujukan kekuatan tarik (tensile strength) tertinggi dari screw atau baut yang

harus digunakan untuk mencegah kerusakan. Nut memiliki tiga dimensi penting

yaitu ketebalan lebar (ukuran kunci) dan diameter dalam. Gambar berikut

menunjukkan berbagai jenis bentuk nuts.

5

Gambar 2.2 Macam-macam Nuts


2.2.3 Washer

Washer merupakan cincin penutup yang dipergunakan antara baut ataupun

terhadapparts atau component yang diikat. Berdasarkan fungsinya washer terdapat

dalam beberapa bentuk.

a. Plain washer, mendistribusikan beban pengikat dengan permukaan yang lebih

luas dibanding baut atau nut, juga mencegah permukaan part yang diikat.

b. Helical spring washer digunakan untuk menjamin agar baut atau nut kencang

(tidak mudah kendor) pada parts atau component yang menerima getaran atau

vibrasi.

c. Toothed lock washer digunakan untuk menjamin agar baut atau nut tidak mudah

kendor akibat getaran atau vibrasi. Aplikasi penggunaannya mirip dengan

washer spring. Toothed lock washer ini banyak digunakan pada pemasangan

nut pada terminal kabel. Gambar berikut ini menunjukkan berbagai macam

jenis washer :

6

Gambar 2.3 Macam-macam Washer


2.2.4 Screw

Screw merupakan salah satu jenis fastener bentuknya hampir sama dengan

baut atau cap screw, tetap memiliki ukuran kecil sebagai pengencang screw

berpasangan dengan nut atau lubang tread. Driver yang digunakan sebagai

pengencang berupa screw driver, Kunci L atau socket screw driver. Pada gambar

2.5 menunjukkan berbagai jenis screw. Tapping screw digunakan untuk pengikat

pada panel cover yang terbuat dari sheet metal, aluminium, perunggu atau

kuningan.

Gambar 2.4 Macam-macam screw


7

2.2.5 Snap Ring

Snap ring merupakan pendukung yang berfungsi sebagai lock penempatan

posisi atau penahan (retainer), contoh menempatkan dan menahan posisi

shaft pada lubang. Macam - macam bentuk snap ring ditunjukkan pada gambar

berikut :

Gambar 2.5 Macam-macam Snap Ring


2.2.6 Clamp

Clamp yang digunakan untuk pengikat pada penyambungan hose ke pipa

logam. Clamp digunakan sebagai pengikat agar tidak terjadi kebocoran cairan atau

udara, clamp ini disebut hose clamp. Bentuk clamp lain yang digunakan adalah

wire rope clamp yang digunakan sebagai clamp untuk penyambungan wire rope.

Gambar berikut menunjukkan berbagai macam jenis clamp.

Gambar 2.6 Macam-macam Clamp


8

2.3 Overhaul

Schedule overhaul adalah jenis perawatan yang dilakukan dengan interval

tertentu sesuai dengan standard overhaul yang dikeluarkan oleh factory. Kegiatan

ini dilakukan untuk merekondisikan machine atau komponen dengan standard

factory. Interval waktu yang telah ditentukan dipengaruhi oleh kondisi yang

bervariatif seperti medan operasi, pelaksanaan periodic service, skill operator dan

lain sebagainya.

Pada pelaksanaannya, adakalanya terjadi sesuatu yang merubah jadwal overhaul.

Beberapa contoh dari overhaul adalah :

a. Engine top overhaul

b. Engine overhaul

c. Torque converter overhaul

d. Transmission overhaul Steering overhaul

e. Final Drive overhaul

f. General overhaul

g. Others

Gambar 2.7 Engine Block

Sumber: Basic Maintenance Course - Basic Maintenance United Tractors

Untuk penentuan kapan sebuah komponen akan dilakukan overhaul adalah dengan

menggunakan Hours Meter (HM), contoh untuk Engine pada 18.000 HM.

9

2.4 Remanufacturing Engine

Remanufacturing adalah sebuah proses industry dimana produk yang terpakai

akan dikembalikan kondisinya seperti semula. Melalui beberapa tahapan proses

industry dalam lingkungan pabrik, produk yang terpakai tersebut akan sepenuhnya

dibongkar (dis-assembled). Komponen yang masih bisa digunakan akan

dibersihkan, diproses ulang, dan ditempatkan dalam inventory. Kemudian, produk

yang baru akan dihasilkan dari proses penggabungan kembali dari komponen yang

lama. Performa produk remanufaktur tersebut akan sama bahkan terkadang lebih

baik dari produk yang baru diproduksi (Lund, 1983).

Adapun proses remanufacture yang dilalui engine dari awal sampai akhir di PT.

Komatsu Remanufacturing Asia adalah sebagai berikut:

a. Damage Core

Damage core adalah komponen masuk yang perlu dilkukan overhaul, oleh

karena lifetime yang sudah habis atauoun terjadinya premature atau

unscheduled.

b. Pre Washing

Dilakukan untuk menghilangkan segala kotoran, seperti tanah yang menempel,

debu, tumpahan oli, air pendingin (coolant), dan grease. Tujuan dari pre

washing sendiri selain pembersihan komponen juga untuk mendapatkan data

yang jelas dalam proses inspection sehingga masalah keretakan (crack),

goresan (scratch), penyok (dent) dan sebagainya dapat terlihat secara visual

dengan jelas. Sedangkan washing dilakukan setelah komponen dis-assembly

untuk membersihkan komponen atau sub komponoen yang akan dilakukan

measurement.

c. Dis-assembly

Dis-assembly adalah pekerjaan pembongkaran komponen menjadi sub-sub

komponen secara terpisah. Tujuan dari dis-assembly adalah untuk mendeteksi

kerusakan pada sub-sub komponen seperti: keausan (worn), kebengkokan

(bending), macet (jam), yang memungkinkan terjadi sehingga mengakibatkan

kerusakan yang lebih parah terhadap komponen yang lain. Dis-assembly

kerusakan komponen pada saat pembongkaran.

