SISTEM PNEUMATIK UNTUK PENEMBAKAN BENANG PAKAN PADA MESIN TENUN ”TSUDAKOMA ZA 205i” TIPE AIR JET LOOM

  SISTEM PNEUMATIK UNTUK PENEMBAKAN BENANG PAKAN PADA MESIN TENUN ”TSUDAKOMA ZA 205i” TIPE AIR JET LOOM TUGAS AKHIR Untuk memenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat Sarjana Teknik di Teknik Mesin Diajukan oleh : Albertus Nugroho Budi Sutrisno 045214017 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

  PNEUMATIC SYSTEM FOR WEFT YARN SHOOTING AT ”TSUDAKOMA ZA 205i” TYPE AIR JET LOOM WEAVING MACHINE FINAL PROJECT Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Mechanical of Engineering By: Albertus Nugroho Budi Sutrisno 045214017 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang sengaja tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, Februari 2009 Albertus Nugroho Budi Sutrisno

  

INTISARI

  Penelitian ini bertujuan untuk memaparkan sistem pneumatik untuk mesin tenun “Tsudakoma ZA 205i” tipe Air Jet Loom terutama pada komponen nosel utama (main nozzle). Pada komponen ini terdapat aliran nosel utama dan aliran untuk pemotongan (cutting blow). Pamaparan sistem pneumatik tersebut juga dilengkapi dengan perhitungan untuk mengetahui kecepatan, tekanan dan debit udara serta daya yang diperlukan.

  Data yang diperoleh untuk penelitian ini merupakan data berupa hasil pengaturan-pengaturan seperti pengaturan tekanan pada kotak regulator (regulator

  

box) dan waktu kerja dari dua jenis aliran udara tersebut serta hasil pengukuran

  seperti pengukuran jarak dan rpm. Seluruh sistem pneumatik ini bekerja di dalam saluran pipa fleksibel (hose) sehingga dalam perhitungan banyak menggunakan persamaan kontinuitas dan persamaan Bernoulli.

  Dari hasil perhitungan menunjukkan bahwa untuk aliran nosel utama yang

• 4

  3

  mengonsumsi udara sebesar 6,84×10 m /detik membutuhkan kecepatan udara 54,28 m/detik dan daya yang digunakan adalah sebesar 340,6 watt. Pada aliran

• 5

  3

  untuk pemotongan yang mengonsumsi udara sebesar 3,17×10 m /detik membutuhkan kecepatan udara sebesar 2,45 m/detik dan daya yang digunakan adalah sebesar 6,31 watt. Tekanan udara pada ujung nosel untuk aliran nosel

  5

  utama sebesar 4,98×10 Pa, sedangkan tekanan awal pada kotak regulator sebesar

  5

  5×10 Pa. Tekanan udara pada ujung nosel untuk aliran untuk pemotongan sebesar

  5 5 1,97×10 Pa, sedangkan tekanan awal pada kotak regulator sebesar 2×10 Pa.

KATA PENGANTAR

  Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmatNya,penulis dapat menyelasaikan naskah Tugas Akhir yang berjudul Sistem Pneumatik untuk Penembakan Benang Pakan pada Mesin Tenun “Tsudakama ZA 205i tipe Air Jet Loom” . Engkau juga telah mencurahkan rahmat-Mu kepada penulis lewat orang-orang yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun secara tidak lanngsung, maka penulis juga berterima kasih kepada :

  1. Romo Ir Gregorius Heliarko SJ., SS., B.ST., MA., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Bapak Ir. Rines, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

  3. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan , serta fasilitas yang diberikan selama masa kuliah.

  4. Bapak Ir.Djarot Gunadi selaku Factory Manager PT. Daya Manunggal, Salatiga, yang telah memberi kesempatan kepada penulis untuk melakukan penelitian di pabrik.

  5. Bapak Andre, yang banyak mengarahkan penulis dalam penelitian di pabrik

  6. Bapak Lilik Purwiyatno selaku Kepala Departemen Weaving AJL II yang telah memberi kesempatan untuk melakukan penelitian.

  7. Bapak Yuwono selaku Kepala Bagian Kompressor dan rekan-rekan bagian kompressor yang memperbolehkan penulis meneliti bagian kompressor.

  8. Bapak Eko Sudianto selaku Kepala Bagian Maintenance Loom, dan rekan-rekan bagian maintenance loom yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membantu penulis dalam mengambil data serta memberikan ilmu yang dimiliki untuk penulis.

  9. Bapak dan Ibu penulis yang telah memberikan doa, semangat dan saran-saran kepada penulis.

  10. Kakakku Susi dan Adikku Agung, telah memberikan doa dan semangat kepada penulis.

  11. Istriku Tri Wahyuni H dan anakku Ria OC yang telah memberikan semangat kepada penulis untuk Tugas Akhir serta telah bersabar

  12. Dian S dan Andy P, Hendry serta lain-lain yang sudah banyak memberi saran dan mau mendengarkan masalah-masalahku.

  13. Saudara-saudara penulis dan teman-teman penulis yang tidak dapat disebutkan oleh penulis satu per satu.

  14. Semua teman-teman Teknik Mesin ’04 yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu, serta

  15. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis sangat menyadari, bahwa Tugas Akhir ini masih perlu penyempurnaan, sehingga saran dan kritik dari berbagai pihak demi kesempurnaan Tugas Akhir ini sangat penulis harapkan dan semoga Tugas Akhir dapat menjadi referensi teman-teman yang lain untuk mengembangan lebih lanjut.

