PERANCANGAN MESIN PRESS HIDROLIK KAPASITAS 80 TON TUGAS AKHIR Diajukan Kepada :
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin
Oleh: Inu Fadhlul Ghaniy 201110120311025
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2016
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirrahiim
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala rahmat, taufik dan hidayahNya yang selalu diimpahkan kepada kita tanpa pernah terputus. Shalawat dan salam kita panjatkan kepada Junjungan Nabi Besar Muhammad SAW sebagai Nabi dan Rasul akhir zaman yang membimbing kita agar kelak diakui menjadi hamba Allah SWT. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis memberikan judul Perancangan “
Mesin Press Hidrolik Kapasitas 80 Ton . Tugas akhir ini dibuat dengan tujuan ”
sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi material maupun spiritual dan karenanya penyusun mengucapkan terima kasih kepada : 1. Keluarga penulis yang selalu mensupport kuliah selama ini, Bapak Mochammad Mustaifur, Ibu Surtini, Desy N. S.T Afiyah, Vidi Haniyf Nafi’u dan Adinda Aprilia Maisyatul Afifah yang tidak henti-hentinya memberikan dorongan motivasi kepada penulis 2. Bapak Drs. Fauzan, M.Pd. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang. 3. Bapak Ir. Sudarman, M.T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 4. Bapak Ir. Daryono, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang, 5. Bapak Ir. Eko Hariyadi, M.T selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan ilmunya, pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir ini. 6. Bapak Ir. Herry Supriyanto, MT selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan ilmunya,dan sabar selama membimbing skripsi ini. 7. Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat perkuliahan.
8. Sahabat MALVES PREDATOR (Hafid Rudi and Predator Crew) dan semua saudara DIMPA UMM, yang selalu mengajarkan arti dari persahabatan. 9. Teman-teman mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang, sahabat terbaik JIBRIEL(Ammar S, M. Lukman S, M. Zainul Mukhlis N, K. Aliem, Deni C, Erik F.A, Alfa Bolot W dan Keluarga Kontrakan Gg. Malboro) serta temanteman jurusan Teknik Mesin yang dengan sangat terbuka, baik dan ramah dalam menerima kehadiran kami selama ini. Baik pada saat mengikuti kegiatan perkuliahan di kelas, maupun dalam pergaulan sehari-hari. Harapan penulis semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat baik diri pribadi ataupun orang lain dan semoga kebaikan Bapak, Ibu, dan rekan – rekan semuanya mendapatkan balasan terbaik dari Allah SWT. Aamiin
Malang, 29 Juli 2016
Inu Fadhlul Ghaniy
DAFTAR ISI
Halaman LEMBAR JUDUL ......................................................................................
i
POSTER .....................................................................................................
ii
....................................................................... LEMBAR PENGESAHAN
iii
LEMBAR ASISTENSI ..............................................................................
iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT.......................
vi
ABSTRAKS................................................................................................
vii
KATA PENGANTAR ................................................................................
ix
DAFTAR ISI ...............................................................................................
xi
DAFTAR TABEL.......................................................................................
xiii
.................................................................................. DAFTAR GAMBAR
iv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang ......................................................................
1
1.2 RumusanMasalah .................................................................
2
1.3 TujuanPenulisan ...................................................................
3
1.4 ManfaatPenulisan.................................................................
3
1.5 BatasanMasalah....................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin Press Hidrolik............................................................
5
2.2 Spesifikasi Mesin Press Hidrolik...................................... ...
7
2.3 Komponen-Komponen Utama .............................................
8
2.4 Tegangan Tarik........... .........................................................
11
2.5 Tegangan Tekan.... ...............................................................
11
2.6 Tegangan Geser........................................................ ............
12
2.7 Tegangan Bending...................................... .........................
13
2.8 Diagram Tegangan Regangan ..............................................
14
2.9 Sambungan Mur dan Baut....................................................
16
2.10 Faktor Keamanan.... .............................................................
17
2.11 Perhitungan Biaya Bahan Baku...........................................
21
2.12 Perhitungan Kekuatan Kontruksi...................................... ...
20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Perancangan Mesin Press ..............................
23
3.2 Pembuatan Sket / Desain Awal ............................................
25
3.3 Membuat Skema Gambar Kerja Mesin Press ......................
25
3.4 Cara Kerja Mesin Press Hidrolik .........................................
26
3.5 Perhitungan Laju Aliran Massa Fluida Pada Sistem Mesin Press ..........................................................................
27
3.6 Perhitungan dan Pembahasan Yang Akan Dilakukan..........
27
3.7 Pembuatan Desain Gambar ..................................................
29
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
BAB V
4.1 Perhitungan Pada Sistem Hidrolik........................................
30
4.2 Desain Rangka Mesin Press .................................................
36
4.3 Analisa Sambungan Las .......................................................
44
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ...........................................................................