10

d. Part Inspection

Inspection adalah pekerjaan yang mutlak dilaksanakan dalma suatu proses

pekerjaan overhaul. Inspection dilakukan secara visual untuk mendapatkan

data tentang komponen dari kerusakan yang dapat dengan jelas terlihat.

e. Parts Recommendation

Recommended part dilakukan setelah didapatkan hasil dari inspection dan

measurement, maka akan menghasilkan data-data akurat yang akan digunakan

untuk melakukan rercommended part terhadap part yang rusak dan harus

diganti. Part order adalah pekerjaan menentukan dan meninta (order) jenis dan

jumlah part yang rusak, aus atau hilang sata pengoperasian dan dari data

inspection dan measurement.

f. Machining

Machining dilakukan untuk perbaikan part yang kondisinya rusak tetapi masih

bisa dipakai.

g. Washing

Washing dilakukan setelah komponen dis-assembly untuk membersihkan

komponen atau sub komponen yang akan dilakukan measurement. Sebelum

washing dilakukan, pastikan detergent atau pembersih yang dipakai tepat pada

part tersebut dan tidak membuat komponen atau part tersebut rusak atau

deformasi (berubah bentuk).

h. Part Kitting Preparation

Part kitting preparation adalah proses penyimpanan semua komponen yang

telah melalui banyak proses remanufacturing, sebelum dilakukan proses

assembly.

i. Assembly

Assembly dilakukan setelah part diorder dan semua part telah tersedia lengkap,

dan part tersebut sesuai yang telah kita hasilkan dari hasil dis-assembly,

inspection, dan measurement. Maka part tersebut dis-assembly kembali sesuai

yang ditunjukkan oleh langkah-langkah atau prosedur yang ditunjukkan oleh

shop manual dan penggunaan tool yang tepat.

11

j. Performance Test

Performance test merupakan testing dan adjusting yang dilaksanakan setelah

semua part dan sub komponen selesai dis-assembly secara lengkap dan

dilakukan pengujian, apakah komponen tersebut mencapai lifetime yang

ditentukan. Adjusting wajib dilakukan guna mendapatkan standard setting yang

telah ditentukan shop manual, guna mencapai performance yang optimal dan

sesuai dengan kondisi komponen dan factory. Testing dan adjusting ini dapat

dilakukan selama proses assembly dan pada test performance dilakukan test

bench atau diuji secara terpisah sub komponen tersebut.

k. Painting

Proses pengecatan terhadap hasil-hasil produksi yang telah selesai dilakukan

proses remanufacturing.

l. Quality Inspection

Suatu proses pemeriksaan untuk core yang sudah diproduksi dan sudah

dinyatakan final, bersama antara Supervisor dengan Quality assurance, dan

Marketing Personil.

m. Wrapping

Proses pengepakan dengna menggunakan bahan plastik dan dipanasi dengan

shrinking fast gun.

n. Ready to Use

Engine yang telah selesai diproses remanufacturing dan siap untuk digunakan.

2.5 Poros

Poros adalah suatu komponen mesin yang berputar yang berfungsi meneruskan

daya dari suatu tempat ke tempat lainnya. Putaran poros disebabkan oleh gaya

tangensial yang akan menghasilkan momen torsional.

2.5.1 Klasifikasi Poros

Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya

sebagai berikut:

12

a. Poros Transmisi

Poros tersebut mendapat beban punter murni atau punter dan

lentur. Daya ditransmisikan kepada poros ini melalaui kopling, roda

gigi, puli sabuk atau sprocket rantai dan lain-lain.

Gambar 2.8 Poros Propeller

Sumber: Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin Sularso dan K.

Suga

b. Poros spindel

Poros spindel merupakan poros transmisi yang relative pendek,

seperti poros utama mesin perkakas, dimana beban utamanya berupa

puntiran, disebut spindel.

Gambar 2.9 poros roda gigi


Suga

13

c. Poros gandar

Poros seperti yang dipasang antara roda-roda barang kereta barang,

dimana tidak mendapat beban punter, bahkan kadang-kadang tidak boleh

berputar, disebut gandar. Gandar ini hanya mendapat beban lentur,

kecuali digerakkan oleh penggerak mula dimana mengalami beban

puntir juga.Menurut bentuknya, poros dapat digolongkan atas poros

lurus umum, poros engkol sebagai poros utama dari mesin torak, dan

lain-lain. Poros luwes untuk teransmisi daya kecil agar terdapat

kebebasan dari perubahan arah, dan lain-lain.

Gambar 2.10 Poros Roda Kereta Api


Suga

2.5.2 Perencanaan Poros

Untuk merencanakan sebuah poros maka diperlukan hal-hal sebagai

berikut:

1. Kekuatan Poros

Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban

lentur (bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur.