  Yogyakarta, Februari 2009 Albertus Nugroho Budi Sutrisno

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii PERNYATAAN HASIL KARYA ............................................................... iv

  INTISARI ................................................................................................... vi PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS vii KATA PENGANTAR .............................................................................. viii DAFTAR ISI ................................................................................................ x DAFTAR LAMBANG ............................................................................. xiii DAFTAR TABEL ..................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xv

  BAB I PENDAHULUAN ..................................................................... 1

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

  1.2 Perumusan Masalah ................................................................. 3

  1.3 Tujuan .......................................................................................... 4

  1.4 Pembatasaan masalah .................................................................. 4

  1.5 Manfaat ........................................................................................ 5

  BAB II LANDASAN TEORI ............................................................... 7

  2.1 Pneumatik .................................................................................. 7

  2.1.1 Kelebihan Sistem Pneumatik .............................................. 8

  2.1.2 Kekurangan (keterbatasan) Pneumatik .............................. 10

  2.1.3 Prinsip Dasar Pneumatik ................................................... 12

  2.1.3.1 Udara atmosfir ......................................................... 12

  2.1.3.2 Tekanan Udara ........................................................ 13

  2.1.3.3 Densitas ................................................................... 14

  2.2 Persamaan-persamaan Fisika Dasar ......................................... 15

  2.2.1 Persamaan Bernoulli .......................................................... 15

  2.2.2 Persamaan Kontinuitas ...................................................... 16

  2.2.3 Laju Aliran ......................................................................... 17

  2.2.4 Hukum Pascal..................................................................... 17

  2.2.5 Gaya ................................................................................... 18

  2.2.6 Tekanan ............................................................................. 19

  2.2.7 Gerak ................................................................................. 19

  2.2.7.1 Gerak Parabola ........................................................ 19

  2.2.7.2 Kecepatan ................................................................ 21

  2.2.8 Periode dan Frekuensi ....................................................... 22

  2.2.9 Daya ................................................................................... 22

  BAB III MESIN TENUN ....................................................................... 23

  3.1 Proses Pembentukan Kain ........................................................ 23

  3.2 Istilah-istilah Penenunan .......................................................... 26

  3.3 Alur dan Siklus Kerja serta Ukuran hose ................................. 43

  3.3.1 Nosel Utama ....................................................................... 44

  3.3.2 Aliran Pemotong................................................................. 45

  3.3.3 Aliran konstan ................................................................... 46

  3.3.4 Nosel Pendukung ............................................................... 47

  3.3.5 Siklus Benang Pakan ......................................................... 50

  3.4 Timing pneumatik mesin tenun .............................................. 51

  BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISIS ........................................ 53

  4.1 Putaran mesin ........................................................................... 55

  4.2 Kecepatan benang setelah ditembakkan ................................... 56

  4.3 Nosel utama............................................................................... 62

  4.4 Aliran Pemotong ...................................................................... 68

  BAB V HASIL dan PEMBAHASAN ................................................... 77

  5.1 Putaran mesin ........................................................................... 77

  5.2 Kecepatan benang setelah ditembakkan ................................... 77

  5.3 Penurunan benang .................................................................... 78

  5.4 Nosel utama .............................................................................. 80

  5.5 Aliran pemotong ...................................................................... 82

  BAB VI KESIMPULAN dan SARAN ................................................... 84

  6.1 Kesimpulan .............................................................................. 84

  6.2 Saran ......................................................................................... 85 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 86 LAMPIRAN ................................................................................................ 87

DAFTAR LAMBANG

  Lambang Keterangan

• -P daerah tekanan hampa

  e

• +P daerah tekanan terukur

  e

  Pa Pascal kPa kiloPascal (× 1000) rapat massa (densitas)

  ρ

  m massa, kg

  3 V volume, m

  v kecepatan, m/detik P tekanan, Pa

  2 A luas penampang, m

  h ketinggian, m

  2

  g gravitasi, m/detik

  3 Q debit, m /detik

  F gaya, N

  2

  a percepatan, m/detik v 0x kecepatan awal pada sumbu x, m/detik v kecepatan awal pada sumbu y, m/detik

  0y

  kemiringan, θ sudut v x kecepatan pada sumbu x, m/detik v y kecepatan pada sumbu y, m/detik jumlah gaya pada sumbu x, m/detik

  Σ F _x jumlah gaya pada sumbu y, m/detik Σ F _y s jarak, m t waktu, detik

  T periode, detik f frekuensi, rpm W daya, watt

  

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Simbol regulator box .................................................................. 35Tabel 3.2 Simbol plug pada kotak regulator .............................................. 36Tabel 3.3 Timing awal nosel pendukung ................................................... 49Tabel 4.1 Data analisis mesin tenun ........................................................... 53Tabel 4.2 Beberapa sifat udara pada tekanan atmosfir .............................. 54Tabel 4.3 Penurunan benang pakan ........................................................... 60Tabel 4.4 Penurunan benang pakan terhadap jarak tempuh dan waktu yang dipergunakan ................................................................................ 62Tabel 4.5 Ukuran penampang selang nosel utama ..................................... 64Tabel 4.6 Persamaan matematis untuk nosel utama .................................. 66Tabel 4.7 Perhitungan matematis untuk nosel utama ................................ 67Tabel 4.8 Ukuran penampang selang untuk aliran pemotong .................... 69Tabel 4.9 Persamaan matematis untuk aliran pemotong ............................ 70Tabel 4.10 Perhitungan matematis untuk aliran pemotong ........................ 75