46
5.2 Saran ....................................................................................
48
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
: Spesifikasi Motor Listrik ………………........................................ 10
Tabel 2.2
: Faktor Keamanan …………………................................................ 19
Tabel 4.1
: Selection And Specification Toshiba Electric Motor Catalogue ..... 35
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
: Mesin Press Plastik Manual ........................................................ ... 6
Gambar 2.2
: Mesin Press Mekanik ................................................................
6
Gambar 2.3
: Mesin Press Hidrolik ................................................................
7
Gambar 2.4
: Aktuator ...................................................................................
8
Gambar 2.5
: Roda Gigi ...................................…...........................................
9
Gambar 2.6
: Motor Listrik ..............................................................................
9
Gambar 2.7
: Tegangan Tekan Pada Batang .......................................................
11
Gambar 2.8
: Tegangan Tekan Pada Batang ......................................................
11
Gambar 2.9
: Tegangan Geser Pada Paku Keling ................................................. 12
Gambar 2.10 : Tegangan Bending .......................................................................... 13 Gambar 2.11 : Diagram Tegangan Regangan ......................................................... 15 16 Gambar 2.12 : Simbol Mur Dan Baut ..................................................................... Gambar 2.13 : Tipe dan Spesifikasi Motor Pompa ................................................ 21 Gambar 3.1
: Diagram Alir Proses Desain ............................................................ 24
Gambar 3.2
: Sket Rangka Mesin Press idrolik ..................................................... 25
Gambar 3.3 Gambar 4.1
: Skema Sistem Hidrolik .................................................................... 26 : Sistem Hidrolik ................................................................................ 30 : Sket Pembebanan Plat Atas ……………......................................... 37 : Sket Pembebanan Plat Penyangga …............................................... 39 : Sket Pembebanan Landasan ............................................................ 40 : Sket Rangka Mesin Press Hidrolik Kapasitas 80 Ton ..................... 46
Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.1 Gambar 5.1
DAFTAR LAMPIRAN
1. Gambar Kerja Perancangan Mesin Press Hidrolik Kapasitas 80 Ton 2. Gambar Kerja Perancangan Sistem Hidrolik Kapasitas 80 Ton 3. Gambar Kerja Perancangan Rangka Hidrolik Kapasitas 80 Ton 4. Riwayat Hidup 5. Surat Persetujuan Dosen 6. Kartu Peserta Seminar Tugas Akhir 7. Berita Acara Bimbingan Tugas Akhir 1 8. Berita Acara Bimbingan Tugas Akhir 2 9. Seminar Hasil Tugas Akhir 10. Lembar Paraf List Naskah Ujian Tugas Akhir 11. Pengumuman Hasil Ujian Tugas Akhir 12. Berita Acara Revisi Ujian Skripsi Tingkat Sarjana 13. Power Point Perancangan Rangka Hidrolik Kapasitas 80 Ton 14. Jurnal Perancangan Rangka Hidrolik Kapasitas 80 Ton
DAFTAR PUSTAKA
AchmadZainun. (1999). ElemenMesin I. Bandung: PT. RefikaAditama. Ak Steel Corporation. (2007). 316/316l Stainless Stell Catalogue. West Chester, America. Lonne Drive Technology. (2013). V- Belts And V- Belt Pulleys Lonne Catalogue. Uk. Nbc Group Ltd. (2011). Tapered Bore & Solid Hub V-Belt Pulleys Catalogue.Uk. Suhariyanto. 2006. ElemenMesin I. Surabaya. InstitutTeknologiSepuluhNopember Sularso, KiyokatsuSuga (1987). DasarPerencanaan Dan PemilihanElemenMesin. Jakarta: PT. PradnyaParamita. Toshiba International Corporation. (2013). 2013 motors catalogue low and medium voltage.www.toshiba.com/motors Wikipedia.(20 Oktober 2014).Daya.https://id.wikipedia.org/wiki/daya. Accesed 27 September 2015. Wikipedia.(20 Desember 2015).Massa Jenis.https://id.wikipedia.org/wiki/massa_jenis. Accesed 15 September 2015. Wikipedia. (12 September 2014). Torsi.Https://Id.Wikipedia.Org/Wiki/Torsi. Accesed 20 September 2015.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Perkembangan infrastruktur dan industri otomotif pada saat ini telah menyebabkan dampak yang cukup besar dalam kebutuhan masyarakat. Dalam hal ini masyarakat yang terjun di bidang otomotif di tuntut untuk memiliki mobilitas yang tinggi pada setiap aktifitas dalam keseharianya. Oleh karena itu dunia industri otomotif serta material dituntut untuk memenuhi kebutuhan masyarakat yang kini semakin meningkat. Salah satu fasilitas pendukung untuk menunjang perindustrian tersebut adalah mesin press hidrolik. Hidrolika merupakan sebuah cabang dari ilmu perihal yang meneliti arus zat cair melalui pipa-pipa dan pembuluh-pembuluh tertutup, maupun dalam kanal terbuka dan sungai-sungai. Kata hidrolik berasal dari kata “hudor”
