commit to user 19
BAB III PERANCANGAN DAN GAMBAR
III.1. Proses Perencanaan
Proses perencanaan proyek akhir dengan judul Mesin Press Batako Styrofoam dan Botol Plastik memuat tentang cara kerja dari mesin hidrolik yang
pengoperasiannya menggunakan tenaga manusia dan tidak memerlukan mesin dengan sistem transmisi yang terlalu rumit.
Gambar 3.1. Rancangan mesin press batako styrofoam dan botol plastik 2
9
5 Keterangan :
1. Tangki pompa
2. Silinder kerja hidrolik 3.
Pressure gauge 4. Release valve
5. Tuas pompa 6. Selang
7. Rangka 8. Punch
9. Molding 10.
Dies 11.
Breathe valve 4
6
1 7
8
10 3
11
commit to user 20
III.1.2. Komponen-Komponen Utama
1. Single acting cylinder Silinder kerja Jenis ini hanya memiliki satu buah ruang fluida kerja di
dalamnya, yaitu ruang silinder di atas atau di bawah piston. Kondisi ini mengakibatkan silinder kerja hanya bisa melakukan satu buah gerakan, yaitu
gerakan tekan. Sedangkan untuk kembali ke posisi semula, ujung batang piston didesak oleh gravitasi, tenaga dari luar atau dengan pegas.
Silinder hidrolik
Piston hidrolik
Gambar 3.2. silinder hidrolik dan piston 2. Tangki pompa
Tangki pompa merupakan komponen yang paling penting dalam sistem hidrolik, karena sebagai tempat oli. Tangki pompa harus dirancang agar tidak
ada debu dan kotoran tidak dapat masuk dalam rongga pompa. Kotoran dan debu yang masuk dapat menyumbat saluran pada sistem, sehingga sistem tidak
dapat bekerja secara optimal.
Tangki Pompa
Gambar 3.3. Tangki pompa
commit to user 21
3. Release Valve Katup ini berfungsi sebagai pengatur tekanan yang digunakan untuk
mengontrol dan mempertahankan tekanan dalam sistm hidrolik fluida. Cara kerja katup ini adalah jika ingin digunakan untuk mengepress batako dan
plastik maka katup harus ditutup agar fluida dapat masuk menuju silinder kerja hidtolik, jika digunakan untuk gerakan instroke maka katup dikendorkan
sedikit agar piston silinder kerja kembali pada posisi semula. Katup ini juga digunakan untuk saluran pembuangan oli apabila ingin melakukan penggantian
oli.
Release valve
Gambar 3.4. Release valve
4. Breathe Valve Katup ini terletak pada bagian belakang pompa yang berfungsi sebagai
tempat sluran pengisian oli jika dilakukan penggantian oli. Katup ini juga berfungsi sebagai saluran masuknya udara yang dapat membantu mempercepat
gerakan silinder.
Breathe valve
Gambar 3.5. Breathe valve
commit to user 22
III.1.3. Mekanisme Sistem Hidrolik
Sistem kerja hidrolik ini digunakan untuk mengepress batako dan botol plastik. Sumber tenaga yang digunakan adalah dari kekuatan tangan manusia
secara manual. Dengan tenaga manusia yang mendorong atau menekan tuas pengungkit maka fluidaoli yang berada dalam tangki pompa akan disalurkan ke
dalam silinder kerja hidrolik. Pada saat tuas pengungkit ditarik ke atas oli akan terkumpul di dalam ujung pompa, kemudian pada saat tuas diturunkan atau
ditekan ada gerakan piston dalam pompa yang menekan oli menuju ke silinder kerja hidrolik melalui selang.
Cara pengepresan dengan sistem hidrolik manual ini dengan menaik- turunkan tuas beberapa kali. Tuas ini akan mendorong oli masuk ke dalam selang,
kemudian olifluida akan disalurkan menuju silinder kerja hidrolik yang akan mendorong piston bergerak keluar atau mengalami outstroke. Gerakan keluar
silinder ini digunakan untuk mengepress batako dan botol plastik. Setelah benda kerja selesai dipress maka silinder akan dinaikkan kembali pada posisi semula
yaitu dengan cara mengendorkan release valve yang berada pada ujung pompa hidrolik dan juga dengan bantuan pengungkit yang mengakibatkan molding
mendorong punch permanen yang menempel pada ujung silinder. Mengendorkan pompa harus secukupnya saja, karena jika mengendorkan secara berlebihan maka
oli yang ada dalam pompa akan tumpah keluar. Skema sistem hidrolik dapat dilihat dalam gambar 3.6.
