Tujuan Proyek Akhir Manfaat Proyek Akhir Rumusan Masalah Batasan Masalah Analisa Kekuatan Baut

2 styrofoam, limbah botol plsatik dalam pengolahanya juga menggunakan mesin press. Pengepresan limbah botol plastik ini tidak untuk dijadikan barang yang memiliki harga jual seperti pengolahan limbah styrofoam, tetapi hanya dilkukan untuk memperbanyak proses pengangkutan limbah botol plastik. Dengan meningkatnya pemakaian botol plastik secara tidak langsung juga meningkatkan limbah botol plastik, sehingga dalam proses pengangkutan akan mengalami kekurangan tempat untuk pengangkutanya, untuk itu dilakukan satu penanganan dengan pengepresan limbah botol plastik dengan tujuan mengurangi diameter botol plastik agar dapat memuat banyak dalam proses pengangkutan. Namun, sayangnya mesin-mesin press yang biasa digunakan masih memiliki kelemahan terutama pada rangka mesinnya. Pada umumnya sambungan mesin press masih mengandalkan kekuatan las. Dimana sudah banyak diketahui bahwa material yang dilas sangat rawan terhadap korosi terutama pada bagian sekitar las-lasan dan akan berakibat fatal pada sambungan rangka. Berdasarkan latar belakang diatas, maka dalam proyek akhir ini dilakukan analisa kekuatan rangka mesin press yang sudah ada dan mengganti komponen lain yang masih kurang aman.

I.2 Tujuan Proyek Akhir

Adapun tujuan Proyek Akhir ini adalah : Menganalisa konstruksi rangka mesin press batako styrofoam dan press botol plastik menggunakan metode slope deflection.

I.3 Manfaat Proyek Akhir

Adapun manfaat yang diperoleh selama melaksanakan Proyek Akhir yaitu : Mengetahui kekuatan rangka mesin press batako styrofoam dan press botol plastik.

I.4 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dibahas dalam laporan proyek akhir ini adalah sebagai berikut : Bagaimana menganalisa kekuatan rangka mesin press batako styrofoam dan press botol plastik ? commit to user 3

I.5 Batasan Masalah

Adapun batasan - batasan yang diterapkan dalam pembahasan ini meliputi : a. Analisa kekuatan rangka mesin press batako styrofoam dan press botol plastik dengan metode slope deflection. b. Berat profil dalam perhitungan diabaikan. c. Komponen lain yang tidak dihitung dalam perhitungan ini dianggap aman. commit to user 4 BAB II DASAR TEORI II.1. Tinjauan Pustaka II.1.1. Definisi Batako Batako merupakan bahan bangunan yang berupa bata cetak alternatif pengganti batu bata yang tersusun dari komposisi antara pasir, semen portland dan air dengan perbandingan 1 semen : 7 pasir. Batako difokuskan sebagai konstruksi-konstruksi dinding bangunan nonstruktural. Bentuk dari batako atau batu cetak itu sendiri terdiri dari dua jenis, yaitu batu cetak yang berlubang hollow block dan batu cetak yang tidak berlubang solid block serta mempunyai ukuran yang bervariasi. a Batako Tidak Berlubang b Batako Berlubang Gambar 2.1 Jenis-jenis Batako Sumber : Surani, 2010 Batako adalah salah satu bahan bangunan yang berupa batu-batuan yang pengerasannya tidak dibakar dengan bahan pembentuk yang berupa campuran pasir, semen, air dan dalam pembuatannya dapat ditambahkan juga dengan bahan pengisi additive Kemudian dicetak melalui proses pemadatan sehingga menjadi bentuk balok-balok dengan ukuran tertentu. Dalam proses pengerasannya tanpa melalui pembakaran serta dalam pemeliharaannya ditempatkan pada tempat yang lembab atau tidak terkena sinar matahari langsung atau hujan, tetapi dalam pembuatannya dicetak sedemikian rupa hingga memenuhi syarat dan dapat digunakan sebagai bahan untuk pasangan dinding Supribadi, 1986. commit to user 5

