LAPORAN TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN FRAME ROLL CONVEYOR PADA

MESIN PENGISIAN CURAH TEMBAKAU

Sigid Nugroho

201554011

DOSEN PEMBIMBING

Ir.Masruki Kabib, M.T.

Taufiq Hidayat, S.T.,M.T.

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2019

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

RANCANG BANGUN FRAME ROLL CONVEYOR PADA

MESIN PENGISIAN CURAH TEMBAKAU

Sigid Nugroho

NIM. 201554011

Kudus, 24April 2019

Menyetujui,

Pembimbing Utama,

Ir. Masruki Kabib, M.T.

NIDN. 0625056802

Pembimbing Pendamping,

Taufiq Hidayat, ST.,M.T.

NIDN. 0023017901

Mengetahui

Koordinator Skripsi/Tugas Akhir

Taufiq Hidayat, S.T.,M.T.

NIDN. 023017901

iii

HALAMAN PENGESAHAN

RANCANG BANGUN FRAME ROLL CONVEYOR PADA

MESIN PENGISIAN CURAH TEMBAKAU

SIGID NUGROHO

NIM. 201554011

Kudus, 24 Agustus 2019

Menyetujui,

Ketua Penguji,

Qomaruddin, S.T.,M.T

NIDN. 06260102

Anggota Penguji I,

Rochmad Winarso, S.T.,M.T

NIDN. 0612037201

Anggota Penguji II,

Ir. Masruki Kabib, M.T.

NIDN. 0625056802

Mengetahui

Dekan Fakultas Teknik

Mochammad Dahlan, S.T.,M.T

NIDN. 0601076901

Ketua Program Teknik Mesin

Rianto Wibowo, S.T.,M.Eng.

NIDN. 063003301

iv

PERNYATAAN KEASLIAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Sigid Nugroho

NIM : 201554011

Tempat & Tanggal Lahir : Kudus, 24 Febuari 1998

Judul Skripsi/Tugas Akhir* : Rancang Bangun Frame Roll Conveyor Pada

Mesin Pengisian Curah Tembakau

Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi/Tugas Akhir ini

berdasarkan hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik

untuk naskah laporan maupun kegiatan lain yang tercantum sebagai bagian dari

Skripsi ini. Seluruh ide, pendapat, atau materi dari sumber lain telah dikutip dalam

Skripsi dengan cara penulisan referensi yang sesuai.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian

hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya

bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar dan sanksi lain

sesuai dengan peraturan yang berlaku di Universitas Muria Kudus.

Demikian pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar tanpa paksaan dari pihak

manapun.

Kudus, 24 Agustus 2019

Yang memberi pernyataan,

Materai 6000

Sigid Nugroho

NIM. 201554011

v

RANCANG BANGUN FRAME ROLL CONVEYOR PADA

MESIN PENGISIAN CURAH TEMBAKAU

Nama mahasiswa : Sigid Nugroho

NIM : 201554011

Pembimbing :

1. Ir. Masruki Kabib, M.T

2. Taufiq Hidayat, S.T.,M.T

RINGKASAN

Salah satu bagian dari mesin adalah frame sebagai dudukan dari sebuah

komponen suatu alat. Agar frame aman saat di gunakan harus di lakukan suatu

perhitungan terhadap beban yang akan di berikan ke frame. Proses pemilihan

material frame tergantung untuk beban yang akan di berikan terhadap frame dan

kegunaan dari frame tersebut, pemilihan material yang salah akan berakibat frame

tidak mampu menahan beban yang di berikan terhadap frame tersebut. frame

merupakan komponen utama dari mesin pengisian curah tembakau yang berfungsi

sebagai penopang, maka frame haruslah memiliki kriteria yang harus dimiliki oleh

sebuah frame yang baik.

Tujuan dari penelitian adalah merancang dan membuat frame roll conveyor.

Metode yang di lakukan meliputiPerhitungan beban frame mesin roll conveyor,

Perhitungan kekuatan sambungan las frame mesin roll conveyor, Perhitungan

kekuatan frame mesin roll conveyor, Simulasi frame dengan inventor, Gambar

kerja, Desain manufaktur, Proses Manufaktur, Proses Pengelasan, Proses

pengeboran, Proses Perakitan dan Finishing.

Hasil proses pengujian dengan dimensi 500 mm x 500 mm x 30 mm

menggunakan Software Inventor pada frame roll conveyormengalami von mises

stress Max : 0.0395029 Mpa dan displacement max : 0.000102124 mm dan

perhitungan teoritis mengalami von mises Max : 0.0381130 Mpa dan

displacement max : 0.0001009333 mm dari perhitungan galat presentase

didapatkan nilai von mises stress3,5%dan nilai displacement1,2%.