Gambar 3.6. Skema sistem hidrolik Tenaga manusia
Tuas pengungkit Fluidaoli
Selang Silinder kerja hidrolik
Pistonaktuator
Gaya pengepressan
commit to user 23
III.2. Menentukan Tekanan Pengepresan III.2.1. Mencari Luas piston dalam silinder hidrolik
Kapasitas pompa hidrolik = 20 ton A =
1 4
� d
2
Dimana : A = Luas piston silinder cm
2
d = Diameter piston silinder cm As =
1 4
� d
2
As = 1
4 x
3.14 x 5 cm
2
As = 19.625 cm
2
III.2.2. Menentukan gaya pengepressan pada silinder kerja
Tekanan yang dibutuhkan untuk mengepress batako sebesar 50 kgcm
2
P = 50 kgcm
2
P =
�
�
�
Dimana : P = Tekanan dalam pompa Ncm
2
Fs = Gaya pengepressan pada silinder kerja N A = Luas piston silinder pompa cm
2
Fs = P x A Fs = 50 kgcm
2
x 19.625 cm
2
Fs = 981.25 kg Fs = 9812.5 N
III.2.3. Menentukan luas plunger pada pompa
Ap =
1 4
� d
2
Ap =
1 4
3.14 1.2
2
Ap = 1.1304 cm
2
commit to user 24
III.2.4. Menentukan gaya pada pompa Fp
�
�
�
�
=
�
�
�
�
9812.5 19.625
=
�
�
1.1304
50 =
�
�
1.1304
Fp = 1.1304 x 50 Fp = 56.52 kg
Fp = 565.2 N
III.2.5. Menentukan gaya pada tangan manusia Fm
Gambar 3.7. Sketsa pompa hidrolik
Gambar 3.8. FBD gaya tuas pengungkit Tuas pengungkit
Tuas plunger
plunger
commit to user 25
a = 45 mm = 4.5 cm
b = 600 mm = 60 cm Dimana :
a = jarak tuas pada plunger b = jarak antara tuas plunger dengan letak tangan pada tuas pengungkit
Fp = 56.52 kg ∑ �
�
= -Fm x a + b + Fp x a
= Fp x a
= Fm x a + b
56.52 kg x 4.5cm =
Fm x 4.5 + 60 cm 254.34 kgcm
= Fm x 64.5 cm
Fm =
3.94 kg Fm
= 4 kg
Fm =
40 N
III.3. Menentukan Kekuatan Baut
Gambar 3.9 Sketsa perhitungan kekuatan baut
Dik : F = Fpompa +Fm = 565,2 N + 40 N
= 605,2 N L = 68 mm
L
1
= 75 mm Bahan st37,
�
t
= 370 MPa F
commit to user 26
Dit : Ukuran baut : Jawab :
- Mencari tegangan geser langsung
Ws =
� �
Ws =
605,2 � 2
Ws = 302.6 N -
Mencari tegangan tarik langsung Wt =
�.� 2.�1
Wt =
302.6 � � 68�� 2 � 75��
Wt =
20576.8 ��� 150��
Wt = 137.2 N -
Mencari beban tarik equivalen Wte =
1 2
+ ��� + ���
2
+ 4 ��
2
� Wte =
1 2
+
�137.2� + �137.2 �
2
+ 4 302.6 �
2
� Wte =
1 2
+
�137.2 � + √ 18823.84 �
2
+ 366267.04 �
2
�
Wte =
1 2
+
�137.2 � + √ 385090.88 �
2
�
Wte =
1 2
+
[137.2 � + 620.56 �]
Wte =
1 2
+
[757.76 �]
Wte = 378.88 N -
Mencari ukuran baut Wte =
1 4
�
��
2
x �
t
commit to user 27
378.88 N =
1 4
3.14 ��
2
x 370 Nmm
2
378.88 N = 290 Nmm
2
dc
2
dc
2
=
378.88 � 290 ���
2
dc
2
= 1.3 mm
2
dc = √1.3 mm
2
dc = 1.14 mm Jadi, menurut table 2.1. jika dc = 1.14 mm berartu ukuran baut yang digunakan
adalah M1.6 = AMAN
commit to user 28
BAB IV PEMBUATAN DAN PEMBAHASAN
Kategori