II.1.2. Batako Styrofoam

Dewasa ini pemakaian plastik di Indonesia telah meningkat. Hal ini disebabkan karena plastik lebih ekonomis, fleksibel dan sebagainya. Apalagi dalam pemakaian plastik berjenis polystyrene, yaitu styrofoam, telah banyak digunakan di Indoesia khususnya untuk pembungkus makanan. Dibalik dari keunggulan dalam menggunakan styrofoam, ternyata menyimpan banyak bahaya, khususnya bagi kesehatan manusia. Selain digunakan sebagai wadah makanan, styrofoam juga banyak digunakan untuk penahan getaran pada pembungkus barang elektronik. Banyaknya penggunaan styrofoam ini membuat limbah styrofam menjadi meningkat Baru-baru ini limbah styrofoam bisa menjadi batako ataupun batu bata. Dengan proses sederhana, styrofoam dapat diubah menjadi produk yang lebih bermanfaat dengan harga bersaing dengan batako biasa. Dalam pengolahannya juga akan dapat lebih menghemat bahan baku untuk membuat batako yang biasa. Pada pengolahannya, styrofoam digiling seperti jagung. Kemudian, dicampur pasir dan ditambah semen, lalu dicetak. Dengan komposisi 50 styrofoam, 40 pasir, dan 10 semen. Sehingga penggunaan styrofoam akan dapat menghemat pasir dan semen sekitar 50. Kekuatan batako yang terbuat dari styrofoam ini cukup kuat, dan dari sifat styrofoam sendiri yang memiliki sifat hidrofob menolak air, sehingga membuat tanah tidak lembab. Pengolahan styrofoam menjadi batako ini merupakan suatu terobosan dari masalah atas kesulitan daur ulang dari styrofoam di banyak negara, yang tentunya juga akan menimbulkan banyak keuntungan dari segi ekonomi serta dari segi lingkungan hidup, serta dapat menjadi solusi alternatif daur ulang limbah styrofoam Penelitian Divisi Keamanan Pangan Pemerintah Jepang, 2001. commit to user 6 Gambar 2.2. Batako Styrofoam Adapun keuntungan menggunakan Batako yang dicampur dengan limbah styrofoam : a. Lebih tahan guncang. b. Mampu meredam suara. c. Menghemat 50 kebutuhan pasir. d. Bobotnya lebih ringan. e. Bisa mengganti lubang batako solid batako.

II.1.3 Limbah Botol Plastik

Plastik merupakan suatu bahan polimer yang tidak mudah terdekomposisi oleh mikroorganisme pengurai. Sehingga penumpukan plastik bekas akan menimbulkan masalah bagi lingkungan hidup. Penumpukan plastik bekas terus bertambah disebabkan oleh sifat-sifat yang dimiliki plastik, antara lain tidak dapat membusuk, tidak terurai secara alami, tidak dapat menyerap air, dan tidak dapat berkarat, sehingga pada akhirnya menjadi masalah bagi lingkungan hidup. Upaya untuk menekan penumpukan plastik bekas seminimal mungkin dapat dilakukan dengan pemanfaatan kembali limbah plastik tersebut atau dengan daur ulang untuk dijadikan suatu produk mempunyai nilai bagi masyarakat zulnasri, 2005. commit to user 7 Gambar 2.3. Limbah botol plastik Ditinjau dari segi ekonomis dan aplikasinya plastik dibagi dalam dua golongan utama yaitu plastik komoditi dan plastik teknik. Plastik komoditi dicirikan dengan volumenya yang tinggi dan harganya yang murah, plastik ini biasanya dipakai sebagai lapisan pengemas, isolasi kawat dan kabel, barang mainan dan lain sebagainya. Plastik teknik harganya lebih mahal dan memiliki sifat mekanik yang unggul serta daya tahan yang lebih baik, mereka bersaing dengan logam, keramik, dan gelas dalam berbagai aplikasi. Polyester merupakan plastik teknik yang utama yang mencapai 99 dari plastik teknik lainnya yang beredar dipasaran yang dipakai dalam bidang transportasi, konstruksi, bahan listrik dan elektronik, mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi rumah tangga Stevens, 2001.

II.2. Analisa Kekuatan Rangka

Statika adalah ilmu yang mempelajari tentang pengaruh dari suatu beban terhadap gaya-gaya dan juga beban yang mungkin ada pada bahan tersebut. Dalam ilmu statika keberadaan gaya-gaya yang mempengaruhi sebuah sistem menjadi suatu objek tinjauan utama. Sedangkan untuk menghitung kekuatan rangka dapat ditinjau melalui gaya geser moment lentur yang muncul akibat beban yang diberikan pada rangka menggunakan metode slope deflektion yang menyebabkan perpindahan-perpindahan rotasi dan translasi pada setiap titik hubung yang kaku. Metode perubahan sudut ini sangat umum digunakan untuk menganalisa balok dan kerangka kaku baik yang bersifat statis tak tentu maupun statis tertentu. commit to user 8