Dalam perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya:

kelelahan, tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila

menggunakan poros bertangga ataupun penggunaan alur pasak pada poros

tersebut. Poros yang dirancang tersebut harus cukup aman untuk menahan

beban-beban tersebut.

14

2. Kekakuan Poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam

menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu

besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran

mesin (vibration) dan suara (noise).Oleh karena itu disamping

memperhatikan kekuatan poros, kekakuan poros juga harus diperhatikan

dan disesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya

dengan poros tersebut.

3. Putaran kritis.

Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran

(vibration) pada mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang

mempunyai jumlah putaran normal dengan putaran mesin yang

menimbulkan getaran yang tinggi disebut putaran kritis. Hal ini dapat

terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll. Selain itu, timbulnya

getaran yang tinggi dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan

bagian-bagian lainnya. Jadi dalam perancangan poros perlu

mempertimbangkan putaran kerja dari poros tersebut agar lebih rendah

dari putaran kritisnya,

4. Korosi.

Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida korosif

maka dapat mengakibatkan korosi pada poros tersebut, misalnya propeller

shaft pada pompa air. Oleh karena itu pemilihan bahan-bahan poros

(plastik) dari bahan yang tahan korosi perlu mendapat prioritas utama.

5. Material Poros.

Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat

pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses

pengerasan kulit (case hardening) sehingga tahan terhadap keausan.

Beberapa diantaranya adalah baja chrome nikel, baja chrome nikel

molebdenum, baja chrome, baja chrome molibden, dll. Sekalipun

demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan jika alasannya hanya

karena putaran tinggi dan pembebanan yang berat saja. Dengan demikian

perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis proses heat treatment yang

15

tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai. Pertama kali,

ambillah suatu kasus dimana daya P (kW) harus ditransmisikan dan

putaran poros n1 (rpm) diberikan.

Pd =c (kW )

Pd adalah daya rencana

Tabel 2.1 Faktor-Faktor Koreksi Daya yang Akan Transmisikan, fc.

Daya yang harus ditransmisikan fc

Daya rata-rata yang diperlukan

Daya maksimum yang diperlukan

Daya normal

1,2 – 2,0

0,8 – 1,2

1,0 – 1,5

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

𝑃𝑑 =(𝑇 1000 ) (2𝜋𝑛 1 60 )

102

Sehingga:

T = 9,74 ×105

𝑃𝑑

𝑛1

Bila momen puntir T dibebankan pada suatu diameter poros (ds)

(mm),maka tegangan geser τ (kg/mm2) yang terjadi adalah:

𝜏 =𝑇

(𝜋𝑑 𝑠3 16)

Tegangan geser yang diijinkan τa (kg/mm2) untuk pemakaian umum

pada poros dapat diperoleh dengan berbagai cara, salah satunya τa dihitung

atas dasar batas kelelahan puntir adalah 18% dari kekuatan tarik σB (sesuai

standar ASME).

Untuk harga 18% ini faktor keamanan diambil sebesar 1/0,18 = 5,6.

Harga 5,6 ini diambil untuk bahan SF dan 6,0 untuk bahan S-C dan baja

paduan. Faktor ini dinyatakan dengan Sf1.

16

Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi alur pasak

atau dibuat bertangga, karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar.

Pengaruh kekasaran permukaan juga harus diperhatikan. Faktor-faktor ini

dinyatakan dengan Sf2 dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0.

Dari hal-hal diatas maka besarnya τa dapat dihitung dengan:

a = σB / (Sf1 x Sf2)

Faktor Koreksi Momen Puntir, Kt (Standar ASME):

a. Kt = 1,0 jika beban dikenakan secara halus.

b. Kt = 1,0 – 1,5 jika terjadi sedikit tumbukan atau kejutan.

c. Kt = 1,5 – 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan

besar.

Meskipun dalam perkiraan sementara bahwa beban hanya puntiran

saja, perlu ditinjau pula apakah ada kemungkinan pemakaian dengan beban

lentur dimasa mendatang. Jika memang diperkirakan akan terjadi

pemakaian dengan beban lentur, maka dapat dipertimbangkan pemakaian

faktor Cb yang harganya 1,2 sampai 2,3. (Cb = 1,0 jika tidak ada beban

lentur).

Diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros ds (mm):

𝑑𝑠 = 5,1

𝜏𝛼 𝐾𝑡 𝐶𝑏𝑇

1 3

Diameter poros dapat dipilih dari tabel. Pada tempat dimana akan

dipasang bantalan gelinding, pilihlah suatu diameter yang lebih besar dari

harga yang cocok didalam tabel untuk menyesuaikannya dengan diameter

dalam dari bantalan.

Harga faktor konsentrasi tegangan untuk alur pasak α dan untuk poros

bertangga β dapat diperoleh dari diagram Peterson. Periksalah perhitungan

tegangan, mengingat diameter yang dipilih dari tabel lebih besar dari ds

yang diperoleh dari perhitungan. Bandingkan 𝛼 dan β , dan pilihlah yang

lebih besar.

