RANCANGAN MESIN PEMOTONG KERTAS BERPOLA
Disusun oleh:
ADIKA FAWAZ SAFITRA
(1213010006)
ANDHI RIFALDY FAUZI
(1213010012)
FADHIL HAFIYANTAMA
(1213010070)
RIDWAN SEPTIAN
(1213010049)
KONSENTRASI PERANCANGAN PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA DEPOK
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat limpahan dan RahmatNya kami mampu menyelesaikan laporan Mesin Pemotong Kertas Berpola ini dengan baik, guna memenuhi tugas mata kuliah Teori Perancangan Mesin. Dalam penyusunan laporan ini, tidak sedikit hambatan yang kami hadapi. Namun kami menyadari bahwa kelancaran dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat bantuan, dorongan dan bimbingan orang tua serta dosen kita, Bapak DR. Ir. Drs. Agus Edy Pramono, M.Sc, sehingga kendala-kendala yang kami hadapi teratasi. Semoga laporan ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas dan menjadi sumbangan pemikiran kepada pembaca khususnya para mahasiswa Politeknik Negeri Jakarta. Kami sadar bahwa laporan ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna. Untuk itu, kepada dosen pembimbing kami meminta masukannya dan perbaikan pembuatan laporan kami di masa yang akan datang dan mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca.
Depok, 9 Desember 2015
Penyusun
ii
ABSTRAK Penelitian ini dilatarbelakangi oleh permasalahan yang ada pada bidang percetakan. Dalam bisnis percetakan kertas undangan, yang menjadi pertimbangan dalam menentukan harga adalah bagaimana cara untuk membuat tampilan undangan menarik bagi konsumen. Faktor yang membuat harga undangan menjadi mahal diantaranya adalah jumlah undangan, bahan kertas, jenis tinta, dan potongan kertas. Potongan kertas dapat dibentuk dengan menggunakan sebuah mesin pemotong kertas berpola. Tujuan penelitian ini yaitu ingin membuat sebuah mesin yang mengoperasikan berbagai proses yang dapat diwujudkan dalam satu sistem. Maka dari itu, rancangan ini dapat dijadikan sebagai solusi bagi para pengusaha percetakan undangan untuk membuat potongan kertas berpola pada undangan secara efisien. Dengan demikian biaya produksi dan waktu pengerjaan dapat diminimalisir guna meningkatkan keuntungan yang lebih besar. Kata kunci : Kertas, mesin, berpola.
iii
Keterangan Gambar : 1. Motor Listrik 2. Rangka 3. Belt Conveyor-1 4. Pisau Pemotong 5. Batang Pemotong Memanjang 6. Dies Pemotong Memanjang 7. Belt Conveyor-2 8. Pisau Pemotong Berpola 9. Dies Pemotong Berpola 10. Keranjang 11. Kompresor
iv
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .........................................................................................
i
KATA PENGANTAR.......................................................................................
ii
ABSTRAK .........................................................................................................
iii
DAFTAR ISI .....................................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR.........................................................................................
vi
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................
1
1.1 Latar Belakang ..........................................................................
1
1.2 Perumusan dan Perbatasan Masalah..........................................
2
1.3 Tujuan Rancangan ....................................................................
2
1.4 Manfaat Rancangan ..................................................................
2
1.5 Hasil yang Diharapkan..............................................................
2
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................