Kata kunci : frame, roll, conveyor, curah tembakau.

vi

DESIGN OF ROLL CONVEYOR FRAMEIN THE TOBACCO FEEDING

MACHINE

Student Name : Sigid Nugroho

Student Identity Number : 201554011

Supervisor :

1. Ir. Masruki Kabib, M.T

2. Taufiq Hidayat, S.T.,M.T

ABSTRACT

One part of the machine is the frame as a holder of a component of a

tool. So that the frame is safe when in use must do a calculation of the load that

will be given to the frame. The process of selecting a frame material depends on

the load that will be given to the frame and the usefulness of the frame, the wrong

material selection will result in the frame being unable to withstand the load

given to the frame. The frame is the main component of the tobacco bulk filling

machine that functions as a support, so the frame must have criteria that must be

possessed by a good frame.

The purpose of this research is to design and make a frame roll

conveyor. The methods used include the calculation of the load frame of the

conveyor roll machine, calculation of the strength of the welded frame roll

conveyor machine connection, calculation of the strength of the frame conveyor

roll machine, frame simulation with inventor, working drawings, manufacturing

design, manufacturing process, welding process, drilling process, assembly

process and finishing.

The results of the testing process with dimensions of 500 mm x 500 mm x

30 mm using Inventor Software on conveyor frame roll experiences von mises

stress Max: 0.0395029 Mpa and displacement max: 0.000102124 mm and

theoretical calculations have von mises Max: 0.0381130 Mpa and displacement

max: 0.0001009333 mm From the calculation of the percentage error, the von

mises stress value is 3.5% and the displacement value is 1.2%.

Keywords: frame, roll, conveyor, bulk tobacco.

vii

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, akhirnya penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Frame Roll

Conveyor Pada Mesin PengisianCurahTembakau”, dapat terselesaikan. Skripsi ini

merupakan syarat yang harus dipenuhi dalam rangka mencapai derajat Sarjana S1

Teknik Mesin Universitas Muria Kudus.

Dalam proses penyelesaian laporan ini, banyak pihak yang telah

membantu, baik secara langsung maupun secara tidak langsung, secara materi,

moral, maupun secara spritual. Untuk itu kesempatan ini penulis mengucapkan

terima kasih dan hormat yang sebesar-besarnya :

1. Allah SWT yang telah memberi kesehatan dan kekuatan untuk

menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Ir.Masruki Kabib, M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah

sabar membimbing penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Bapak Taufiq Hidayat, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing II yang sabar

membimbing dalam penyusunan laporan.

4. Bapak Rochamad Winarso, S.T., M.T. selaku dosen penguji yang telah

memberikan masukan pada laporan akhir ini.

5. Bapak Qomaruddin, S.T., M.T. selaku dosen penguji yang telah

memberikan masukan pada laporan akhir ini.

6. Keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan dan memberikan kasih

sayang.

7. Ova Machelia Utama SE. yang telah memberikan dukunganya dan

memberikan semangat.

8. Tim pengisian curah tembakau yang telah memberikan masukan.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat

kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran dari pembaca

yang bersifat membangun demi terciptanya laporan yang baik.

Kudus, 24 April 2019

Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iii

PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................................ iv

RINGKASAN ..................................................................................................... v

ABSTRACT ....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xv

DAFTAR SIMBOL .......................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvii

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ..................................................... xviii

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

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

1.2 Perumusan Masalah ...................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah............................................................................................ 2

1.4 Tujuan ........................................................................................................... 3

1.5 Manfaat ......................................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 5

2.1 Mesin Pengisian Curah Tembakau ............................................................ 5

2.2 Roll Conveyor ............................................................................................. 5

2.3 Frame .......................................................................................................... 6

2.3.1 Frame ....................................................................................................... 6

2.4Macam - macam frame.................................................................................. 7