Lakukan koreksi pada Sf2 yang dipilih sebelumnya untuk konsentrasi

tegangan, dengan mengambil τ. Sf/(σa2 atau β) sebagai tegangan yang

diijinkan yang dikoreksi. Bandingkan harga ini dengan τ.Cb.Kt dari

17

tegangan geser yang dihitung atas dasar poros tanpa alur pasak, faktor

lenturan Cb, dan faktor koreksi tumbukan Kt, dan tentukan masing-masing

harganya jika hasil yang terdahulu lebih besar, serta lakukan penyesuaian

jika lebih kecil.

Tabel 2.2 Diameter Poros

4

4,5

5

*5,6

6

*6,3

7

*7,1

8

9

10

11

*11,2

12

*12,5

14

(15)

16

(17)

18

19

20

22

*22,4

24

25

28

30

*31,5

32

35

*35,5

38

40

42

45

48

50

55

56

60

63

65

70

71

75

80

85

90

95

100

(105)

110

*112

120

125

130

140

150

160

170

180

190

200

220

*224

240

250

260

280

300

*315

320

340

*355

360

380

400

420

440

450

460

480

500

530

(satuan mm)

18

Keterangan: 1. Tanda (*) menyatakan bahwa bilangan yang bersangkutan dipilih

dari bilangan standar.

2. Bilangan dalam kurung hanya dipakai untuk bagian dimana akan

dipasang bantalan gelinding.

Gambar 2.11 Faktor Konsentrasi Tegangan 𝛼 Untuk Pembebanan Puntir Statis

dari Suatu Poros Bulat dengan Alur Pasak Persegi yang Diberi Fillet.

Sumber: Rumah Belajar, 2012

Gambar 2.12 Faktor Konsentrasi Tegangan 𝛽 untuk Pembebanan Puntir Statis dari

Suatu Poros Bulat dengan Pengecilan Diameter yang Diberi Fillet.

Sumber: Rumah Belajar, 2012

19

2.6 Gear dan Rantai

Rantai digunakan untuk mentransmisikan daya dimana jarak kedua poros

besar dan dikehendaki tidak terjadi slip. Dibandingkan dengan transmisi roda

gigi, rantai jauh lebih murah akan tetapi brisik serta kapasitas daya dan

kecepatanya lebih kecil.

Gambar 2.13 Gear dan Rantai

Sumber: www.scribd.com/doc/47730081/ELEMEN-MESIN-RANTAI

Rantai sebagian besar digunakan untuk mengirimkan gerakan dan daya

dari satu poros ke poros yang lain, seperti ketika jarak pusat antara poros

pendek seperti pada sepeda, sepeda motor, mesin pertanian, konveyor, dll dan

juga rantai mungkin dapat juga digunakan untuk jarak pusat yang panjang

(sampai 8 meter).

2.6.1 Keuntungan dan Kerugian dibandingkan dengan transmisi sabuk

Keuntungan:

1. Selama beroperasi tidak terjadi slip sehingga diperoleh rasio kecepatan

yang sempurna.

2. Karena rantai terbuat dari logam, maka ruang yang dibutuhkan lebih kecil

dari pada sabuk, dan dapat menghasilkan transmisi yang besar.

3. Memberikan efisiensi transmisi tinggi (sampai 98 persen).

4. Dapat dioperasikan pada suhu cukup tinggi maupun pada kondisi

atmosfer.

Kekurangan:

1. Biaya produksi rantai relatif tinggi.

2. Dibutuhkan pemeliharaan rantai dengan cermat dan akurat, terutama

pelumasan dan penyesuaian pada saat kendur.

3. Rantai memiliki kecepatan fluktuasi terutama saat terlalu meregang

20

2.6.2 Perencanaan Rantai dan Gear

1. Rasio Kecepatan

Kecepatan rasio rantai diberikan oleh :

Dimana ; N1 = Kecepatan putaran sprocket kecil (rpm),

N2 = Kecepatan putaran roda gigi yang lebih besar (rpm),

T1 = Jumlah gigi pada sprocket kecil, dan

T2 = Jumlah gigi pada sprocket yang lebih besar

2. Pilih jumlah minimum gigi pada sproket lebih kecil

Tabel 2.3 Perbandingan rasio terhadap jumlah teeth

3. Carilah jumlah gigi di sprocket yang lebih besar.

4. Tentukan design power dengan menggunakan service faktor

Service factor (KS) adalah produk dari berbagai faktor, seperti faktor

beban (K1), faktor pelumas (K2) dan faktor peringkat (K3). Nilai-nilai

faktor-faktor ini diambil sebagai berikut:

1. Faktor beban (K1) = 1, untuk beban konstan

= 1,25, untuk beban variabel dengan shock ringan

= 1,5, untuk beban shock berat

2. Faktor pelumasan (K2) = 0,8, untuk pelumasan terus menerus

= 1, untuk pelumasan drop (bs tetesan)

= 1,5, untuk pelumasan periodic

3. Rating faktor (K3) = 1, selama 8 jam per hari

21

= 1,25, selama 16 jam per hari

= 1,5, untuk kontinyu.

Dalam melakukan perancangan,

5. Pilih jenis rantai, jumlah alur untuk kekuatan desain dan rpm dari

sprocket yang kecil (pinion) pada Tabel 2.4

Tabel 2.4 Hubungan antara rpm pinion dengan power

6. Catat parameter rantai, seperti pitch, diameter roller, lebar minimum

roller dll dari Tabel 2.5

Tabel 2.5 Karakteristik roller chain berdasarkan IS 2403-1991

22

7. Cari diameter lingkaran pitch, dan pitch line velocity pada sprocket yang

kecil (pinion).