3
2.1 Permasalahan ............................................................................
3
2.2 Alternatif Desain .......................................................................
6
2.3 House of Quality .......................................................................
9
BAB II
BAB III
METODOLOGI RANCANGAN .................................................. 10 3.1 Diagram Alir ............................................................................. 10 3.2 Uraian Langkah Proses Rancangan .......................................... 11
BAB IV
ANALISIS RANCANGAN ........................................................... 14 4.1 Jumlah Proses ............................................................................ 14 4.2 Motor ........................................................................................ 14 4.3 Sabuk ........................................................................................ 15 4.4 Poros ......................................................................................... 16 4.5 Batang Pemotong ...................................................................... 18 4.6 Dudukan Motor dan Kompresor ............................................... 19 4.7 Dies ........................................................................................... 20 4.8 Rangka ...................................................................................... 20 4.9 Sambungan Las Pada Rangka ................................................... 21 4.10 Pneumatik ............................................................................... 22 4.11 Material Real Rate .................................................................. 25
BAB V
KESIMPULAN .............................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
v
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Mesin pencetak kertas berpola manual tipe-A...................................3 Gambar 2.2 Mesin pencetak kertas berpola manual tipe-B ...................................4 Gambar 2.3 Mesin pencetak kertas berpola semi-automatic ................................4 Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan ...................................................................7 Gambar 4.1 Ukuran Kertas ...................................................................................11 Gambar 4.2 Motor Listrik ....................................................................................11 Gambar 4.3 Sabuk Terbuka Puli ..........................................................................12 Gambar 4.4 Poros Pada Konveyor ........................................................................13 Gambar 4.5 Batang Pemotong .............................................................................15 Gambar 4.6 Dudukan Motor dan Kompresor ......................................................16 Gambar 4.7 Dies Untuk Pisau Berpola dan Dies Untuk Pisau Potong ................17 Gambar 4.8 Rangka Mesin ...................................................................................17 Gambar 4.9 Posisi Lasan Pada Rangka ................................................................18 Gambar 4.10 Posisi Silinder Pneumatik ...............................................................19 Gambar 4.11 Gaya Pada Baut Pneumatik ............................................................20
vi
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Alat pemotong kertas dalam kehidupan sehari–hari memang sangat dibutuhkan
untuk memenuhi
kebutuhan para pengusaha percetakan undangan. Hal ini sangat
memudahkan khalayak dalam pemenuhan kebutuhan produksi dengan efisien. Didukung dengan begitu mudahnya mesin ini digunakan oleh masyarakat, baik itu alat pemotong kertas manual atau alat pemotong kertas otomatis, baik tradisional maupun modern. Oleh karena itu terciptalah ide untuk membuat mesin pemotong kertas berpola yang dapat mengoperasikan beberapa proses dalam satu sistem. Di era modern ini, permintaan yang ada dimasyarakat harus dapat segera terpenuhi, tidak terkecuali kebutuhan yang ada pada bidang percetakan saat ini. Sebelumnya telah dibahas bahwa untuk membuat potongan kertas berpola dibutuhkan sebuah mesin yang dapat mengoperasikan beberapa proses dalam satu sistem. Maka dari itu, rancangan ini bisa menarik perhatian konsumen ditengah makin banyaknya alat pemotong kertas lainnya yang memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Tetapi dalam hal ini akan muncul pertimbangan harga produksi, karena untuk mewujudkan alat ini membutuhkan beberapa komponen seperti motor listrik dan kompresor untuk menjalankan sistem ini. Berdasarkan permasalahan diatas, maka perlu adanya solusi yang tepat guna menjawab masalah yang ada pada mesin pemotong kertas berpola ini. Solusi yang ditawarkan yaitu membuat meja dengan lebar tertentu sebagai tempat jalannya kertas gulung menuju alat potong. Meja dapat berjalan dan dapat diatur kecepatannya dengan menggunakan motor listrik. Untuk alat potong, untuk mengoperasikan alat potong secara otomatis pada rentang waktu dan kecepatan tertentu dapat diatur dengan rangkaian sistem pneumatik. Pisau potong juga memiliki berbagai pola yang dapat diganti dengan pola tertentu sesuai keinginan konsumen.
1
1.2
Perumusan dan Pembatasan Masalah Perumusan dan batasan masalah dalam laporan ini adalah : 1. Bagaimana sistem kerja dari mesin pemotong kertas berpola? 2. Bagaimana mekanisme tiap komponen pada mesin kertas pemotong kertas berpola?
1.3
Tujuan Rancangan Rancangan ini bertujuan untuk : 1. Menghemat biaya produksi dengan meminimalkan penggunaan operator. 2. Mengubah sistem kerja pada mesin pemotong kertas.
1.4
Manfaat Rancangan 1. Meningkatkan keuntungan yang lebih besar. 2. Mengefektifkan waktu pengerjaan dengan mengubah sistem kerja pada mesin pemotong kertas berpola. 3. Memberi inovasi baru terhadap mesin pemotong kertas. 4. Membuat sistem baru untuk mesin pemotong kertas. 5. Membuat mesin yang bermanfaat untuk masyarakat.
