Rancang bangun sistem transmisi mesin spin coating 1 Halaman kulit

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

RANCANG BANGUN SISTEM TRANSMISI MESIN
SPIN COATING
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Ahli Madya

Disusun Oleh :
RAHMAT ANDI PRASETYO
NIM. I8113032

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
commit to user


perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan

hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini dengan
judul “Rancang Bangun Sistem Transmisi Mesin Spin Coating”. Proyek akhir ini
disusun sebagai salah satu syarat kelulusan pada tingkat Diploma III di Jurusan
Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Dalam penyusunan Proyek Akhir penulis banyak mendapat saran, bimbingan
serta keterangan dari berbagai pihak yang tidak dapat diukur secara materi. Penulis
menyadari pengalaman dan pengetahuan tesebut adalah guru yang terbaik bagi
penulis. Atas terselesaikannya laporan Proyek Akhir, maka penulis mengucapkan
terimakasih kepada :
1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan laporan Proyek Akhir.
2. Bapak Dr. Budi Santoso, S.T.,M.T. selaku Ketua Program DIII Teknik Mesin
UNS.
3. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T. selaku Koordinator Proyek Akhir.
4. Bapak Dr. Miftahul Anwar S.Si., M.Eng. selaku pembimbing I Proyek Akhir.
5. Bapak Dr. Triyono,S.T.,M.T. selaku pembimbing II Proyek Akhir.
6. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan dan doanya.
7. Rekan kerja satu tim, seluruh laboran, dan rekan mahasiswa jurusan Teknik
Mesin Produksi dan Otomotif serta seluruh pihak yang tidak dapat saya
sebutkan satu persatu.

Dalam penulisan laporan dengan judul “Rancang Bangun Sistem Transmisi
Mesin Spin Coating”. Penulis menyadari masih banyak kekurangan. Oleh karena itu
kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan laporan ini.
Surakarta, 30 Juni 2016

Penulis
commit to user

iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

RANCANG BANGUN SISTEM TRANSMISI MESIN SPIN COATING
Oleh: Rahmat Andi Prasetyo
ABSTRAK
Proyek akhir ini akan membahas tentang perancanan dan pembuatan
sistem transmisi pada mesin spin coating. Mesin spin coating berfungsi untuk
menghasilkan lapisan tipis yang merata di atas sebuah material dengan cara

merotasikan larutan film tipis pada kecepatan sudut tertentu. Mesin spin coating
menggunakan pemanfaatan fenomena reaksi gaya sentrifugal yang mengarah
keluar pada material yang berputar.
Sisitem transmisi mesin spin coating dirancang agar dapat meneruskan
daya dan menahan kemampatan. Bearing vacuum dirancang agar dapat
meneruskan daya dan menjaga kemampatan. Bearing vacuum terbuat dari bahan
nylon sebagai housing dan dua buah seal sebagai penahan kemampatan.
Perancangan mesin spin coating memiliki spesifikasi motor penggerak ¼
HP dengan sistem transmisi pulley dan sabuk. Material uji yang digunakan
maksimal berjari-jari 150 mm. Dari perhitungan diperoleh berat maksimal
material yang dapat diuji dengan mesin spin coating adalah 4,71 Kg.
Kata kunci : Bearing vacuum, film tipis, gaya sentrifugal, coating
DESIGN AND MANUFACTURE OF SYSTEM TRANSMISSION SPIN
COATING MACHINE
By: Rahmat Andi Prasetyo
ABSTRACT
This final project will discuss about design and construction of
transmission systems on the spin coating machine. Spin coating machine serves to
produce a uniform thin layer on a material by means of rotating the thin film
solution at a certain angular velocity. Spin coating machine uses centrifugal force

reaction to the spinning material.
System transmission spin coating machine was designed to transmit power
and restrain congestion. Bearing vacuum was designed to transmit power and
keep congestion. Bearing vacuum made of nylon material as the housing and the
two seals as a drag congestion.
Design specification of spin coating machine used ¼ HP motor with a
pulley and belt to the transmission system. The maximum radius material used test
was 150 mm. From the calculation,the maximum weight of tested material that
could be tested by spin coating machine is 4,71 Kg.
Keywords: Bearing vacuum, thin film, centrifugal force coating

commit to user
v

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..........................................................................................