Kecepatan rata-rata rantai adalah :

Dimana,

8. Menentukan beban (W) pada rantai dengan menggunakan hubungan

berikut, yaitu

9. Hitunglah faktor keamanan dengan persamaan :

Tabel 2.6 Faktor safety untuk roller dan silent chains

Nilai ini faktor keamanan harus lebih besar dari nilai yang diberikan

dalam Tabel 2.6. Jarak minimum antar poros yang diperbolehkan yaitu

sebesar 30-50 kali dari besarnya pitch.

10. Memperbaiki jarak tengah antara sprockets.

Akibat terjadinya pemuluran pada rantai maka jarak antara gear dan

pinion harus dikurangi antara 2-5.

23

11. Tentukan panjang rantai.

Nilai K dicari dengan cara:

24

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian dalam tugas akhir ini adalah penelitian pengembangan,

yaitu perancangan sebuah alat pencuci small component yang

menggabungkan antara metode perendaman dengan penyemprotan chemical

secara besamaan.

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

Penulis melakukan perancangan alat pencuci small component pada

bulan April - Juni 2017.

3.3 Teknik Pengumpulan Data

A. Observasi dilakukan di Komatsu Remanufacturing Asia (KRA), untuk

memperoleh informasi tentang metode pencucian yang telah ada.

B. Dokumentasi pengumpulan data yang dilakukan penulis dengan

mengumpulkan data-data gambar/foto yang diambil oleh penulis saat

melakukan observasi di KRA dan pembuatan alat pencuci small

component.

C. Referensi sebagai rujukan tentang model rancangan alat pencuci small

component yang diambil dari berbagai video.

3.3.1 Identifikasi Masalah

Pada saat penulis melakukan kunjungan ke PT. Komatsu

Remanufacturing Asia, Balikpapan Plant penulis menemukan adanya proses

pekerjan yang cukup menyita waktu, yaitu saat proses perendaman komponen

yang menggunakan cairan chemical dengan waktu perendam 4-6 jam, dan

25

disemprot dengan jet pump. Lamaya proses pencucian komponen dapat

mempengaruhi waktu proses assembly.

3.4 Diagram Alir Metodelogi Penelitian

Selesai

Rancangan Alat

Mulai

Studi Lapangan

Studi Pustaka

Draft Rancangan

Alat

Perhitungan Bahan

Pemilihan Bahan

26

3.5 Prosedur Kerja Penelitian

3.5.1 Perancangan Alat

Dengan memperhatikan hasil observasi lapangan, dan referensi yang ada,

penulis membuat rancangan tool menggunakan software Autocad yang

disesuaikan dengan kondisi kerja yang ada untuk proses pencucian small

component yang lebih efisien dari segi waktu.

Langkah-langkah rancang bangun alat pencuci small component:

1. Melakukan studi lapangan untuk melihat kondisi dan kebutuhan industry.

2. Melakukan studi pustaka yang berguna untuk mencari referensi yang telah

ada.

3. Menggambar rancangan dengan benar dan sesuai, meliputi dimensi dan

ukuran dari alat tersebut.

4. Melakukan pemilihan bahan yang sesuai dengan alat yang akan dibuat.

5. Melakukan perhitungan bahan pada alat yang akan dibuat.

6. Melakukan pembahasan mengenai rancngan alat yang telah dibuat.

7. Selesai.

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Permasalahan dalam Proses Pencucian small component

Dari metode pencucian small component yang telah ada, dengan cara

perendaman di larutan chemical dan disemprot menggunakan jet pump, belum

efektif dari segi waktu. Proses pencucian small component membutuhkan waktu

4-6 jam.

Efektifitas waktu sangat diperlukan dalam proses overhaul karena setiap

prosesnya memiliki keterbatasan waktu sesuai dengan kebutuhan customer.

Meskipun pekerjaan pencucian cukup sederhana namun cukup menyita waktu

pada proses overhaul.

Gambar 4.1 small component

Sumber: Dokumentasi Pribadi

Untuk mengatasi hal tersebut, maka penulis akan merancang alat pencuci

small component, untuk mempermudah dan mempercepat proses pencucian

sehingga mengurangi waktu proses overhaul.

28

4.2 Pembahasan

4.2.1 Perancangan

Gambar 4.2 Rancangan mesin pencuci small component

Sumber: Pribadi

Keterangan:

1. Drum

2. Motor listrik

3. Gear

4. Roller chain

5. Pump

6. Stand

7. Pipa

8. Nozzle jet spryer

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

29

Gambar 4.3 Rancangan mesin pencuci small component tampak atas

Sumber: Pribadi

Gambar 4.4 Rancangan mesin pencuci small component tampak samping

Sumber: Pribadi

30

Gambar 4.5 Poros dan sekat pemisah

Sumber: Pribadi

4.2.2 Cara Kerja Alat

Saat motor listrik dihidupkan, maka putaran dari motor listrik akan memutar

gear dan rantai transmisi akan mereduksi putaran motor sesuai dengan

perbandingan rasio yang akan diteruskan menuju poros alat pencuci small

component. Poros tersebut akan berputar dan mengaduk small component di

dalam tabung. Saat poros berputar chemical akan bersirkulasi karena adanya

pompa yang menghisap dan menyemprotkan chemical.