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Ilustrasi tekanan atmosfir ....................................................... 13Gambar 2.2 Persamaan Bernoulli ............................................................. 15Gambar 2.3 Persamaan Kontinuitas ........................................................... 16Gambar 2.4 Gerak Parabola dalam grafik Kartesius .................................. 19Gambar 3.1 Alur Proses Weaving AJL ...................................................... 23Gambar 3.2 Mesin Tenun ........................................................................... 31Gambar 3.3 Mekanik Mesin Tenun ........................................................... 32Gambar 3.3 Jalur Pneumatik Mesin Tenun ............................................. 33Gambar 3.4 Ball valve, Air filter, dan Micro aerator ................................. 35Gambar 3.5 Regulator Box ........................................................................ 36Gambar 3.6 Main tank dan Sub tank .......................................................... 37Gambar 3.7 Solenoid untuk main nozzle ................................................... 38Gambar 3.8 Solenoid untuk cutting blow .................................................. 38Gambar 3.9 Solenoid untuk aliran konstan ................................................. 39Gambar 3.10 Solenoid untuk nosel pendukung ......................................... 40Gambar 3.11 FDP Drum ............................................................................ 41Gambar 3.12 Bagian nosel utama ............................................................... 42Gambar 3.13 Nosel utama .......................................................................... 42Gambar 3.14 Nosel Pendukung ................................................................. 42Gambar 3.16 Ukuran selang untuk aliran pemotong ................................. 46Gambar 3.17 Alur udara aliran konstan ..................................................... 47Gambar 3.18 Jalur Udara nosel pendukung ............................................... 49Gambar 3.19 Siklus kerja mesin tenun ...................................................... 52Gambar 4.1 Gerakan penurunan benang pakan ........................................... 58Gambar 4.2 Grafik penurunan benang pakan terhadap jarak tempuh ........ 61Gambar 4.3 Grafik penurunan benang pakan ............................................ 63

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Perkembangan dunia dewasa ini semakin hari semakin maju, peningkatan taraf hidup manusia juga menuntut orang untuk bekerja lebih baik agar dapat mendapatkan hasil yang maksimal. Agar mandapatkan hasil yang lebih baik dalam bekerja. Seiring perkembangan zaman, banyak pula pekembangan di berbagai bidang. Perkembangan ini mempunyai salah satu tujuan agar segala sesuatu dapat menjadi lebih praktis, mudah, murah, efektif dan efisien serta yang penting adalah peningkatan kualitas suatu barang.

  Industri merupakan salah satu bidang yang mengikuti perkembangan tersebut agar peningkatan mutu tercapai. Dahulu, untuk menghasilkan suatu barang produksi, industri masih banyak menggunakan tenaga dari manusia. Tenaga manusia tidak konstan, dapat juga habis atau menurun, jadi manusia membutuhkan istirahat, maka dianggap kurang efektif dalam beberapa hal di bidang industri, sebab di industri selalu menargetkan barang produksinya. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, industripun juga ikut mengalami perkembangan. Dahulu menggunakan tenaga manusia, mulai dibantu sedikit demi sedikit dengan menggunakan bantuan mesin dan terus berkembang lalu mesin yang mengerjakan pekerjaan, sedangkan manusia mengendalikan atau mengawasi.

  Begitu banyak jenis mesin yang tercipta untuk mempermudah pekerjaan manusia dan mengefektifkan kerja manusia serta labih memaksimalkan hasil yang diperoleh, terutama mesin yang digunakan untuk produksi.

  Tekstil, merupakan salah satu industri dari berbagai industri yang juga melakukan peningkatan mutu untuk menghasilkan barang produksi tersebut.

  Penggunaan mesin-mesin juga dilakukan untuk meningkatan mutu tersabut. Salah satu mesin yang digunakan adalah mesin tenun.

  Menenun merupakan pembuatan lembaran kain dengan cara memasukkan benang secara tegak lurus dengan benang lainnya. Pada zaman dahulu, awal aktivitas ini dimulai, kegiatan ini dilakukan dengan menggunakan tangan. Berkat kemajuan dari teknologi yang setiap hari semakin berkembang, maka kemudian mulai diciptakan mesin tenun sederhana, tetapi masih menggunakan bantuan manusia sebagai penggerak mesin tersebut. Dari waktu ke waktu mesin tenun terus mengalami perubahan, mulai dari yang seluruh pengoperasiannya yang menggunakan tenaga manusia, lalu berkembang menggunakan tenaga manusia dan dibantu dengan mekanik bahkan penggunaan tenaga manusia juga sudah dapat tergantikan dengan tenaga listrik yaitu dengan motor listrik.

  Pada saat ini, mesin tenun yang masih dipergunakan adalah perpaduan dengan menggunakan tenaga motor listrik, mekanik penggerak. Selain motor listrik dan mekanik penggerak, biasanya para produsen memberikan kekhasan pada mesin tenun buatannya, salah satu kekhasan tersebut adalah dengan penggunaan udara bertekanan, dengan kata lain yaitu sistem pneumatik. Dikatakan demikian karena udara bertekanan tersebut digunakan sebagai alat peluncur benang dalam penganyaman dan motor listrik sebagai alat penggerak mekanik yang mendukung penganyaman tersebut.