LEMBAR PENGESAHAN ...............................................................................
LEMBAR BERITA ACARA UJIAN .................................................................
KATA PENGANTAR .......................................................................................
ABSTRAK .........................................................................................................
DAFTAR ISI ......................................................................................................
DAFTAR GAMBAR .........................................................................................
DAFTAR PERSAMAAN ...................................................................................
DAFTAR TABEL .............................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................
DAFTAR NOTASI .............................................................................................
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ....................................................................................
1.2. Rumusan Masalah ..............................................................................
1.3. Batasan Masalah .................................................................................
1.4. Tujuan Proyek Akhir ...........................................................................
1.5. Manfaat Proyek Akhir . .......................................................................
BAB II DASAR TEORI
2.1. Konsep Perencanaan Sistem Transmisi ..............................................
2.1.1. Motor ......................................................................................
2.1.2. Daya penggerak ......................................................................

2.1.3. Pulley ......................................................................................
2.1.4. V-belt.......................................................................................
BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR
3.1. Diagram Alur Proses Perancangan .....................................................
3.2. Pengertian Alat ...................................................................................
3.3. Mekanisme Kerja Mesin Spin Coating...............................................
3.4. Perhitungan Transmisi ........................................................................
3.4.1. Menghitung Massa Material ...................................................
3.4.2. Menghitung Tegangan Sabuk .................................................
3.4.3. Menghitung Diameter Poros ..................................................
BAB IV PEMBUATAN DAN PENGUJIAN
4.1. Pembuatan dan Pengujian ...................................................................
4.1.1. Alat dan Bahan .......................................................................
4.1.2. Proses Pembuatan Rangka ......................................................
4.1.3 Pembuatan Dudukan Motor Listrik ........................................
4.1.4 Pembuatan Bearing Vacuum...................................................
4.1.5 Pembuatan Tatakan Material ..................................................
4.1.6 Proses Pengecatan ...................................................................
4.1.7 Proses Perakitan ......................................................................
to user...............................................

4.1.8 Pengujian Mesincommit
Spin Coating

vi

i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
xii
1
2
2
2

2
3
3
4
6
7
16
17
18
21
21
23
26
34
34
35
36
36
37
38

39
40

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan ........................................................................................
5.2. Saran .................................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................
LAMPIRAN .......................................................................................................

commit to user

vii

42
42
43

44

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Material Penyusun Bahan V-belt ................................................... 8
Gambar 2.2 Tegangan pada Sabuk dan Pulley .................................................. 9
Gambar 3.1 Diagram Perencanaan dan Perhitungan ......................................... 16
Gambar 3.2 Desain Rancangan 3D Mesin Spin Coating .................................. 18
Gambar 3.3 Gambar Tampak Depan Mesin Spin Coating................................ 19
Gambar 3.4 Gambar Tampak Atas Mesin Spin Coating................................... 19
Gambar 3.5 Foto Waktu yang Dibutuhkan Motor dari Kondisi Diam hingga
Putaran Maksimal ............................................................................................... 22
Gambar 3.6 Penampang Sabuk V ........................................................................ 25
Gambar 3.7 Skema Puli dan Sabuk ................................................................... 27
Gambar 3.8 Skema Gaya Tarik Sabuk .............................................................. 29
Gambar 3.9 Skema Kesetimbangan Gaya pada Poros ...................................... 30
Gambar 3.10 Skema Kesetimbangan Gaya pada Poros ..................................... 31
Gambar 3.11 Skema Diagram NFD, SFD, BMD............................................... 29
Gambar 4.1 Pembuatan Rangka Mesin Spin Coating ....................................... 35
Gambar 4.2 Proses Pemotongan Material Rangka Mesin Spin Coating ........... 35
Gambar 4.3 Pembuatan Kerangka Dudukan Motor Listrik .............................. 36
Gambar 4.4 Pembuatan Bearing Vacuum ......................................................... 37
Gambar 4.5 Proses Pembuatan Tatakan Mesin spin coating Desain ................ 38
Gambar 4.6 Proses Pengecatan Mesin Spin Coating ........................................ 38
Gambar 4.7 Proses Peraitan Mesin Spin Coating ............................................. 40
Gambar 4.8 Hasil Pengujian Pelapisan Material Menggunakan Mesin Spin
Coating ............................................................................................................... 41