4.2.3 Perhitungan

4.2.3.1 Perhitungan daya pada poros

Perhitungan daya pada poros dicari untuk dapat menentukan daya motor

yang diperlukan.

31

Jika, drum berkapasitas 200 liter

D tabung : 55 cm

t tabung : 87 cm

Maka, V tabung = π.r2.t

= 3,14.(27,5) 2

.87

= 206.592,375cm3

= 0,206 m3

Diasumsikan small component dan chemical clean strip mengisi setengah

dari kapasitas tabung

V tabung = 12 . 0,206

= 0,103 m3

Diasumsikan small component mengisi 60% dan chemical clean strip

40% dari setengah kapasitas tabung

V small component = 0,6. 0,103

= 0,061 m3

V clean strip = 0,4. 0,0103

= 0,041 m3

V pelat baja = 0,005. 0,85. 0,27

= 0,001 m3

m small component = V. ρ

= 0,061 m3. 7600 kg/m

3

= 463,6 kg

m clean strip = V. ρ

= 0,041 m3. 861,432 kg/m

3

= 35,318 kg

m pelat baja = V. ρ

= 0,001 m3. 7850 kg/m

3

= 7,85 kg

Karena menggunakan 3 pelat, maka m pelat: 23,55kg

32

Untuk mendapatkan berat small component di dalam chemical clean

strip, maka berlaku hukum Arcimedes.

W small component = m small component. g

= 463,6. 9,807

= 4546,525 N

Kemudian dicari gaya apung small component di dalam chemical:

Fa = ρ clean strip. V small component. g

= 861,432. 0,061. 9,807

= 515,331 N

Kemudian cari berat small component di dalam chemical:

Ws = W small component – Fa

= 4546,525 – 515,331

= 4031,194 N

Maka berat small component di dalam chemical clean strip adalah

4031,194 N

W pelat baja= m pelat baja. g

= 23,55. 9,807

= 230,954 N

W total = 4031,194 N + 230,954 N

= 4262,148N

4.2.3.2 Perhitungan diameter poros

Diketahui:

Motor (watt): 0,18 kw

n1= 1400 rpm

Penyelesaian:

1. P = 0,18 (kW), n (putaran) = 1400 (rpm)

2. Fc = 1,2

3. Pd = fc x P = 1,2 x 0,18 = 0,216 (kW)

4. T = 9,74 x 105 𝑃𝑑

𝑛1 = 9,74 x 10

5 x 0,216 /1400 = 150,274 (kg.mm)

5. S35C-D, 𝜎𝑏 = 58 𝑘𝑔 𝑚𝑚2 , 𝑠𝑓1 = 6,0 𝑠𝑓2 = 3,0

33

6. 𝜏𝛼 = 𝜎𝑏 𝑠𝑓1 x 𝑠𝑓2

𝜏𝛼 = 58 6,0 x 2,0 = 4,83 (𝑘𝑔 𝑚𝑚2)

7. Cb = 2,0 Kt = 1,5

8. ds = 5,1

𝜏𝛼 x 𝑐𝑏 x 𝑘𝑡 x T

= 5,1

4,83 x 2 x 1,5 x 150,274 1/3

= 7,792 mm (diameter poros = 8 mm)

9. Anggaplah diameter bagian yang menjadi tempat bantalan adalah = 10

(mm)

Jari-jari fillet = (d-ds)/2 = (10-8)/2 = 2/2 = 1 (mm)

Alur pasak 2 x 2 fillet 0,25 mm

10. Konsentrasi tegangan pada poros bertangga adalah:

r/ds = 1/8 = 0,125, d/ds = 10/8 = 1,25. 𝛽 = 1,3

Konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak adalah:

c/ds = 0,25/8 = 0,031, 𝛼 = 2,4. 𝛼 > 𝛽 (gunakan 𝛼)

11. 𝜏 =5,1 𝑇

𝑑𝑠3

𝜏 = 5,1 x 150,274 (8)3 = 𝟏, 𝟒𝟗 (𝒌𝒈 𝒎𝒎𝟐)

12. 𝜏𝛼 x 𝑠𝑓2 𝛼 = 4,83 x 3,0 2,4 = 𝟔, 𝟎𝟑𝟕 (𝒌𝒈 𝒎𝒎𝟐 )

𝜏 x 𝑐𝑏 x 𝐾𝑡 = 1,49 x 2 x 1,5 = 𝟒, 𝟒𝟕 𝒌𝒈 𝒎𝒎𝟐

𝝉𝜶. 𝒔𝒇𝟐 𝜶 > 𝜏. 𝑪𝒃. 𝑲𝒕

13. ds = 8 (mm)

S35C-D

Diameter poros: ∅8 x ∅10

Jari-jari fillet 0,25 (mm)

Pasak: 2 x 2

Alur pasak 2 x 1 x 0,25

34

4.2.3.3 Perhitungan putaran gear

Pada perancangan alat pencuci small component ini menggunakan

penggerak gear dan rantai.

1. Putaran poros penggerak

Tentukan perbandingan kecepatan dari drive rantai.

