Oleh  :FERLY ARDIANSYAH

2106.030.009

Program Studi Diploma III Teknik Mesin Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh Nopember g p pSurabaya

ABSTRAKSalah satu alternatif pembuatan wajan alluminiumadalah dengan metode spinning. Mesin ini cocok

diterapkan di industri kecil, mengingat alatnya yang diterapkan di industri kecil, mengingat alatnya yang sederhana dan mampu untuk membuat wajan. Untuk

memudahkan dalam pengoperasianya maka dibutuhkanvariasi kecepatan putar.Karena itu direncanakan gear box p p gpada mesin spinning untuk mewujudkan produk wajan

sehinga didapatkan variasi kecepatan putar.Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan maka pelu

dil k k hi d k  b   ddilakukan perhitungan pada komponen gear box padamesin spinning. Perhitungan dilakukan dari daya motor, 

roda gigi, poros,bearing,pasak pulley dan v‐belt.D i h il did tk k t tDari hasil perencanaan didapatkan kecepatan putar

untuk memutar mandrel antara lain : 190 rpm, 285 rpm, 380 rpm, dan 570 rpm dengan menggunakan mator 1.5 

HpHp.

PENDAHULUAN

Latar belakang Perumusan masalah Batasan masalah Tujuan Manfaat Sistematika penulisan

LATAR BELAKANGLATAR BELAKANGSalah satu alternative untuk membuat wajan adalah dengan

menggunakan mesin spinning. Mesin ini cocok diterapkan diindustri kecil, mengingat alatnya yang sederhana dan mampu, g g y y g puntuk membuat wajan.Dibandingkan dengan proses tempa,metode spinning ini lebih cepat dalam proses pembuatanwajan.Hasil yang didapatkan dari proses spinning juga lebihbagus dari proses tempa.

Untuk mempermudah didalam prosesnya, sehingga dapatmewujudkan produk wajan datar yang lebih bagus dariproduk wajan tempa, maka saya berkeinginan merencanakangear box untuk mesin metal spinning horizontal yang telahdibuat dan dilengkapi kopling untuk merubah kecepatant tik i d t d b ltanpa mematikan mesin pada saat proses sedang berlangsung.Dengan adanya gear box ini, didapatkan variasi kecepatanputar pada mandril, sehingga dapat memudahkan dalamproses pembuatan produk wajanproses pembuatan produk wajan.

PERUMUSAN MASALAH

D   lih  l  b l k     d   k  Dengan melihat latar belakang yang ada, maka masalah yang ada yaitu merancang bagian‐bagian gear box,antara lain :box,antara lain :

Dimensi pada gear dan pinion untuk mendapatkan keceptan yang diinginginkan.g g g

Poros pada gear box. Kopling pada gear box. Dimensi  belt dan pulley.

BATASAN MASALAHBATASAN MASALAHDidalam penulisan perencanaan mesin spinning ini diberikan beberapa batasan masalah sehingga lebih p ggpembahasan terarah,batasan masalah tersebut antara lain :

G     i b l  l   i  b j l   id k  Getaran yang timbul selama mesin berjalan tidak diperhitungkan .

Panas yang timbul akibat gesekan diabaikan Panas yang timbul akibat gesekan diabaikan. Pelumasan pada gearbox tidak dibahas. Kekuatan sambungan las pada kerangka mesin  Kekuatan sambungan las pada kerangka mesin 

dianggap aman.

TUJUANTujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah :

Merencanakan gear box untuk menunjang proses g j g pmesin spinning, yang dapat mempermudah dalam proses pengerjaanya.

h  k k    b   d   d   Menghitung kekuatan tiap‐tiap bagian pada roda gigi.

MANFAATManfaat dari tugas akhir ini adalah :• Dapat digunakan pada industri kecil khususnya di d    (h i d t i)   ih desa porong (home industri) yang masih menggunakan cara ditempa.

• Dengan adanya gear box pada mesin spinning ini • Dengan adanya gear box pada mesin spinning ini diharapkan dapat memberi kemudahan didalam proses pembuatan wajan.

• Dapat digunakan sebagai alat praktek mahasiswa pada mata kuliah elemen mesin.

SISTEMATIKA PENULISANtugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I . PENDAHULUANMenguraikan tentang latar belakang masalah  rumusan permasalahan  Menguraikan tentang latar belakang masalah, rumusan permasalahan, 

batasan masalah, tujuan,dan manfaat.BAB II . DASAR TEORI

Memuat tentang dasar‐dasar teori yang digunakan sebagai dasarperhitungan dan dasar pemikiranperhitungan dan dasar pemikiran.