(Bahasa Yunani) yang berarti air. Didalam teknik hidrolika:
pergerakan-pergerakan,
pengaturan-pengaturan,
dan
pengendalian-
pengendalian, dimana berbagai gaya kita dan gerakan kita peroleh dengan bantuan tekanan suatu zat cair (air, minyak atau gliserin). Dengan ini sistem hidrolik banyak dipakai dalam berbagai macam industri makanan, industri minuman, industri permesinan, industri otomotif, hingga industri pembuatan robot. Sehingga pengetahuan tentang komponen dari sistem hidrolik sangat penting dalam semua cabang
1
2
industrial. Untuk mengangkat efektifitas dan produktivitas maka sekarang ini sistem hidrolik banyak dikombinasikan dengan sistem lain, seperti: elektrik/elektronik, pneumatic, mekanik, dan sebagainya. Sehingga akan didapat unjuk kerja dari sistem hidrolik yang lebih optimal. Mesin press hidrolik merupakan suatu alat yang digunakan untuk menekan, menghancurkan, membentuk, maupun meluruskan suatu benda atau material dengan menggunakan sistem hidrolik. Produk mesin press yang ada di pasaran saat ini kebanyakan memiliki konstruksi yang lebih sederhana namun ongkos produksinya mahal. Sehingga harga jualpun meningkat, semakin tinggi kapasitas mesin maka semakin tinggi pula harga produk tersebut. Hal tersebut membuat beberapa industri kecil sulit mengembangkan usaha. Dengan demikian dibutuhkan sebuah rangka mesin press yang lebih sederhana serta dapat menopang beban yang diterima namun memiliki biaya produksi yang lebih murah. Maka dari itu penulis memilih judul “Perancangan Mesin Press Hidrolik Kapasitas 80 Ton“.
1.2
Rumusan Masalah
Setelah dapat mempelajari masalah-masalah pada latar belakang diatas, maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut : 1.
Bagaimana perancangan mesin press hidrolik kapasitas 80 ton?
2.
Berapa tegangan-tegangan yang terjadi pada setiap komponen?
3.
Berapa waktu yang dibutuhkan ketika mesin bekerja untuk proses pengepressan dengan beban kapasitas 80 ton?
3
4.
Bagaimana desain serta spesifikasi komponen-komponen rangka mesin press hidrolik kapasitas 80 ton?
1.3
Tujuan
Tujuan dari perancangan mesin ini adalah untuk : 1. Membuat rancangan rangka mesin press hidrolik kapasitas 80 ton dengan konstruksi yang kuat namun sederhana. 2. Menghitung tegangan-tegangan yang terjadi pada setiap komponen rangka mesin press hidrolik kapasitas 80 ton. 3. Menentukan mekanisme waktu kecepatan kerja mesin press yang dibutuhkan, ketika mesin bekerja untuk 1 kali proses pengepressan dengan kapasitas 80 ton.
1.4
Manfaat
Manfaat yang diperoleh dari perancangan rangka mesin press hidrolik kapasitas 80 ton ini adalah : 1. Perancangan alat ini diharapkan akan membantu pekerjaan rumahan
yang biasanya dilakukan secara manual, dan sekarang menggunakan alat mesin press untuk mempermudah proses pengepressan material. 2. Perancangan alat ini diharapkan juga dapat diterapkan oleh industri
besar
yang
memproduksi
produk/barang
yang
menggunakan
pengepresan secara sekala besar (massal). 3. Bagi penulis dapat menghasilkan gambar kerja berupa rangka mesin
press kapasitas 80 ton yang sudah lolos faktor keamanannya.
4
1.5
Batasan Masalah
Guna membatasi pada permasalahan yang ada pada rumusan masalah agar penyusunannya tidak menyimpang dari tujuan, maka dalam laporan ini membatasi permasalahan sebagai berikut: 1. Silinder hidrolik yang digunakan pada rangka mesin press ini adalah merk DECO tipe telescopic hydraulic cylinder. 2. Tipe pompa yang digunakan pada rangka mesin press ini adalah External gear pump – PGE series. 3. Rancangan rangka mesin press hidrolik maksimal kapasitas 80 ton. Perhitungan pada system silinder, daya pompa dan desain rangka mesin press hidrolik.
4. Tidak menghitung biaya perancangan dan tidak membuat miniatur mesin press.