P motor = 0,18 kw

V motor = 220 V AC

rpm motor (N1) = 1400 rpm

rpm yang diperlukan (N2) = 20 rpm

Karena input rpm motor tinggi dari rpm yang diperlukan adalah 20 rpm,

dan perbandingan rasio tertinggi berdasarkan tabel dengan jumlah teeth

adalah 1:6, maka input rpm akan direduksi dengan rantai secara beringkat

yaitu 1:4, 1:6, dan 1:2

VR= 𝑁1

𝑁2=

1400

350= 4

2. Pilih jumlah minimum gigi pada sprocket lebih kecil (pinion)

Untuk rantai roller 1, jumlah gigi untuk sprocket yang kecil (pinion) T1

untuk kecepatan rasio 4 adalah 23.

3. Mencari jumlah gigi di sprocket yang lebih besar.

Sehingga jumlah gigi pada sprocket yang besar (gear) T2 adalah :

T2 = T1×𝑁1

𝑁2

35

= 23×1400

350

= 92

4. Menentukan design power dengan menggunakan service factor

Asumsinya :

Faktor beban (K1) = 1,5 (variabel beban dengan shock berat)

Faktor pelumasan (K2) = 1,5 ( untuk pelumasan periodic)

Faktor peringkat (K3) = 1,25 (16 jam per hari)

Sehingga:

Service factor, Ks= K1. K2. K3

= 1,5 . 1,5 . 1,25

= 2,8125

Design power = 0,18 × 2,8125

= 0,506 kW

5. Memilih jenis rantai, jumlah alur untuk kekuatan desain dan rpm dari


Dari Tabel, kita temukan bahwa yang sesuai dengan kecepatan pinion

yaitu 1400 rpm, daya yang ditransmisikan untuk rantai No 6 adalah 2,73

kW per untai.

6. Mencatat parameter rantai, seperti pitch, diameter roller, lebar minimum


pitch (p) = 9,525 mm

diameter max (d1) = 6,35 mm

Breaking load (WB) = 8,9 kN

7. Mencari diameter lingkaran pitch, dan pitch line velocity pada sprocket

yang kecil (pinion).

Diameter lingkaran pitch untuk pinion :

d1= p cosec 180

𝑇₁

= 9,525. cosec 180

23

36

= 9,525. 7,353

= 70,036 mm

= 0,07 m

Diameter lingkaran pitch untuk gear :

d2= p cosec 180

𝑇₂

= 9,525 cosec 180

92

= 9,525. 29,411

= 280,14 mm

= 0,28 m

Pitch line velocity untuk pinion :

V1= .𝑑1.𝑁1

60

= .0,07.1400

60

= 5,128 m/s

8. Menentukan beban (W) pada rantai

W= 𝑅𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑝𝑜𝑤𝑒𝑟

𝑃𝑖𝑡𝑐 𝑕 𝑙𝑖𝑛𝑒 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑡𝑦

W= 0,18

5,128

= 0,035 kN

= 35N

9. Mengitung faktor keamanan

Factor of safety = 𝑊𝐵

𝑊 =

8,9×103

35 = 254,285

Faktor keamanan yang diijinkan jika dilihat dari tabel 2.6 adalah 12,45

(aman) Nilai faktor keamanan harus lebih besar dari nilai yang diberikan

dalam Tabel 4.2.

Jarak minimum antar poros yang diperbolehkan yaitu sebesar 30-50 kali

dari besarnya pitch. Jika kita ambil 30 kali maka :

= 30p = 30. 9,525 = 285,75 mm

37



pinion harus dikurangi antara 2-5. Jika kita ambil 4 maka :

x = 285,75 - 4

= 281,75 mm

11. Menentukan panjang rantai.

L= K.p

Maka:

K= 𝑇₁+𝑇₂

2+ 2𝑥

𝑝+

𝑇₂−𝑇₁2

2 𝑝

𝑥

= 23+92

2+

2.281,75

9,525+

92−23

2.3,14

2 9,525

281,75

= 115

2+

563,5

9,525+

69

6,28

2

0,033

= 57,5 + 59,1 + 120,72 × 0,033

= 120,583

L= K. p

= 120,583 × 9,525

= 1.148,553 mm

= 1,148m

38

1. Putran poros penggerak 2

VR= 𝑁1

𝑁2=

350

58,33= 6





Sehingga jumlah gigi pada sprocket yang besar (gear) T2 adalah :

T2 = T1×𝑁1

𝑁2

= 23×350

58,33

= 102



= 1,5 . 1,5 . 1,25

= 2,8125

Design power = 0,18 × 2,8125

= 0,506 kW





kW per untai.






39




d1= p cosec 180

𝑇₁

= 9,525. cosec 180

17

= 9,525. 5,464

= 52,044 mm

= 0,05 m


d2= p cosec 180

𝑇₂

= 9,525 cosec 180

102

= 9,525. 32,258

= 307,257 mm

= 0,30 m


V1= .𝑑1.𝑁1

60

= . 0,05. 350

60

= 0,915 m/s




W= 0,18

0,915

= 0,196 kN

= 196N



𝑊 =

8,9×103

196 = 45,408.