  Tenaga pneumatik sangat vital, karena jika tidak terdapat udara bertekanan ini maka tidak akan terjadi proses menganyaman, jadi udara bertekanan ini perlu dipelihara dan dijaga baik didalam perpipaan maupan didalam sistem pada mesin tersebut. Karena mesin tenun tersebut menggunakan tenaga pneumatik sebagai penggerak vital, dengan demikian mesin tenun ini disebut dengan mesin tenun tipe Air Jet Loom atau lebih mudah dengan sebutan AJL. Dengan adanya mesin tenun tersebut, maka manusia lebih fokus untuk mengawasi mesin tersebut jika terjadi masalah teknis. Selain itu tenaga manusia juga dapat difokuskan untuk merawat (maintenance) mesin tersebut.

  Setelah tahu bahwa aktivitas menganyam yang sebelumnya dikerjakan dengan menggunakan tenaga manusia dan kini dapat digantikan dengan udara bertekanan, maka satu perkerjaan lagi akan dapat menjadi lebih efektif dan efisien serta dapat maksimal pula hasilnya.

1.2 Masalah Perumusan

  Pada penelitian ini akan dilakukan perhitungan ulang terhadap masin tenun “Tsudakoma ZA 205i” tipe Air jet Loom. Dalam penelitian ini, tidak seluruh sistem pneumatik di lakukan penghitungan ulang, tetapi hanya pada nosel utama (main nozzle) yang merupakan bagian awal dari suatu penembakan Penelitian ini untuk memberikan suatu alternatif penghitungan terhadap suatu mesin tenun yang ditunjukkan dari sisi kecepatan tembakan yang dihasilkan oleh nosel utama, debit udara bertekanan dan daya yang dipergunakan.

  1.3 Tujuan

  Tujuan dari penelitian ini antara lain : 1.

  Memaparkan sistem pneumatik secara umum pada mesin tenun “Tsudakoma ZA 205i” tipe Air jet Loom terutama pada komponen nosel utama.

  2. Menganalisa dan menghitung ulang kecepatan tembakan yang dihasilkan oleh nosel utama, debit udara bertekanan dan daya yang digunakan pada nosel utama untuk aliran nosel utama dan aliran pemotong (cutting blow).

  Dengan memperoleh hasil dari analisa dan perhitungan, secara bersamaan akan diketahui pengaruh yang diberikan dari pengaturan udara bertekanan pada kotak regulator (regulator box).

  1.4 Pembatasaan masalah

  Pada mesin tenun terdapat beberapa macam sistem yang dimana sistem tersebut akan menunjang atau mendukung terjadinya sebuah anyaman yang terus menerus. Salah satu sistem yang terdapat dalam mesin tenun tersebut adalah sistem pneumatik. Pada sistem pneumatik ini terdapat beberapa bagian yang saling ketergantungan. Pada naskah ini, akan memaparkan sistem pneumatik untuk komponen nosel utama serta pendukung pada nosel utama tersebut. Jadi permasalahan yang akan di paparkan secara lebih lengkap adalah pada bagian yang menyangkut kemponen nosel utama. Hal-hal yang dijelaskan diluar komponen nosel utama merupakan pendukung saja.

1.5 Manfaat

  Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini antara lain :

  1. Bagi Perusahaan

  a. Memberikan satu wawasan baru mengenai sistem pneumaitk dalam sebuah mesin tenun yang dimiliki perusahaan tersebut.

  b. Membuka kemungkinan melakukan tali kerjasama yang saling menguntungkan dengan universitas.

  2. Bagi Universitas

  a. Memberikan wacana baru mengenai salah satu penggunaan tenaga pneumatik dibidang industri.

  b. Membuka untuk kemungkinan melakukan tali kerjasama yang saling menguntungkan dengan perusahaan

  3. Bagi mahasiswa

  a. Pengaplikasian berbagai teori yang telah diperoleh di bangku perkuliahan.

  b. Mengenal dan memahani serta menemukan cara untuk pemecahan masalah yang ada di perusahaan pada bagian pneumatik.

  c. Mengembangkan kepribadian dengan cara berinteraksi dengan semua orang yang berada di perusahaan.

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Pneumatik

  Pneumatik merupakan pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan- keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan. Kata pneumatik itu berasal dari perkataan Yunani “pneuma” yang berarti “napas” atau “udara”. Jadi pneumatik berarti : terisi udara atau digerakkan oleh udara mampat.

  Pneumatik itu merupakan cabang mekanika fluida dan tidak hanya meliputi aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran, yang terdiri atas pipa- pipa, selang-selang, perlengkapan (device) dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara mampat.

  Pneumatik dalam pelaksanaan teknik udara mampat dalam industri merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanis dimana udara memindahkan suatu gaya atau suatu gerakan, dengan demikian bidang pneumatik itu meliputi semua komponen mesin atau peralatan yang memanfaatkan udara sebagai pemberi dayanya.