2.4.1 Frame mesin roll penggerak elektrik......................................................... 7

2.4.2 Frame conveyor .......................................................................................... 7

ix

2.4.3 Rangka utama ............................................................................................. 7

2.4.4 Gravity frame ............................................................................................. 8

2.4.5 Frame Roller Chain Conveyor ................................................................... 8

2.5 Analisis Kekuatan Frame ........................................................................... 10

2.6 Beberapa Sifat Bahan ................................................................................. 10

2.7 Sistem penyambungan frame ..................................................................... 11

2.8 SFD dan BMD ........................................................................................... 11

BAB III METODOLOGI .................................................................................. 14

3.1 Alur Penelitian ............................................................................................ 14

3.2 Analisa kebutuhan ....................................................................................... 15

3.3 Perhitungan frame mesin roll conveyor ...................................................... 16

3.3.2 Perhitungan Kekuatan frame .................................................................... 16

3.3.3 Perhitungan Frame ................................................................................... 18

3.4 Simulasi frame mesin pengisian curah tembakau ....................................... 18

3.5 Konsep Desain ............................................................................................ 20

3.5.1 Konsep pertama desain frame mesin roll conveyor ................................. 20

3.5.2 Konsep kedua ........................................................................................... 21

3.7 Desain manufaktur mesin roll conveyor .................................................... 22

3.8 Proses Manufaktur ...................................................................................... 22

3.8.1 Proses Pemesinan .................................................................................... 23

3.8.2 Proses Pemotongan .................................................................................. 23

3.8.3 Proses Pengeboran (drilling) ................................................................... 23

3.8.4 Proses Perakitan ....................................................................................... 24

3.8.5 Finishing .................................................................................................. 25

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 26

4.1 Analisa gaya pembebanan ........................................................................... 26

4.1.1 Pembebanan Meliputi .............................................................................. 28

4.1.2 Analisa Gaya Pembebanan ...................................................................... 28

x

4.2 Perhitungan gaya pembebanan frame mesin conveyor ............................... 29

4.2.1. Perhitungan volume dan massa roll ........................................................ 30

4.2.2 Perhitungan volume dan massa bin .......................................................... 30

4.3 Analisa frame .............................................................................................. 35

4.4 Pemilihan elektroda las SMAW .................................................................. 37

4.5 Analisa kekuatan sambungan las ................................................................ 45

4.6 Simulasi ....................................................................................................... 46

4.6.1 Simulasi frame conveyor dengan sofware inventor ................................. 48

4.7 Kekuatan profil rangka ................................................................................ 48

4.8 Standar Keamanan ...................................................................................... 51

4.9 Perhitungan Massa Diatas Frame Mesin Roll Conveyor ............................ 53

4.10Ditinjau Dari Tegangan .............................................................................. 53

4.11 Perbandingan perhitungan teoritis dengan software ................................. 54

4.12 Proses Pembuatan ..................................................................................... 57

4.12.1 Pembuatan frame conveyor ................................................................... 58

4.12.2. Pembuatan frame dudukan motor ....................................................... 58

4.12.3 Finishing ................................................................................................. 60

4.12.4 Proses Assembling ................................................................................ 65

4.13Biaya Pembuatan system pengisian curah tembakau ................................. 66

BAB V PENUTUP ............................................................................................ 67

5.1 Kesimpulan ................................................................................................. 69

5.2 Saran ............................................................................................................ 69

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 69

Lampiran 1 Tabel tegangan ijin ST 37 .............................................................. 70

Lampiran 2 Tabel data profil rangka ................................................................. 72

Lampiran 3 Detail mesin conveyor ................................................................... 72

Lampiran 4 Frame conveyor ............................................................................. 73

Lampiran 5 Desain Frame conveyor ................................................................. 74

xi

Lampiran 6 Detail frame motor......................................................................... 75

Lampiran 7 Mesin jadi ...................................................................................... 81

BIODATA PENULIS ....................................................................................... 90

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1Roller conveyor yang digunakan di perusahaan. .................................. 5

Gambar 2.2Frame roll conveyor. ............................................................................ 5

Gambar 2.3 Frame mesin roll penggerak elektrik .................................................. 6

Gambar 2.4 Rangka / frame belt conveyor ............................................................. 6

Gambar 4.5 Gambar rancangan rangka utama. ....................................................... 7

Gambar. 4.6Rancangan frame gravity roller conveyor ........................................... 7

Gambar 2.7 Roller chain conveyor. ........................................................................ 8

Gambar 2.8 Simulasi inventor................................................................................. 9

Gambar 2.9 Mesin las ac. ...................................................................................... 10

Gambar 2.10 SFD dengan grafis. .......................................................................... 10

Gambar 2.11 BMD dengan grafis. ........................................................................ 11

Gambar 2.12 Tumpuan roll. .................................................................................. 12

Gambar 2.13 Tumpuan sendi. ............................................................................... 12

Gambar 2.14 Tumpuan jepit. ................................................................................ 12

Gambar 2.15 Gaya positif (+). .............................................................................. 12

Gambar 2.16 Gaya negatif (-). .............................................................................. 13

Gambar 2.17 Gaya positif (+). .............................................................................. 13

Gambar 2.18 Gaya negatif (-). .............................................................................. 13

Gambar 2.19 Momen positif (+). .......................................................................... 13