40



= 30p = 30. 9,525 = 285,75 mm




x = 285,75 - 4

= 281,75 mm


L= K.p

Maka:

K= 𝑇₁+𝑇₂

2+ 2𝑥

𝑝+

𝑇₂−𝑇₁2

2 𝑝

𝑥

= 17+102

2+

2.281,75

9,525+

102−17

2.3,14

2 9,525

281,75

= 119

2+

563,5

9,525+

85

6,28

20,033

= 59,5 + 59,1 + 183,197 × 0,033

= 124,645

L= K. p

= 124,645 × 9,525

= 1.187,243 mm

= 1,187m

41

1. Putaran poros penggerak 3

VR= 𝑁1

𝑁2=

58,33

20= 3





sehingga jumlah gigi pada sprocket yang besar (gear) T2 adalah :

T2 = T1×𝑁1

𝑁2

= 23×58,33

20

= 69



= 1,5 . 1,5 . 1,25

= 2,8125

Design power = 0,18 × 2,8125

= 0,506 kW





kW per untai.






42




d1= p cosec 180

23

= 9,525. cosec 180

25

= 9,525. 8

= 76,2 mm

= 0,076 m


d2= p cosec 180

𝑇₂

= 9,525 cosec 180

69

= 9,525. 22,222

= 211,664 mm

= 0,211 m


V1= .𝑑1.𝑁1

60

= . 0,076. 20

60

= 0,079 m/s




W= 0,18

0,079

= 2,278 kN

= 2.278



𝑊 =

8,9×103

2.278 = 3,906

43



= 30p = 30. 9,525 = 285,75 mm




x = 285,75 - 4

= 281,75 mm


L= K.p

Maka:

K= 𝑇₁+𝑇₂

2+ 2𝑥

𝑝+

𝑇₂−𝑇₁2

2 𝑝

𝑥

= 25+69

2+

2.281,75

9,525+

69−25

2.3,14

2 9,525

281,75

= 94

2+

563,5

9,525+

44

6,28

20,033

= 47 + 59,1 + 49,089 × 0,033

= 107,72

L= K. p

= 107,72 × 9,525

= 1.026,033 mm

= 1,026m

44

4.2.4 Pemilihan bahan

1. Drum Stainless steel

Banyak media yang dapat menjadi penyebab korosi, seperti halnya

udara, cairan/ larutan yang bersifat asam/basa, gas-gas proses (misal gas

asap hasil buangan ruang bakar atau reaksi kimia lainnya), logam yang

berlainan jenis dan saling berhubungan dan sebagainya. Penggunaan

Stainless steel untuk menghindari kemungkinan terjadinya korosi yang

disebabkan dari small component yang korosi bensentuhan dengan drum

bagian dalam, ataupun pengaruh dari luar drum yang dapat disebabkan

oleh lingkungan.

2. Hose PPR-20

Hose PPR digunakan karena memiliki ketahanan pressure 10-20 bar,

fleksibel, dan tahan terhadap korosi dan larutan kimia.

3.Motor listrik

Penggunaan motor listik dengan daya ¼ HP didaptkan dari proses

perhitungan perencaan motor, dan yang umum di pasaran memiliki 1400

rpm.

4. Poros

Penggunaan poros dengan diameter 8 mm dengan bahan S35C-D di

didapatkan dari proses perhitungan perencanaan poros

5. Rantai dan gear

Untuk tingkat pertama menggunakan gear dengan perbandingan 1:4,

gear T1 diameter 0,07 m dengan 23 gigi dan gear T2 diameter 0,28m

dengan gigi 92, yang dihubungkan rantai dengan panjang 1,148 m.

Untuk tingkat kedua menggunakan gear dengan perbandingan 1:6,


dengan gigi 102, yang dihubungkan rantai dengan panjang 1,187 m.

Untuk tingkat ketiga menggunakan gear dengan perbandingan 1:3,


dengan gigi 69, yang dihubungkan rantai dengan panjang 1,026

45

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan perhitungan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Perancangan alat pencuci small component menggunakan drum volume 200

liter. Adapun hasil perhitungan yang didapat dalah:

a. Perancangan alat menggunakan motor ¼ HP / 1400 rpm.

b. Bedaasarkan perhitungan diameter poros yang digunakan adalah 8 mm

dengan bahan S35C-D.

c. Sebagai penggerak poros putar menggunakan perbandingan gear 1:4, 1:6,

1:2.

2. Metode alat mengunakan teknik perendaman, dan penyemprotan chemical

yang diharapkan dapat meningkatkan efektifitas proses washing.

5.2 Saran

Penulis menyarankan sebagai berikut:

Penulis belum membuat alat pencuci small component, bagi mahasiswa yang

beminat untuk membuatnya diperkenankan untuk menggunakan hasil

perhitungan bahan atau model rancangan.

46

DAFTAR PUSTAKA

Komatsu Remanufacturing Asia PT 2012. Basic disassembly engine : Learning

Inovation & Development Departement

Sularso dan K. Suga., 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin.

Pradya Paramitha, Jakarta

United Tractors, 2011, Basic Machine Element, Technical Training Department.

Penerbit PT. UNITED TRACTORS Tbk.

United Tractors, 2011. Basic Maintenance, Technical Training Department.

Penerbit PT. UNITED TRACTORS Tbk.

www.academia.edu/6924103/Beban_Puntir

www.academia.edu/9308770/Pengertian_perancangan_menurut_bin_Ladjamudin

www.scribd.com/doc/47730081/ELEMEN-MESIN-RANTAI

http://www.academia.edu/6924103/Beban_Puntir

Documents

PERANCANGAN ALAT PENCUCI SMALL COMPONENTspmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309233491_2017.pdf · iv Karya ilmia h i n i kupersembahkan khususnya kepada Allah SWT Orang tua t ercinta