II.2.1. Metode Perubahan Sudut Slope Deflection Method

Metode perubahan sudut merupakan salah satu metode umum yang dapat dipakai untuk menganalisa semua balok dan kerangka kaku batik yang bersifat statis tak tentu ataupun statis tertentu, berdasarkan pengandaian bahwa semua deformasi disebabkan hanya oleh pengaruh momen lentur. Keistimewaan dari metode ini adalah perpindahan-perpindahan rotasi dan translasi titik-titik hubung yang kaku diperlakukan sebagai besaran yang tidak diketahui nilainya, nilai-nilai mereka ditentukan lebih dahulu dari nilai momen di setiap ujung anggota. Gambar 2.4 memperlihatkan kerangka kaku yang dibebani seperti pada gambar di bawah : Gambar 2.4. Kerangka kaku Sumber : Chu-kia wang, Ph.D, 1987 : 178 Keterangan : a. Kerangka kaku di atas bersifat statis tak tentu. b. Portal dicegah beralih horisontal oleh tumpuan terjepit di A. c. Portal dicegah beralih vertikal oleh tumpuan dasar terjepit di D dan E. a Kerangka kaku c Diagaram benda bebas titik hubung hanya momen yang diperlihatkan b Diagaram benda bebas tiap anggota commit to user 9 d. Deformasi aksial pada anggota-anggotanya diabaikan, kelima titik hubungnya harus tetap di lokasi mereka semula. e. Rotasi titik hubung searah jarum jam θ B dan θ C dianggap bernilai positif Gambar 2.4a. f. Diagram-diagram benda bebas semua anggota Gambar 2.4b memperlihatkan bahwa di suatu ujung yang manapun pada setiap anggota, bisa terdapat tiga gaya : gaya tarik atau tekan langsung, gaya geser ujung, dan momen ujung. Delapan momen ujung yang bekerja di ujung-ujung keempat anggota disebut sebagai M 1 hingga M 8 . Momen-momen searah jarum jam yang bekerja di ujung-ujung anggota dianggap bernilai positif. g. Dua momen ujung yang bekerja pada setiap anggota dapat diekspresikan sebagai fungsi dari kedua rotasi dan beban-beban pada ujung anggota yang bersangkutan. Jadi momen-momen M 1 hingga M 8 dapat diekspresikan sebagai fungsi dari kedua rotasi titik hubung yang tak diketahui θ B dan θ C . h. Gambar 2.4c memperlihatkan diagram-diagram benda bebas titik hubung B dan C. Aksi dari anggota terhadap titik hubung terdiri dari sebuah gaya dalam arah sumbu anggota yang bersangkutan, dan sebuah momen yang masing-masing merupakan lawan dari aksi titik hubung yang bersangkutan terhadap anggota tersebut. Pada Gambar 2.4c hanya momen yang diperlihatkan. Momen-momen ini diperlihatkan dalam arah positif mereka, yakni berlawanan arah jarum jam. i. Agar seimbang, jumlah semua momen yang bekerja di setiap titik hubung harus sama dengan nol. Jadi : Syarat sambungan di B : M 2 + M 3 + M 5 = 0 Syarat sambungan di C : M 4 + M 7 = 0 Syarat sambungan di B dan C diperlukan dan cukup untuk menentukan nilai rotasi titik hubung yang tak diketahui yaitu θ B dan θ C . Dari keterangan gambar 2.4 di atas sudah dapat diketahui bahwa beban yang diterima rangka menyebabkan perubahan sudut θ yang nilainya perlu dicari dan digunakan untuk menentukan nilai momen lentur pada setiap ujung anggota. commit to user 10