1.5
Hasil yang Diharapkan Mesin pemotong kertas berpola berbasis otomatis, aplikasi mesin pemotong kertas berpola dengan menggunakan sistem motor untuk penggerak conveyor serta kompresor dan pneumatik sebagai alat pressnya. Membantu produsen dalam memproduksi kertas berpola dengan laju produksi yang tinggi, sehingga dapat meningkatkan pendapatan mereka. Kami juga berharap mesin kami dapat membuka lapangan pekerjaan baru, sehingga memberikan motivasi kepada seluruh masyarakat.
2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA MASALAH 2.1
Permasalahan Berkaca dengan berkembangnya teknologi modern, semakin banyak alat yang dapat
digunakan untuk memotong kertas, baik manual ataupun yang menggunakan motor listrik. Setiap alat memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Beberapa alat yang sudah dibuat tetapi masih memiliki beberapa kekurangan adalah:
Gambar 2.1 Mesin pencetak kertas berpola manual tipe-A Pada gambar 2.1 dapat dilihat bahwa alat tersebut adalah mesin potong kertas berpola yang bersifat manual. Cara kerja nya memposisikan kertas objek dengan manual dan memasang pisau berpola pada punch, kemudian punch diturunkan sehingga kertas terpotong sesuai dengan pola. Kelemahan alat ini adalah masih terlalu banyak tenaga manusia yang terlibat, sehingga hasil produk kurang presisi karena di posisikan manual dengan tangan manusia. Kecepatan produksi pun sangat jauh dari kata cepat. Karena menempatkan objek, memotong objek, membuang sisa material, mengambil objek yang sudah jadi, semua masih dilakukan secara manual. Untuk ukurang kertas yang dapat dipotong pun terbatas dengan dimensi punch.
3
Gambar 2.2 Mesin pencetak kertas berpola manual tipe-B Pada gambar 2.2 dapat dilihat mesin pemotong kertas berpola yang juga masih bersifat manual kurang lebih sama dengan mesin pemotong kertas berpola pada gambar 2.2, namun kelebihan mesin ini adalah dimensi punch nya yang cukup besar sehingga ukuran kertas yang dapat di potong lebih variatif. Kekurangan nya masih sama seperti mesin pada gambar 2.2, mesin ini masih terlalu banyak tenaga manusia yang terlibat sehingga kepresisian nya tidak maksimal, kecepatan pengerjaan nya pun masih jauh dari kata cepat.
Gambar 2.3 Mesin pencetak kertas berpola semi-automatic 4
Pada gambar 2.3 dapat dilihat bahwa mesin potong kertas berpola tersebut tidak lagi berjenis mesin manual, namun sudah bersifat semi otomatis yang artinya semakin sedikit tenaga manusia yang terlibat. Pada mesin tersebut, kertas diletakkan pada meja yang dapat berputar secara siklus menggunakan conveyor. Namun alat pemotong nya masih bersifat digerakkan oleh tenaga manusia dengan kata lain masih bersifat manual. Kelebihan alat ini yaitu dari segi kecepatan sudah lebih cepat dari alat pada gambar 2.1 dan gambar 2.2 yang masih bersifat manual. Namun kelemahan alat ini adalah dari segi kepresisian masih belum efisien karena masih bergerak manual dengan tangan manusia sehingga tingkat kepresisian masih bergantung kepada ketilitian operator. Dari tinjauan pustaka penelitian tentang mesin potong kertas berpola, masih banyak alat yang masih menggunakan tenaga manusia (manual), tingkat kepresisian potongan kertas rendah, sampah dari potongan kertas masih berserakan dan waktu pengerjaan relatif lebih lama. Oleh sebab itu penelitain ini akan merealisasikan sebuah alat yang akan meminimalisir kelemahan alat-alat tersebut. Yaitu alat yang dapat mengoperasikan berbagai proses yang dapat diwujudkan dalam suatu alat pemotong kertas berpola. Dari mulai aliran kertas dari gulungan manuju meja yang bergerak secara siklus kemudian pisau pemotong berpola yang dapat beroperasi secara otomatis pada rentang waktu tertentu dengan kecepatan tertentu yang dapat di atur sedemikian rupa menggunakan prinsip system pneumatic. Dan hasil potongan kertas berpola tersebut dapat tersusun rapih dalam suatu tempat dan material sisa tidak berserakan. Rancangan alat ini terdiri dari beberapa komponen utama yaitu : Rangka sebagai base alat, motor listrik, kompresor, meja conveyor, system pemotong berbentuk punch yang dapat diganti ganti jenis pisau nya sesuai pola yang ada. Kelebihan rancangan ini telah menutupi kelemahan alat alat yang telah ada lebih dulu yang telah disebutkan diatas. Rancangan ini mampu mengalirkan kertas dari gulungan menuju meja conveyor. Selanjut nya kertas mengalir menuju pemotong yang telah ditentukan pola pisau nya dan pisau akan turun menuju kertas dan memotong kertas pada meja conveyor. Selanjut nya kertas yang telah terpotong akan mengalir menuju storage penyimpanan kertas yang telah dipotong. Dan sisa kertas yang tidak terpakai akan ditumpuk dibawah meja conveyor.