BAB III . METODOLOGIBerisi tentang metode‐metode pembahasan dan bagan proses

perencanaan mesin spinning yang dilakukan.BAB IV   HASIL PRODUK DAN PEMBAHASANBAB IV . HASIL PRODUK DAN PEMBAHASAN

Berisi tentang data‐data hasil proses internal shear spinning yang dilakukan dan pembahasannya.

BAB V . KESIMPULANPada bab ini berisi kesimpulan dari semua pokok bahasan dalam tugas

akhir yaitu hasil akhir dari proses internal shear spinning.

DAFTAR PUSTAKA 

LAMPIRAN

GAYA SPINNING PENENTUAN DAYA MOTOR YANG AKAN  PENENTUAN DAYA MOTOR YANG AKAN 

DIGUNAKAN PERENCANAAN ELEMEN MESIN

1. RODA GIGI PADA GEAR BOX2 POROS2. POROS3. PULLEY DAN BELT4. KOPLING5. BANTALAN6. PASAK

Perencanaan Elemen MesinDalam hal ini perencanaan elemen mesin dapatdiartikan sebagai usaha untuk mendapatkan hasilg pakhir yang sesuai dengan kebutuhan dengan yang 

direncanakan berdasarkan teori‐teori yang di k d k id h k id h il i hdigunakan dengan kaidah‐kaidah ilmiah

METODOLOGY Mulai

K

Observasi Studi Literatur

Mulai

A

YaKonsep Perencanaan

Perhitungan Komponen Elemen

Penulisan Hasil PerencanaanKesimpulan

Ya

Komponen Elemen Mesin

• Roda gigi•Poros•kopling•Bantalan

p

Selesai

•Pulley•Belt•Pasak

Hasil

A

Hasil Perhitungan

A

ObservasiObservasi dilakukan dengan cara mendatangi industri kecil pembuat wajanyang sudah berdiri untuk mengetahui kelemahan‐kelemahan yang ada pada l   b     d h  d    alat pembuatan wajan yang sudah ada saat ini.

Studi LiteraturPada tahapan ini dilakukan dengan cara melakukan pencarian data‐data yang di l k  d i lit t lit t     i  d l  i t tdiperlukan dari literatur‐literatur maupun pencarian dalam internet.

Konsep PerancanganPada tahapan ini menentukan konsep perancangan‐ulang sebagai solusi dari permasalahan yang adapermasalahan yang ada.

Perhitungan Komponen Elemen MesinDalam tahapan ini dilakukan perhitungan tentang gaya–gaya dan momen yang terjadi.terjadi.

Evaluasi Hasil Perhitungan Evaluasi ini dilakukan untuk mengetahui apakah hasil perancangan dan perhitungan sesuai atau tidak dengan kondisi yang ada di lapangan. Apabila p g g y g p g psudah cocok  segera dilanjutkan dengan penulisan laporan, bila tidak maka akan dilakukan  konsep perancangan dan penghitungan ulang.

Penulisan Hasil PerancanganSetelah mendapatkan data‐data yang diperlukan dari hasil perhitungan, maka dibuat laporan mengenai hasil perancangan dan sistem kerja alat  tersebut. 

Posisi Roda gigi pada kecepatan 1

Posisi roda gigi pada posisi kecepatan ke 2Posisi roda gigi pada posisi kecepatan ke 2

Posisi roda gigi pada kecepatan ke 3

Posisi roda gigi pada kecepatan ke 4

Hasil per hitungan Diametral pitch ( P )

dNt

p 4

inp

p

d

56706034

4

4

Jarak pusat

inp 567,04

dd

211 gearpinion dd

C

9030

mm602

Jumlah gigi gear ( Nt )

dNt

p geargear

44

gigiNt

Nt

d

gear

gear

geargear

34

60567,0

4

4

44

Besar Torsi

Pinion ( T4)Hp 63000

inlbf

nHpT

.52,110570630001

63000.4

Gear ( Ft )

T  Ft  rT4 T4 gear = Ft4 . rgear= 93,66 . 2,39= 223,8 lbf.inin

inlbf

dTFt

36.2.52,110

24

44

lbf66,932

Pinion ( Vp4 pinion )4

pinionpinion ndvp

12570.36,2.

124

pinionvp

= 352 in / min

Gear ( Vp4 gear )

1244

4

ndvp geargear

gear

min/35212

570.36,2.12

in

g

Beban dinamis    Untuk , maka :ftvpD 2000

vp600 FtvpFd600

600

Pinion (Fd4 pinion )

Ftvp

Fd pinioni i

6004

44

lb

lbf

FtFd pinion

355

8,223600

352600600 44

Gear ( Fd4 gear )

Ftvp

Fd geargear 600

6004

44

lb

lbf

355

8,223600

352600600

Lebar gigi

Fdb

21

21..2..