  Pada mulanya pemakaian udara mampat terbatas untuk alat-alat kerja dengan peralatan tumbuk atau putar. Setelah itu,terutama setelah Perang Dunia II, peralatan-peralatan udara mampat ini oleh sebab majunya perkembangan teknik, mekanisasi dan otomatisasi, lebih mendapatkan pengakuan sebagai alat bantu yang cocok sekali pada pelaksanaan produksi.

  Kata pneumatik juga tidak dapat lepas dari kata fluida, baik fluida diam maupun fluida bergerak. Pengertian fluida adalah zat-zat yang mampu mengalir dan yang menyesuaikan diri dengan bentuk wadahnya.

  Perbedaan utama antara fluida cairan dengan fluida gas:

  a. Cairan termasuk fluida yang tidak kompresibel, sedangkan gas marupakan fluida yang kompresibel Kompresibel artinya fluida dapat ditekan atau di mampatkan pada suatu ruang tertentu sampai mencapai volume tertentu.

  b. Cairan mengisi volume tertentu dalam sebuah wadah dan mempunyai permukaan - permukaan bebas, sedangkan gas dengan massa tertentu mengembang sampai mengisi seluruh bagian wadah yang ditempati.

  Dalam hal ini, pada dasarnya hanya sistem pneumatik yang menggunakan udara sebagai fluida kerja. Udara yang dimampatkan adalah udara yang diambil dari lingkungan sekitar dan kemudian udara tersebut akan ditempatkan atau dialirkan pada ruangan yang lebih kecil daripada sebelumnya. Udara yang dimampatkan tadi akan menekan ke segala arah dan tekanan tersebut yang nantinya akan menjadi tenaga atau energi yang dipakai untuk melakukan suatu proses kerja.

2.1.1 Kelebihan Sistem Pneumatik

  Di berbagai industri atau banyak orang lebih memilih sistem pneumatik sebagai alat bantu atau rekan kerja dalam pekerjaan mereka, ini dikarenakan sistem pneumatik mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan menggunakan sistem hidrolik.

  1. Fluida kerja mudah diperoleh dan mudah diangkut: a. udara terdapat dimana saja dalam jumlah yang tidak terhingga.

  b. saluran balik tidak diperlukan karena udara yang telah dipakai dapat dibuang dengan bebas.

  2. Dapat disimpan dengan baik Kompresor tidak perlu dihidupkan secara terus menerus. Udara hasil kompresi dapat di simpan ke dalam tangki penyimpanan.

  Penyimpanan ini juga dapat berguna jika terhentinya pasokan energi listrik.

  3. Bersih dan kering Jika terjadi kebocoran pada saluran pipa dari udara bertekanan, maka benda kerja maupun bahan tidak menjadi kotor. Ini penting dan cocok sekali dalam industri makanan, kayu dan tekstil.

  4. Tidak peka terhadap suhu Hal ini akan menjamin terjaganya peralatan dan saluran, walaupun di bawah kondisi perbedaan temperatur yang besar.

  5. Aman Udara hasil pemampatan tidak memberi resiko untuk terjadinya percikan api, jadi aman terhadap kebakaran dan ledakan.

  6. Bentuk Bentuk sistem pneumatik lebih sederhana, jadi lebih mudah dan murah dalam pemeliharaan.

  7. Kecepatan Udara bertekanan merupakan media kerja yang cepat. Kecepatan kerja yang tinggi dapat tercapai.

  8. Pengaturan Dengan pengaturan komponen udara bertekanan, kecepatan dan gaya dapat diatur.

  9. Beban berlebih Perkakas dan perlengkapan pneumatik akan tetap aman terhadap beban berlebih yang diberikan.

2.1.2 Kekurangan (keterbatasan) Pneumatik

  Selain mempunyai kelebihan atau sisi positif, sistem pneumatik ini juga mempunyai kekurangan atau sisi negatif jika juga diperbandingkan dengan sistem hidrolik.

  1. Udara buangan menimbulkan suara yang sangat bising, tetapi masalah ini dapat diatasi secara baik dengan adanya material peredam suara.

  2. Pemakaian udara bertekanan memerlukan biaya yang relatif mahal.

  Biaya energi yang mahal dikompensasi oleh harga komponen yang murah dan prestasi kerja yang tinggi.

  3. Udara bertekanan harus disiapkan dengan baik untuk mencegah timbulnya resiko keausan dan debu terhadap komponen pneumatik.

  4. Kelembaban udara dalam udara yang di mampatkan akan terjadi penurunan suhu dan peningkatan tekanan berakibat terjadinya air embun. Hal ini dapat teratasi dengan penggunaan filter sebagai penyaring air embun.

  5. Pelumasan pada udara mampat diberikan bersamaan dengan udara mengalir. Bahan pelumas harus dikabutkan dalam udara mampat.

  Sama halnya dengan ilmu-ilmu pengetahuan lainnya seperti : elektro dan konstruksi saluran-saluran pipa, untuk pneumatik juga telah ditetapkan lambang- lambang bagan untuk unsur hubungan yang telah disebutkan, sehingga hubungan- hubungan yang direncanakan menjadi jelas.