5
2.2
Alternatif Desain
Desain-1
Keterangan Gambar : 12. Motor Listrik 13. Rangka 14. Belt Conveyor-1 15. Pisau Pemotong 16. Batang Pemotong Memanjang 17. Dies Pemotong Memanjang 18. Belt Conveyor-2 19. Pisau Pemotong Berpola 20. Dies Pemotong Berpola 21. Keranjang 22. Kompresor
6
Desain-2
Keterangan Gambar : 1. Frame Pneumatik 2. Sistem Pneumatik 3. Pisau Potong 4. Base Conveyor 5. Pulley 6. Frame Conveyor 7. Roller Pengarah 8. Tanki Fluida 9. Motor Listrik 10. Tempat Penampung Kertas
7
Desain-3
Keterangan Gambar : 1. Frame Batang Slide Pemotong 2. Batang Slide Pemotong 3. Pisau Potong 4. Base Conveyor 5. Pulley 6. Frame Conveyor 7. Roller Pengarah 8. Tanki Fluida 9. Motor Listrik 10. Tempat Penampung Kertas
8
Harga
7
9
Mudah dirawat
6
Produksi cepat
5
Tidak makan tempat
6
3
Anti karat
6
9
Mudah digunakan
8
3
9
9
Tujuan
Produk kami
Pesaing 2 7
9
7
9
7
7
8
6
9
5
6
6
5
3
4
7
6
8
6
7
6
8
7
8
8
3
9
Pesaing 1 6
9
9
Konveyor
Alat potong
Motor
Desain
Kompresor
House of Quality
Material
2.3
3 9
3
1
3
135
198
71
105
117
81
2
1
6
4
3
5
Dari HOQ diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa desain yang paling penting dalam produk ini. Lalu dilanjutkan dengan pemilihan material, dan komponen-komponen yang ada pada alat ini seperti alat potong, motor listrik, konveyor, dan kompresor.
9
BAB III METODOLOGI RANCANGAN 3.1
Diagram Alir
Gambar 3.1 Diagram Alir Rancangan
10
3.2
Uraian Langkah Proses Rancangan 3.2.1
Perumusan Masalah Informasi yang kami dapatkan di berbagai media seperti koran, televisi, serta internet menunjukan adanya permasalahan mesin cetak kertas berpola yang belum secara
otomatis
di
Indonesia.
Mesin
yang
digunakan
masyarakat masih konvensional atau manual, sehingga laju produksi sangat lambat. 3.2.2
Tinjauan Pustaka Tinjauan pustaka dilakukan untuk mengetahui beberapa teori pendukung dari rancangan mesin press tool kertas berpola yang akan dibuat. Teori yang dibutuhkan tentang perhitungan laju conveyor, gaya pengepresan, rancangan mesin, dan teori lainnya. Sumber teori diambil dari buku maupun jurnal dan diolah agar dapat menyesuaikan kebutuahan rancangan mesin press kertas berpola.
3.2.3
Identifikasi Kebutuhan Konsumen Pada tahap ini, akan disesuaikan antara rancangan yang akan dibuat dengan kebutuhan khusus yang diminta oleh konsumen. Dimensi, konstruksi dan pemilihan material khusus biasanya menjadi pertimbangan rancangan dalam penyesuaiannya dengan kebutuhan konsumen. Selain itu, laju produksi ditingkatkan juga untuk memenuhi target utama pembuatan mesin ini.