II.2.1.1. Penurunan Persamaan Perubahan Sudut

Persamaan-persamaan defleksi kemiringan momen ujung yang bekerja di ujung-ujung sebuah batang dinyatakan dalam suku-suku rotasi ujung dan pembebanan pada batang tersebut. Jadi untuk rentangan AB yang terlihat pada gambar 2.5a, M A dan M B dinyatakan dalam suku-suku rotasi ujung θ A dan θ B dan pembebanan yang diberikan W 1 dan W 2 catalah bahwa moment ujung searah jarum jam bernilai positif. Gambar 2.5 Persamaan perubahan sudut kerangka kaku Sumber : Chu-kia wang, 1987 : 180 Dengan pembebanan yang diberikan pada batang itu maka diperlukan momen ujung momen ujung terjepit M OA dan M OB yang diperlukan untuk mempertahankan kemiringan nol di A dan B Gambar 2.5b. Momen-momen ujung tambahan M ’ A dan M ’ B atau biasa disebut kondisi gaya titik hubung yang tanpa beban-beban bekerja pada batang AB diperlukan untuk mempertahankan kemiringan θ A dan θ B . Jika θ A1 dan θ B1 merupakan rotasi ujung yang disebabkan oleh M ’ A dan θ A2 dan θ B2 oleh M ’ B Gambar 2.5d, maka syarat-syarat bentuk yang diperlukan menurut Chu-kia wang,Ph.D, 1987 : 180 : M A = M OA + M ’ A 2.1 M A = M OA + M ’ A 2.2 a Uraian perubahan sudut b c d commit to user 11 Momen-momen ujung M OA dan M OB ditentukan sebagai momen ujung terjepit sedangkan momen-momen ujung M ’ A dan M ’ B ditentukan untuk mempertahankan kemiringan θ A dan θ B. jadi : θ A = - θ A1 + θ A2 = 3EI L M 6EI L M B A + − 2.3 θ B = - θ B1 + θ B2 = 3EI L M 6EI L M B A + − 2.4 Dengan menjawab persamaan 2.3 dan 2.4 untuk memperoleh M ’ A dan M ’ B, M ’ A = + B θ θ L 2EI L 4EI A + 2.5 M ’ B = + B θ θ L 4EI L 2EI A + 2.6 Subtitusikan persamaan 2.5 dan 2.6 ke dalam persamaan 2.1 dan 2.2 untuk memperoleh M A dan M B , M A = M OA + 2 L 2EI A B θ θ + 2.7 M B = M OB + 2 L 2EI A B θ θ + 2.8 Maka secara umum di dapat, M ujung-dekat = M OA + 2 L 2EI A B θ θ + 2.9 Dimana : θ A = Sudut rotasi titik hubung A θ B = Sudut rotasi titik hubung B M A = Momen di ujung batang AB Nmm 2 M B = Momen di ujung batang BA Nmm 2 M ’ A = Momen untuk mempertahankan kemiringan θ A M ’ B = Momen untuk mempertahankan kemiringan θ B M OA = Momen ujung terjepit di A M OB = Momen ujung terjepit di B I = Inersia mm 4 L = Panjang batang mm commit to user 12 Persamaan 2.9 di atas adalah persamaan perubahan sudut untuk suatu anggota yang mengalami perubahan sudut tanpa rotasi sumbu anggota- anggotanya. Momen di sembarang ujung suatu anggota yang mengalami lenturan sama dengan momen ujung terjepit akibat beban-beban yang bekerja pada anggota tersebut ditambah 2EIL kali jumlah dari dua kali kemiringan di ujung dekat dan kemiringan di ujung jauh.

II.3. Analisa Kekuatan Baut

Baut merupakan salah satu komponen yang digunakan untuk menyambung profil rangka. Diameter baut sangat penting untuk direncanakan, karena apabila diameter tidak kuat menahan beban, maka baut akan patah. Kerusakan baut pada perencanaan ini hanya diakibatkan karena beban eksentris saja. Persamaan kerusakan akibat beban eksentris dapat dilihat sebagai berikut Khurmi dan Ghupta, 2005, 284 : Gambar 2.6. Beban eksentris pada baut Sumber : Khurmi dan Gupta,1982, 284 a. Beban langsung yang diterima tiap baut P s : n P = s P 2.10 b. Momen yang muncul karena beban P dengan jarak e M : e P M . = 2.11 commit to user 13 c. Jarak tiap baut terhadap titik G l. l 1 = l 2 d. Beban yang akan diterima tiap baut F : . l 2 2 2 1 1 1 l l F M + = 2.12 e. Menentuk an sudut θ yang dibentuk oleh arah gaya P dan F. f. Menentukan nilai resultan pada baut R : θ cos . . . 2 2 2 max F P F P R s s + + = 2.13 g. Menentukan diameter baut d c : τ π . . 4 2 max c d R = 2.14 Dimana : P = Beban eksentris N P s = beban geser langsung N M = Momen Nmm e = jarak titik G dengan beban mm F = Beban yang diterima tiap baut N l = jarak titik G dengan baut mm R max = Resultan maximum N d c = Diameter baut mm τ = Tegangan geser Nmm

II.4. Proses Permesinan