  Lambang dan penggambaran pneumatik sangat diperlukan untuk : a. sebutan yang sama bagi unsur-nusur pneumatik.

  b. bagan hubungan yang seragam dalam semua cabang industri.

  c. agar bagan pneumatik dapat dibaca tanpa kesalahan-kesalahan.

  d. penafsiran cepat dari arti fungsi bagan pneumatik.

  e. studi literatur dalam maupun luar negeri. Keterangan lambang-lambang pneumatik dapat dilihat dalam lembar

  Lampiran( Gambar. L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10, L11)

2.1.3 Prinsip Dasar Pneumatik

2.1.3.1 Udara atmosfir

  Udara atmosfir merupakan campuran unsur-unsur nitrogen, oksigen, uap air dan pengotor (debu, jelaga dan sebagainya). Udara campuran gas ini rata-rata mempunyai susunan berupa nitrogen (N

  2 )78,03%, oksigen (O 2 )20,90%, argon

  (Ar)0,94%, karbon dioksida (CO

  2 )0,03% dan helium, neon, kripton, xenon 0,10%

  Nilai tersebut diatas berlaku untuk lapisan udara yang paling atas permukaan laut. Permukaan air laut ini juga dpat dianggap sebagai patokan atau titik referensi, dimana atmosfir memberikan tekanan sebesar 101 kPa. Tekanan atmosfir turun seiring dengan meningkatnya ketinggian. Pada daerah dengan ketinggian 0 sampai 20.000 ft (6,1 km), hubungan antara ketinggian dan tekanan mendekati linier, dengan penurunan sekitar 11 kPa per km. Udara atmosfir ini biasanya mempunyai kadar uap air yang tinggi sehingga juga disebut udara lembab.

  Dalam perhitungan-perhitungan yang berkaitan dengan sirkuit pneumatik, tekanan sebesar 101 kPa dipakai sebagai sebuah standard. Nilai densitas bobot

  3 udara adalah 11,8 N/m pada tekanan 101 kPa absolut dan temperatur 20°C.

  Perhitungan-perhitungan sirkuit yang berhadapan dengan perubahan volume dan tekanan udara harus dilakukan dengan menilai nilai-nilai tekanan dan temperatur absolut. Dalam satuan Metris (SI), untuk memperoleh tekanan absolut adalah dengan cara menjumlahkan antara tekanan yang terukur pada penunjukkan ₅ dari alat pressure gauge dengan nilai 101000 (

  1 × 10 ) dan kesemuanya itu dalam satuan Pa. Pernyataan diatas tersebut jika diubah dalam model matematika akan menjadi seperti berikut ini: Tekanan absolut (Pa abs) = tekanan terukur (Pa ukur) + 101000 (2.1)

2.1.3.2 Tekanan Udara

  Di bumi ini pada dasarnya dipengaruhi oleh tekanan atmosfir absolut, tekanan ini pada dasarnya tidak dapat dirasakan. Oleh karena itu tekanan atmosfir P dipandang sebagai dasar dan suatu selisih disebut tekanan lebih P dan dapat

  atm e

  diilustrasikan oleh Gambar 2.1 Ilustrasi tekanan atmosfir Tekanan atmosfir

• P e tekanan terukur
• P hampa (vacum)

  e

Gambar 2.1 Ilustrasi tekanan atmosfir

  Tekanan atmosfir tidak mempunyai harga yang konstan. Tekanan atmosfir bervariasi dengan geografis dan cuaca. Daerah yang terdapat antara garis nol absolut dengan tekanan atmosfir yang berubah-ubah disebut daerah hampa (-P e ) dan diatasnya yaitu daerah tekanan terukur (+P )

  e

  Tekanan absolut Pabs terdiri dari tekanan -P e dan tekanan +P e . Di dalam prakteknya alat ukur yang digunakan hanya menunjukkan tekanan lebih (terukur)

• +P e . Jika tekanan absolut ditentukan, penunjukkan harga akan lebih tinggi

  ≈ 100 kPa (1bar).

  Dulu seringkali digunakan singkatan atau, untuk menunjukkan tekanan yang dimaksudkan masing-masing adalah tekanan mutlak dan tekanan lebih.

  Sekarang singkatan singkatan ini tidak diperbolehkan lagi. Sejak 1 Januari 1978 hanya diperbolehkan satuan tekanan (satuan SI) yang berikut ini : Pascal (Pa) dan pada tekanan-tekanan yang lebih besar bar.

  2 -5

  1 Pa = 1 N/m = 10 bar =

  10

  μbar

  5

  2

  1bar =10 Pa = 105 N/m

  2

  1mbar = 100Pa = 100 N/m Dalam ilmu teknik tekanan udara dapat diukur dengan manometer, yang berkerja atas dasar yang sama dengan barometer (barometer air raksa dan barometer aneroida, barometer yang tidak menggunakan air raksa).

2.1.3.3 Densitas

  Densitas merupakan kerapatan massa atau berat jenis suatu zat baik itu zat cair, padat maupan gas. Densitas (atau kerapatan)

  ρ suatu gas (dan berarti juga

  udara) adalah hasil bagi massa m dan volume V:

  

m

  ρ = (2.2)

  V

  3

  3

  3 satuan dari densitas adalah kg/m (atau kg/dm atau g/cm ).

  Dalam ilmu pneumatik ini digunakan ilmu-ilmu fisika lain sebagai pendukung ilmu pneumatik ini, antara lain adalah persamaan kontinuitas, hukum Pascal, persamaan kecepatan dan percepatan, persamaan Bernoulli dan juga persamaan fisika lainnya.