3.2.4
Identifikasi Solusi Identifikasi solusi adalah hasil dari penyesuaian kebutuhan yang ada dan dasar teori dengan proses rancangan selanjutnya. Solusi ini akan menjadi prinsip utama dalam perancangan mesin press kertas berpola yang akan dibuat.
11
3.2.5
Penentuan Rancangan Selanjutnya, penetapan spesifikasi dari mesin press kertas berpola yang akan dirancang adalah desain konstruksi conveyor yang digabungkan dengan konstruksi mesin press pada umumnya. Kedua konstruksi ini digabungkan agar dapat produksi kertas berpola dengan jumlah banyak dalam waktu singkat.
3.2.6
Spesifikasi Rancangan Kebutuhan konsumen yang telah didapatkan kemudian disesuaikan dengan rancangan yang akan dilakukan. Mesin press kertas berpola akan mengoptimalkan laju produksi, menghemat biaya produksi, mendapatkan hasil produksi dengan kualitas tinggi, serta mengurangi tingkat kecelakaan kerja akibat mesin konvensional yang tidak sesuai standar keamanan.
3.2.7
Penentuan Dimensi Rancangan Penentuan dimensi rancangan dilakukan dengan beberapa perhitungan sebagaimana dijelaskan dalam tinjauan pustaka dengan penyesuaian terhadap kebutuhan konsumen. Perhitungan yang dilakukan adalah : 1) Perhitungan Pulley 2) Perhitungan V-Belt 3) Perhitungan Poros dan Pasak 4) Perhitungan Daya Motor 5) Perhitungan dan Penentuan Plate Conveyor 6) Perhitungan Batang dan Plate Press 7) Perhitungan Silinder Pneumatik 8) Perhitungan Rangka
3.2.8
Gambar Rancangan Penerjemahan hasil perhitungan nanti akan dibuat dalam bentuk gambar rancangan yang meliputi gambar dari Pulley, V-Belt, Poros dan Pasak, Daya Motor, Plat Conveyor, Batang dan Plate Press, Silinder Pneumatik, Rangka.
12
3.2.9
Laporan Mesin press kertas berpola yang telah dirancang akan dianalisa kekuatannya dengan menggunakan software. Serta apabila ada sedikit kekurangan pada perhitungan akan dioptimalkan kembali untuk penyempurnaan. Setelah semua sudah sempurna dan tidak ada perubahan dalam rancangan, maka rancangan akan dipertanggungjawabkan dengan membuat laporan perkembangan serta laporan akhir rancangan.
13
BAB IV ANALISIS RANCANGAN 4.1
Jumlah Proses
Gambar 4.1 Ukuran Kertas Ditentukan waktu yang diperlukan untuk pergeseran adalah 1 detik, dan jarak antar kertas 200 [mm]. 4.2
Motor
Gambar 4.2 Motor Listrik Berat kertas untuk mendapat 1 lembar seukuran A4, yaitu sebesar 25 [gr]. Sedangkan untuk kertas sepanjang conveyor diperkirakan akan mendapat sebanyak 8 lembar A4. Maka berat keseluruhan sebesar : 200 [gr]
14
a. Beban Pada Conveyor Dengan berat kertas yang terdapat pada conveyor sebesar 200 [gr] maka beban pada conveyor sebesar : F = m x g b. Besar torsi pada puli A dan B sama besarnya, maka : T = F x r puli c. Daya motor yang akan digunakan sebesar : P=Tx Berdasarkan daya yang dihasilkan (tabel spesifikasi GTR Gear Motor Catalogue), maka motor yang akan digunakan sebagai sumber penggerak adalah motor dengan daya sebesar 50 [watt] dengan putaran 30 [rpm]. Maka kecepatan gerak sabuk berdasarkan putaran dari motor : v= 4.3