Gambar 2.20 Momen negatif (-) ........................................................................... 13

Gambar 3.1 Diagram Alir ..................................................................................... 14

Gambar 3.2 Konsep pertama ................................................................................. 21

Gambar 3.3 Konsep kedua .................................................................................... 22

xiii

Gambar 3.2 Mesin pengisian curah tembakau. ..................................................... 23

Gambar 3.3 Besi ST 37. ........................................................................................ 24

Gambar 3.4 Mesin gerenda tangan........................................................................ 24

Gambar 4.1 Mesin pengisian curah tembakau ...................................................... 27

Gambar 4.2Analisa pembebanan frame roll conveyor .......................................... 28

Gambar 4.3Roll conveyor...................................................................................... 29

Gambar 4.4 Diameter poros roll conveyor ............................................................ 30

Gambar 4.5 Pipa roll conveyor ............................................................................. 31

Gambar 4.6 Tutup pipa roll conveyor ................................................................... 32

Gambar 4.7 Bin ..................................................................................................... 34

Gambar 4.8 Analisa frame .................................................................................... 36

Gambar 4.9 Frame roll conveyor .......................................................................... 37

Gambar 4.10 Frame roll conveyor dari samping menggunakan 2 batang ............ 37

Gambar 4.11 Frame roll conveyor pemberian beban ........................................... 38

Gambar 4.12 SFD dan BMD Frame conveyor ..................................................... 40

Gambar 4.13 Frame motor roll conveyor ............................................................. 41

Gambar 4.14 Perhitungan pembebanan ST 37 tipe squre pipeframe motor ......... 42

Gambar 4.15 SFD dan BMD Frame motor .......................................................... 43

Gambar 4.16 Titik pengelasan antara batang satu dengan lainya ......................... 45

Gambar 4.17 Titik pengelasan antara batang satu dengan lainya ......................... 46

Gambar 4.18 Desain frame mesin roll conveyor .................................................. 47

Gambar 4.19Pemilihan material frame ................................................................. 48

Gambar 4.20 Proses menentukan besar pembebanan pada frame ........................ 48

Gambar 4.21Von mises stress pada frame ............................................................ 49

Gambar 4.22Displacement pada frame ................................................................. 49

xiv

Gambar 4.23 Safety factor frame .......................................................................... 49

Gambar 4.24 Profil Frame .................................................................................... 50

Gambar 4.25 Data profil frame ............................................................................. 50

Gambar 4.26 Bentuk bahan frame ........................................................................ 53

Gambar 4.27 Hasil Simulasi ................................................................................. 56

Gambar 4.24 Gambar kerja frame conveyor ......................................................... 57

Gambar 4.25 Gambar kerja frame motor .............................................................. 60

Gambar 4.26 Proses asembling ............................................................................. 65

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Aspek analisa kebutuhan ....................................................................... 15

Tabel 3.2 Keceapatan pemotongan ....................................................................... 25

Tabel 4.3 Klasifikasi Tebal Bahan Arus dan Diameter Elektroda ........................ 45

Tabel 4.4 Kekuatan Material Konstruksi Umum (DIN 17100) ............................ 51

Tabel 4.5 Nilai Safety Factor ................................................................................ 52

Tabel 4.6Perbandingan Hasil ................................................................................ 56

Tabel 4.7 Biaya perakitan ..................................................................................... 67

xvi

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan Nomor Persamaan

V Volume mm3 11

m Massa Kg 17

F

𝜎

Gaya

Tengangan maksimal

N

N/mm2

24

28

𝜎𝑣 Tengangan geser N/mm2 29

𝜎𝑡 Tengangan geser ijin N/mm2 30

𝑡 Waktu m/menit 36

A Luas lasan mm2 39

V Kecepatan sayat m/menit 42

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Tabel tegangan ijin ST 37 ................... Error! Bookmark not defined.

Lampiran 2 Tabel data profil frame ....................... Error! Bookmark not defined.

Lampiran 3 Detail mesin conveyor ........................ Error! Bookmark not defined.

Lampiran 4Frame conveyor ................................... Error! Bookmark not defined.

Lampiran 5 Desain frame conveyor ....................... Error! Bookmark not defined.

Lampiran 6 Detail frame motor............................................................................. 88

Lampiran 7 Frame motor ...................................................................................... 99

Lampiran 8 Desain frame motor ......................................................................... 100

Lampiran 9 Desain mesin pengisian curah tembakau ......................................... 101

xviii

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

Istilah Keterangan

SFD Shear force diagram

BMD Bending Momen Diagram

SMAW Shielded Metal Arc Welding

SS Stainless Steel

19