2.2 Persamaan-persamaan Fisika Dasar

2.2.1 Persamaan Bernoulli

  Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli.(sumber: wikipedia Indonesia). Untuk lebih memahami penjelasan, lihat Gambar 2.2 Persamaan Bernoulli

Gambar 2.2 Persamaan Bernoulli Persamaan Bernoulli ini dipergunakan untuk menghitung suatu persamaan fluida, yang dimana fluida tersebut adalah fluida bergerak. Persamaan Bernoulli ini dapat dirumuskan sebagai berikut: _{2 2}

  1

  1

  ρ ρ = ρ +

  ρ + (2.3)

  P v gh P v gh _{1 1 1 2 2 2}

  2

  2 Pada umumnya untuk mempermudah dalam perhitungan, variabel

  ketinggian akan diasumsikan sama dengan nol (0) dan persamaan diatan akan menjadi demikian: _{2 2}

  1

  P ρ v P ρ _{1 1}

₂

v (2.4) ₂

  1 =

  2

  2

2.2.2 Persamaan Kontinuitas

  Dalam ilmu pneumatik, sebagian besar proses kerja udara bertekanan terjadi pada katup dan selang (hose) atau pipa. Bila suatu fluida mengalir didalam suatu pipa dan laju (kecepatan) aliran fluida v serta luas penampang pipa A diketahui, banyaknya fluida yang mengalir tiap detik dapat dihitung. Banyaknya fluida yang mengalir persatuan waktu disebut kecepatan aliran atau debit aliran Q. Semakin kecil luas penampang A, yang berarti semakin saling berdekatan letak garis aliran, semakin besar kecepatan aliran fluida, begitu pula dengan sebaliknya.

  Untuk lebih memperjelas kalimat diatas, lihat Gambar 2.3 Persamaan Kontinuitas. v

  1 _{2 1}

  v D ₂ D

  Q _masuk Q _keluar

  1

  2 Gambar 2.3 Persamaan Kontinuitas (Sumber:Budikase, 2003, hal 106)

  Dari gambar persamaan kontinuitas tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut : A

  1 . v 1 = A 2 . v 2 = A 3 . v 3 = konstan (2.5)

  Persamaan kontinuitas ini dalam di buat dalam bentuk lain yaitu:

  v A _{2 2} A = ⋅ A atau v = v (2.6) _{1 2 1 2} v A _{1 1}

  2.2.3 Laju Aliran

  Laju aliran merupakan perluasan daari persamaan kontinuitas. Laju aliran merupakan hasil kali antara luas penampang lintang dengan kecepatan fluida yang mengalir pada luas penampang tersebut.

  Q = A × (2.7)

  ν

  2.2.4 Hukum Pascal

  Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diadakan dari luar zat cair yang ada di dalam ruang tertutup diteruskan oleh zat cair itu ke segala arah zat cair, tetapi menggunakan fluida gas (udara bertekanan). Meskipun demikian, prinsip dari hukum Pascal tetap dapat digunakan.

  Di atas penulis telah menjelaskan atau mengulangi beberapa ilmu fisika yang telah diperoleh di bangku SMA yang ternyata berguna untuk menyelesaikan perhitungan ilmu pneumatik. Persamaan dan hukum-hukum tersebut diatas selalu dipergunakan dalam perhitungan pneumatik, tetapi dalam permasalahan ini, penulis juga menambahkan beberapa teori agar dapat mendukung penyelesaikan dari permasalahan yang ada.

2.2.5 Gaya

  Gaya ialah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan gerak (Drs. Kamajaya, Bandung, 1984, hal. 28) atau suatu interaksi yang bila berkerja sendiri menyababkan perubahan gerak pada benda (Ensiklopedia Indonesia, Jakarta, 1987, hal. 1093). Gaya dan gerak mempunyai hubungan dengan ilmu fisika yang benama Hukum Newton.

  Pada Hukum Newton II, percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dan searah dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda. Pesamaan hukum Newton II sebagai berikut:

  F = m ⋅ a (2.8)

  2.2.6 Tekanan

  Dalam ilmu fisika, tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas. Jika gaya sebesar F bekerja secara merata dan tegak lurus pada suatu permukaan yang luasnya A, tekanan P pada permukaan itu adalah:

  F P = (2.9) A

  2 Satuan tekanan dalam SI yang biasa dipergunakan adalah Newton/meter

  2

  5

  2 (N/m ) atau lebih dikenal dengan istilah Pascal (Pa), sedangkan 1 bar = 10 N/m .

  2.2.7 Gerak

  Gerak merupakan perubahan posisi atau tempat suatu benda terhadap suatu titik acuan setiap saat. Benda bergerak berarti tempat benda berubah dan mempunyai kecepatan. Salah satu bentuk dari gerak adalah gerak parabola.

2.2.7.1 Gerak Parabola

  Pada ilmu fisika, gerakan parabola ini mempunyai beberapa unsur seperti: sudut elevasi dan kecepatan awal pelemparan. Kecepatan awal dari gerak parabola yang digambarkan dapat dijabarkan dalam komponen v 0x dan v 0y seperti yang dapat dilihat pada Gambar 2.4 Gerak Parabola dalam koordinat Kartesius.

  Komponen v dan v ini dapat dijabarkan kembali dalam bentuk matematika

  0x 0y yaitu: = dan = θ . v v cos θ v v sin y x

  Y v = v = v _{x x} v y v

  θ v x v o

  θ v 0y v x v y v

  θ v x

  X θ = θ v 0x v y v v x

  θ v y v Gambar 2.4 Gerak Parabola dalam koordinat Kartesius.