Sabuk
Gambar 4.3 Sabuk Terbuka Puli Daya pada motor penggerak sebesar 50 [watt] digunakan untuk menggerakan conveyor. Koefisien gesek antara puli dengan sabuk sebesar 0,3. Da = Db = 75 [mm] n1 = n2 = 30 [rpm] (4) = 0,3 15
Sehingga,
= Dengan, P = (T1 – T2) . Panjang sabuk dapat dihitung menggunakan rumus :
L = [ ( r1 + r2) + 2L + (
4.4
)]
Poros
Gambar 4.4 Poros Pada Konveyor Bahan Poros adalah Carbon Steel grade 40 C 8 ( Tabel Standard Tingkatan Baja Karbon untuk Poros, Khurmi, R. S. dan J. K. Gupta, 2005. A Text Book of Machine Design . New Delhi : Eurasia Publishing House Limited. Halaman 510. Dengan : = 650 [MPa] 𝜎
= 650 / 4 = 162,5 [MPa] (note: 4 adalah angka keamanan untuk beban steady)
16
Torsi Puli Penggerak – Torsi puli A dan B : T = (T1-T2) . r Gaya Pada Puli Penggerak : T = F. r F= Dengan menggunakan persamaan reaksi tumpuan terhadap beban horisontal, maka:
∑Mb = 0 → -F1 . 55 + F . 130 – Rd . 260 + F2 . 315 = 0
Momen di titik beban :
Momen di titik B terhadap gaya F1 Mb = F1 . 0,0205 [m]
17
Maka diameter poros dengan tegangan izin maksimum poros sebesar 650 [Mpa] berbahan carbon steel grade 40 C 8 dan angka keamanan 4 dihitung dengan persamaan : Poros dihitung berdasarkan momen bending equivalen )
4.5
Batang Pemotong
MB
FR W
Gambar 4.5 Batang Pemotong Bahan batang pemotong tersebut terbuat dari Cast Iron. Dengan gaya-gaya yang bekerja : a.
Gaya buckling akibat reaksi pemotongan Fb = W=
E . Im . π 2 L2 Fb v
18
b.
Momen bending akibat gaya pemotongan Mb = F x L
c.
Beban dari rangka W=mxg
4.6
Dudukan Motor dan Kompresor
W
MB
Gambar 4.6 Dudukan Motor dan Kompresor
Bahan yang digunakan untuk dudukan motor dan kompresor ini adalah Baja Karbon ST 37. Dudukan ini menempel pada rangka serta mendapat beban dari motor maupun kompresor sehingga :
a. Momen bending akibat gaya pemotongan Mb = F x L
b. Beban dari rangka W=mxg
19
4.7
Dies W
W
Gambar 4.7 Dies Untuk Pisau Berpola (kiri) dan Dies Untuk Pisau Potong (kanan)
Bahan yang digunakan untuk dies pisau berpola dan dies pisau potong ini sama, yaitu Kayu. Dudukan ini menempel pada rangka serta mendapat beban dari penekanan dari hasil press batang pemotong, sehingga : W
=mxg
4.8
Rangka
Gambar 4.8 Rangka Mesin
20
Bahan yang digunakan untuk rangka mesin pemotong kertas berpola ini adalah Baja Karbon ST 37. Seluruh komponen menempel pada rangka serta mendapat beban dari seluruh komponen, sehingga :
W pada rangka = W kompresor + W motor + W 2 batang pemotong + W 2 dies + W 2 konveyor + W tempat sampah + W penampung kertas
Dengan rumus : W = m x g
4.9
Sambungan Las Pada Rangka
Gambar 4.9 Posisi Lasan Pada Rangka
Ketebalan rangka adalah 4 [mm], berdasarkan table standar ukuran minimum lasan R.S.Khurmi dan J.K. Gupta. 2005. A Text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia Publishing House Limited. Halaman 353, maka ketebalan lasan adalah 3 [mm].