NtNtatauNtNtQ

kQdb

Lebar pinion5036,21

dQ 5,036,236,221

1

dd

Q

inkQd

Fdb 7,0270.5,0.36,2

8,223.1.1

11

Lebar gear 5,0

36,236,236,2

12

21

dddQ

B b  diiji k

,,12

inkQd

Fdb 5,0233.5,0.36,2

8,223.1.1

13

Beban yang diijinkanPinion

lbP

YbSFb 27560560

371,0.32,0.130000.. 44

GearP 56,04

lbP

YbSFb 2756056,0

371,0.32,0.120000..

4

44

Pengecekan roda gigi dengan metode AGMA

KKpKF KSJbK

KKpKF

v

msott ..

....

RT

Latad KK

KSS..

6115607516693 5111.25000

adS

t  4 =   1835,7 psi

25,0.32,0.16,1.1.56,0.75,1.66,93

4 t 5,1.1ad

psiSad 67,16666

Karena Sad > t maka perhitungan dinyatakan aman Persamaan keausan AGMA

IbdCCCCCF

Cv

fmstpc ...

.... 0

25,1.1,1.25,1.5,1.66,932300

RT

HLac CC

CCS..

1.195000

456,74 psi   95000 psi

7,0.32,0.36,2.12300

1.1

95000

Karena                                         maka perhitungan aman terhadap aus.

RT

HLacc CC

CCS..

ESIMPULANBerdasarkan hasil analisa dan perhitungan perencanaan mesinp g pmetal spinning horisontal, maka dapat disimpulkan bahwa :

Motor penggerak yang dibutuhkan adalah 1,5Hp dan putaran 1725rpm.

Variasi jumlah putaran pada poros mesin adalah 190rpm, 285 rpm, 380 rpm, 570 rpm

Gaya pembentukan spinning 94 96 NGaya pembentukan spinning 94,96 N.Belt menggunakan bahan Solid Woofen Cotten.BeltMotor – MesinMetal Spinning Horisontal:

V Belt tipe AV‐Belt tipe ALebar (D) = 13 mmTebal (h) = 8 mmLuasan (A)  0 81 cm2Luasan (A) = 0,81 cm2

Panjang = 1453 mmJumlah = 2 buah

Pulley mneggunakan bahan Cast Iron.Dari perencanaan dan perhitungan pulley yang kami lakukan: Diameter penggerak = 100 mm Diameter penggerak = 100 mm Diameter yang digerakkan = 300 mm Jarak antar pulley = 400 mm Lebar pulley = 20 mmp y Berat pulley penggerak = 12,8 N Berat pulley yang digerakkan = 211 NRoda gigiU k i i  di ilih d i   l  b  Untuk pinion, dipilih dari gear steel number 350Untuk gear, dipilih dari gear steel number 325Diametral pitch (P1) = 0,6 in

(P2) = 0 57 in(P2) = 0,57 in(P3) = 0,52 in(P4) = 0,56 in

Diameter pinion :  Diameter Gear :     Perbandingan kecepatanD1 = 1,18 in         :        3,54 in :    rv1 = 0,3D2 = 1,57 in         :        3.15 in :    rv2 = 0,5D3 = 1,88 in : 2,58 in :    rv3 = 0,67D4   2 36 in : 2 36 in :    rv4   1D4 = 2,36 in : 2,36 in :    rv4 = 1

jarak pusat (C) = 2,36 injumlah gigi (Nt) pinion : gear 

18  :  5418  :  5423  :  4525  :  3834  : 343 3

Lebar gigi pinion = gear = 0,32 inPorosBahan poros yang digunakan adalah ASTM A220‐60003 dengan diameter 

 15 mmKoplingBahan baut pengikat yang digunakan adalah ASTM A47‐32510 dengan

jumlah baut pengikat 3 buah.jumlah baut pengikat 3 buah.Tipe bantalan yang digunakan adalah ball bearing‐single row, deep‐

groove dengan seri 6200Bahan pasak dipilih ASTM A536‐100

(l b )W (lebar)  = 0,19 inH (tinggi)  = 0,19 inL (panjang) min = 0,25 inL (panjang) maks  0 32 inL (panjang) maks = 0,32 in

SARANS

Dari hasil perencanaan serta pembuatan alat, penulis menyadari bahwa alat ini masih banyak kekurangan baik dari kontruksi  maupun sistem pengoprasiannya  yang dari kontruksi, maupun sistem pengoprasiannya, yang diharapkan dapat penyempurnaan lebih lanjut pada penelitian berikutnya. 

Sehingga perlu adanya penyempurnaan lebih lanjut pada penelitian dan pembuatan alat berikutnya dan diharapkan dapat diwujudkan mesin dan diharapkan dapat diwujudkan mesin menggunakan gear box.

TERIMA KASIHTERIMA KASIH

Atas Perhatiaannyay

Thanks For YourThanks For Your Attention