  (Sumber: Sears, 1960, hal 99) Dengan menggunakan koordinat Kartesius tersebut, Hukum Newton II dapat dibagi dua komponen Σ F = ma dan Σ F = ma , kemudian x dan y yaitu _{x x y y}

  Hukum Newton II tersebut akan dapat diubah dalam sumbu x pada koordinat Kartesius menjadi Σ F = dan dalam sumbu y pada koordinat Kartesius menjadi _x

  Σ F = − mg , yang dimana percepatan pada setiap titik pada sumbu x di koordinat _y Σ F _x

  Kartesius akan menjadi a = = dan percepatan pada sumbu y pada _x

  m

  koordinat Kartesius akan menjadi Σ F _y

  − mg

  a = = = − g (2.10) _y m m a

  Dari persamaan diatas, selama percepatan pada arah horizontal bernilai _x

  v

  nilai nol (0) dan selama kecepatan selalu konstan di setiap titik pada lintasan, _x akan diperoleh persamaan:

  v = v = v cos (2.11) _{x x} θ = −

  Ketika selama percepatan pada arah vertikal bernilai a g , akan

  y

  diperoleh pula kecepatan dalam arah vertikal v di setiap waktu adalah: _y

  v = v − gt = v sin θ − gt (2.12) _{y y}

  Dari dua persamaan kecepatan v dan v tersebut akan diperoleh resultant _{x y} kecepatan yaitu:

  2

  2

• (2.13)

  v = v x v y

  Selain itu sudut yang dibentuk dari arah horizontal dapat ditemukan dari:

  v y

  θ

  tan = (2.14) v x

  Pada koordinat Kartesius, untuk koordinat x di setiap waktu saat kecepatan diasumsikan konstant mempunyai persamaan matematika yaitu:

  x x = v cos t (2.15)

  θ

  ( )

  dan untuk koordinat yaitu: y

  1

  2

  y v sin t gt (2.16)

  = θ −

  ( )

  2

2.2.7.2 Kecepatan

  Secara matematika, kecepatan dapat didefinisikan sebagai perubahan kedudukan per satuan waktu. Definisi tersebut juga dapat ditulis dengan persamaaan sebagai berikut:

  s v = (2.17) t

  2.2.8 Periode dan Frekuensi

  Istilah periode dan frekuensi ini pada umumnya berlaku pada suatu gerakan benda yang melingkar. Definisi dari periode T adalah waktu yang diperlukan untuk mengelilingi satu lingkaran / putaran penuh, sedangkan frekuensi f putaran adalah banyaknya putaran tiap detik. Jika periode dan frekuensi digabungkan dalam satu rumus, maka akan menjadi sebagai berikut:

  1

  1

  f = atau Τ = (2.18) f

  Τ

  2.2.9 Daya

  Daya merupakan laju usaha yang dilakukan. Dalam sistem SI, 1watt W daya adalah laju usaha 1 Joule J yang dilakukan selama satu detik (second).

  Dalam permasalahan ini, perumusan daya lebih dikembangkan lagi agar dapat dengan mudah dipergunakan dalam perhitungan. Persamaan (2.19) merupakan persamaan daya pada ilmu pengetahuan fisika secara umum. Saat persamaan daya tersebut dipergunakan dalam ilmu pengetahuan pneumatik akan diperoleh persamaan (2.20). Persamaan (2.20) ini menganut pada persamaan (2.19) dengan memperhatikan satuan yang dipergunakannya. usaha daya = waktu

  1 J 1 m

  1 W = =

  1 N s s usaha N . m

  ( )

  daya ( W ) = (2.19) waktu s

  ( ) ₃ N m daya P Q (2.20)

  = ^{2 ×}

( ) ( )

s m

BAB III MESIN TENUN

3.1 Proses Pembentukan Kain

  Sebelum mengetahui seluk beluk mesin tenun, akan dijelaskan sedikit tentang proses perjalanan benang yang nantinya akan menjadi lembaran kain.

  Untuk mengetahui alur perjalanan benang untuk menjadi lembaran kain, dapat dilihat pada Gambar 3.1 Alur Proses Weaving AJL.

  Benang / Yarn Warp / Lusi Weft / Pakan Warper Cone Winder

  Machine For Residual Yarn Sizing Machine Warp Leasing

  In Machine Reaching In Machine Reed Drawing Warp Tying In Machine Machine konstruksi baru Melanjutkan

  

Loom (Tenun) konstruksi lama

Inspection

Meassuring & Balling Plaiting Machine Press Export

  Stock Gudang

Gambar 3.1 Alur Proses Weaving AJL Pada halaman sebalumnya telah diperlihatkan alur proses penganyaman benang menjadi kain dalam bentuk gambar dan penjelasan dari gambar tersebut akan dijelaskan sebagai berikut ini:

  1. Benang / Yarn Merupakan bahan baku untuk pembuatan kain, dalam proses pembuatan benang dibagi menjadi dua macam penggunaanya yaitu: a.Benang Lusi / Warp Yarn b.Benang Pakan / Weft Yarn

  2. Warper Machine Adalah mesin untuk menggulung benang dari bentuk cheese / cone ke dalam

  

beam intermediate untuk diproses kaji /sizinig, untuk menentukan jumlah