21
Beban bersifat fatigue load, r Ʈ =menyebabkan berat beban yang tidak tetap. Oleh karena itu, tegangan geser yang diizinkan Sumber : R.S.Khurmi dan J.K. Gupta. 2005. A Text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia Publishing House Limited. Halaman 354. Adalah sebesar 21 [Mpa]
Gaya pada lasan L1 dan L2
4.10
Pneumatik
Gambar 4.10 Posisi Silinder Pneumatik
22
Gambar 4.11 Gaya Pada Baut Pneumatik
23
24
Tekanan kerja, P = 8 [bar] Waktu gerak silinder, ts = 1 [s] Arah pemasangan : vertical Berat beban, W = 16,14 [kg] Luasan yang dilewati, A = p x l = 900 [mm] x 292 [mm] = 262800 [
] = 0,2628 [
]
Gaya pada silinder F=PxA F = 8 x 105 [N/
] x 0,2628 [
]
F = 210240 [N] F = 21431 [kg]
4.11
Material Real Rate (MRR)
Komponen
Material
Bahan Mentah
Cara Pengerjaan
Pemotong Lurus
Stainless Steel
Stainless Steel ukuran 5 x 50 x 300 mm
Ditempa
Pemotong Berpola
Stainless Steel
Stainless Steel ukuran 3 x 50 x 1000 mm
Ditempa
Dies Berpola
Kayu
Kayu 300 x 300 x 50 mm
Dipotong/Digergaji
25
Tempat penampungan kertas berpola
Plastik
Bijih Plastik
Molding
Tempat Penampungan Kertas Sisa
Plastik
Bijih Plastik
Molding
Batang Pemotong
Cast Iron
Cast Iron
Dicetak
Rangka
ST37
ST 37
Dilas
26
BAB V KESIMPULAN
Solusi yang ditawarkan yaitu membuat meja dengan lebar tertentu sebagai tempat jalannya kertas gulung menuju alat potong. Meja dapat berjalan dan dapat diatur kecepatannya dengan menggunakan motor listrik. Untuk alat potong, untuk mengoperasikan alat potong secara otomatis pada rentang waktu dan kecepatan tertentu dapat diatur dengan rangkaian sistem pneumatik. Pisau potong juga memiliki berbagai pola yang dapat diganti dengan pola tertentu sesuai keinginan konsumen. Tentu tidaklah mudah mewujudkan mesin ini menjadi produk nyata karena membutuhkan beberapa komponen dengan ukuran dan standar tertentu.
27
DAFTAR PUSTAKA
[1] Khurmi, R.S. 2005. A Text Book of Machine Design. Eurasia Publishing House, New Delhi. [2] Yogi, A.P. 2014. “Capturing the Spectra of Silicon Solar Cells.” Ph.D. thesis, Politeknik Negeri Jakarta. [3] Hidraulics and Pneumatics, A technisian’s and engineer’s guide, Andrew Parr MSc, CEng, MIEE, MinstMC. [4] http://www.alibaba.com/aircompressor portable diakses tanggal 13 Oktober 2015 [5] Meriam, J.L 2006. Mekanika Teknik Statika, Jilid I, Edisi Kedua. Erlangga, Jakarta
LAMPIRAN
(12) PATEN INDONESIA
(11) ID 0 004 180
(19) KANTOR PATEN REPUBLIK INDONESIA
(45) 23 AGUSTUS 1999
(54) JUDUL PENEMUAN : MESIN PEMOTONG KERTAS BERPOLA (51) Int. Cl.6
: E21B 7/06
(21) Nomer Permintaan Paten : P – 952734 (22) Tanggal Penerimaan Permintaan Paten : 24 Agustus 2015 (30) Data Prioritas : (31) 94203712.8 (32) 29 Agustus 2014 (33) EP (43) Tanggal Pengumuman Permintaan Paten : 24 Desember 2015 (56) Dokumen Pembanding : 4.579.025 4.931.140 5.131.301
(71) Nama dan Alamat yang mengajukan Permintaan Paten : POLITEKNIK NEGERI JAKARTA, DEPOK (72) Nama Penemu : Adika Fawaz Safitra Andhi Rifaldy Fauzi Fadhil Hafiyantama Ridwan Septian (74) Nama dan Alamat Konsultan Paten : Dr. Drs. Agus Edy Pramono, S.T., M.Si. Pemeriksa Paten : Dr. Drs. Agus Edy Pramono, S.T., M.Si. Jumlah Klaim : 6 Klaim
Abstrak : Suatu metode atau sistem yang mempermudah dalam mencetak kertas berpola. Sistem dalam alat ini menggabungkan sistem memotong kertas memanjang dan kertas berpola dalam satu alat secara otomatis.Lembaran kertas yang berasal gulungan kertas secara otomatis mengalir melalui conveyor yang digerakkan oleh motor listrik. Lembaran kertas tersebut setelah mengalir melalui conveyor pertama, akan melewati pemotong kertas memanjang otomatis yang dikontrol oleh system pneumatik. Setelah kertas terpotong dan menjadi lembar dengan ukuran standar, kertas mengalir melalui conveyor kedua menuju dies berpola untuk dipotong dengan pisau berpola otomatis yang dikontrol oleh system pneumatic. Setelah terpotong, maka kertas berpola akan jatuh dibawah dies dan ditampung di keranjang. Sisa kertas yang sudah terpotong akan jatuh menuju keranjang sisa kertas yang tidak terpakai. Metoda tersebut yang di aplikasikan di dalam Mesin Pemotong Kertas Berpola.