commit to user

viii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR PERSAMAAN

Rumus 2.1
Persamaan harga daya (P) berdasar torsi yang berputar ...........
Rumus 2.2
Persamaan harga daya (P) berdasar torsi putaran poros ...........
Rumus 2.3
Persamaan harga torsi (T) brdasar gaya tangensial ..................
Rumus 2.4
Persamaan harga torsi (T) brdasar gaya inersia benda .............
Rumus 2.5
Persamaan harga kecepatan sudut ( .....................................
Rumus 2.6
Persamaan harga percepatan sudut ( ) .....................................
Rumus 2.7
Persamaan perbandingan diameter pulley dan kecepatan ........
Rumus 2.8
Persamaan panjang v-belt .........................................................
Rumus 2.9
Persamaan harga kecepatan v-belt ............................................
Rumus 2.10 Persamaan besar sudut pada pulley .......................................
Rumus 2.11 Persamaan besar sudut kontak ( ) pada pulley ........................
Rumus 2.12 Persamaan besar tegangan sentrifugal sabuk ...........................
Rumus 2.13 Persamaan besar massa sabuk ..................................................
Rumus 2.14 Persamaan besar kecepatan sabuk ............................................
Rumus 2.15 Persamaan besar tegangan maksimum sabuk ...........................
Rumus 2.16 Persamaan besar perbandingan gaya tarik sisi kencang dan
gaya tarik sisi kendor v-belt .............................................................................
Rumus 2.17 Persamaan besar daya pada motor listrik .................................
Rumus 2.18 Persamaan torsi yang ditransmisikan motor listrik ..................
Rumus 2.19 Persamaan besar momen pada poros pejal ...............................
Rumus 2.20 Persamaan besar momen pada poros hollow ............................
Rumus 2.21 Persamaan besar tegangan geser ..............................................
Rumus 2.22 Persamaan equivalent twisting moment pada poros..................
Rumus 2.23 Persamaan besar tegangan bending maksimal pada poros .......
Rumus 2.24 Persamaan besar equivalent bending moment pada poros ........
Rumus 2.25 Persamaan equivalent twisting moment dipengaruhi faktor
koreksi
.................................................................................................
Rumus 2.26 Persamaan besar equivalent bending moment dipengaruhi
faktor koreksi .................................................................................................

commit to user

ix

4
4
4
4
6
6
7
9
10
10
10
10
10
10
11
11
13
13
14
14
14
14
14
15
15
15

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Tabel 2.2
Tabel 2.3
Tabel 2.4
Tabel 2.5

Tabel harga inersia berdasar bentuk ............................................ 5
Tabel tipe v-belt berdasar pada kekuatan dan dimensi ................ 8
Panjang v-belt berdasar tipe ........................................................ 9
Penggolongan bahan poros.......................................................... 13
Faktor koreksi .............................................................................. 15

commit to user

x

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar 2D mesin spin coating ................................................ 45
Lampiran 2. Gambar 2D bearing vacuum .................................................... 46
Lampiran 3. Gambar 2D tatakan spesimen ................................................... 47
Lampiran 4. Gambar 2D poros...................................................................... 48
Lampiran 6. Tabel standar dimensi v-belt ..................................................... 49
Lampiran 5. Log book .................................................................................. 50
Lampiran 6. Lembar konsultasi .................................................................... 51

commit to user

xi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR NOTASI

P
T
F
r

n
Ft
I
t
D1
D2
n1
n2
L
V
Tc
m
A

T1
T2
M
Te
Me

= Daya
= Torsi
= Gaya
= Jari-jari
= Kecepatan sudut
= Percepatan sudut
= Putaran
= Gaya tangensial
= Inersia
= Waktu
= Diameter pulley motor
= Diameter pulley poros
= Putaran pulley motor
= Putaran pulley poros
= Panjang v-belt
= Kecepatan v-belt
= Sudut kontak pulley
= tegangan tarik sentrifugal
= massa
= Luas penampang
= Massa jenis material
= Tegangan maksimum v-belt
= Koefisien gesek
= Sudut alur pulley
= Tegangan sisi kencang v-belt
= Tegangan sisi kendor v-bel t
= Momen
= Torasi equivalent
= Momen equivalent

(watt)
(Nm)
(Newton)
(mm)
(rad/s)
(rad/s2)
(rpm)
(Newton)
(Kg.m2)
(s)
(mm)
(mm)
(rpm)
(rpm)
(mm)
(m/s)
(
(Newton)
(Kg)
(mm2)
(Kg/m3)
(Mpa)
(
(Newton)
(Newton)
(N.mm)
(N.mm)
(N.mm)

commit to user

xii