MESIN PEMOTONG KERTAS BERPOLA
LAS PENAMPUNGAN KERTAS BERPOLA YANG DIGUNAKAN
FRAME
Baut
LAS
LAS
Baut
Baut
LAS
Baut
Baut
LAS
PENAMPUNGAN KERTAS YANG DIBUANG
BRACKET MOTOR LISTRIK
LAS
MOTOR LISTRIK
PULLEY dan BELT
BRACKET KOMPRESOR
LAS
KOMPRESOR
CONVEYOR 1
DAIS POTONG MEMANJANG
BATANG POTONG MEMANJANG
PISAU POTONG MEMANJANG
CONVEYOR 2
PISAU POTONG BERPOLA
Poros
Poros
PULLEY dan BELT
DAIS POTONG BERPOLA
BATANG POTONG BERPOLA
PULLEY dan BELT
Domain Fungsi Device
Input
Functions
Other Effects
Output
Motor
Energi listrik
Merubah Energi Listrik Menjadi Energi Gerak
Menyebabkan Getaran
Memutar poros yang menggerakkan pulley
Pulley dan Belt
Poros dari motor listrik
Untuk mentransmisikan gaya dari motor menuju conveyor
Kemungkinan terjadi selip pada belt
Conveyor 1
Conveyor 1
Poros 3, bahan baku kertas gulungan
Mendorong bahan baku kertas yang masih gulungan untuk dipotong
Menyebabkan getaran pada rangka
Kertas berada pada posisi dies cutting
Conveyor 2
Conveyor 1, kertas berukuran standar
Mendorong bahan baku kertas menuju dies berpola
Menyebabkan getaran pada rangka
Kertas berada pada posisi dies berpola
Pemotong Lurus
Conveyor 1
Memotong bahan baku kertas gulungan menjadi kertas dengan ukuran standar
Menyebabkan gaya dorong bahan dan gaya puntir pada rangka
Kertas terpotong menjadi ukuran standar
Pemotong Berpola
Conveyor 2
Memotong kertas menjadi bentuk pola
Menyebabkan gaya dorong bahan dan gaya puntir pada rangka
Kertas terpotong menjadi berpola
Dies Berpola
Pemotong berpola
Sebagai Tempat Kertas Berpola Terpotong
Memberikan tekanan pada rangka
Kertas Berpola
Tempat penampungan kertas berpola
Dies Berpola
Untuk menampung kertas berpola yang telah jadi
Memberikan beban pada rangka
-
Tempat Penampungan Kertas Sisa
Dies Berpola
Untuk menampung kertas berpola yang telah jadi
Memberikan Beban pada rangka
-
11
5
2
15
6 7
14
9
16 4
13
10 3 12
NO.
PART NUMBER
1
Rangka
2
Batang pemotong
1
8 MATERIAL
QTY.
ST37
1
Cast Iron
2
3
Kompresor
Titanium
1
4 5
Motor Listrik Pisau potong
Cobalt Steel Stainless Steel
1 1
6
Pisau pola
Stainless Steel
1
7
Tatakan pisau potong
Wood
2
8
Tatakan pisau pola
Wood
2
9
Tempat sampah
Plastic
1
10
Penampung kertas
Plastic
1
11
Conveyor
Rubber
2
12
Penyangga kompresor
ST37
1
13
Penyangga motor
ST37
1
14
Pulley motor
Rubber
1
15
Pulley conveyor
16
ISO 4018 - M42 x 80-WN
Qty.
Part Name
No.
Rubber
1
Cast Iron
14
Material
Dimension
Description
I II III
MESIN PEMOTONG KERTAS BERPOLA
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Scale 1:20
Drawn Checked
FADHIL AGUS EP
6
5
4
3
2
1
4
4
3
3
2
2
Jumlah
Nama Bagian
No.Bag Bahan
Ukuran
Keterangan
Perubahan : 1
Skala Digambar 11/12/15 1 : 20 Diperiksa 12/12/15
Exploded View Politeknik Negeri Jakarta 6
5
4
3
Ridwan S. Bpk.Agus
No : 5A / 2015 2
1
1
