UNIVERSITAS GUNADARMA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

RANCANG BANGUN SISTEM PNEUMATIK

PADA MESIN PEMROSES BUAH KELAPA

TERPADU Disusun Oleh :

Nama : Jiwandana Nugraha

Npm : 23411830

Jurusan : Teknik Mesin

Pembimbing : 1. Dr. Ir. Tri Mulyanto, MT

2. Supriyono, ST., MT

Ditulis Guna Melengkapi Sebagian Syarat

Untuk Mencapai Jenjang Sarjana Strata Satu (S1)

Jakarta

2015

4/5/2016

Latar Belakang

• Sistem kerja pneumatik mirip dengan sistem hidrolik, dimana beberapa bagian komponen sedikit berbeda, namun seperti aktuator (motor dan silinder), filter, dan solenoid valve memiliki prinsip yang sama dengan sistem hidrolik. Perbedaan mendasar dari kedua sistem tersebut yaitu pada media kerja fluida yang digunakan, sistem hidrolik menggunakan fluida inkompresibel sedangkan pada sistem pneumatik menggunakan fluida kompresibel. Fluida merupakan zat yang dapat mengalir, fluida mencakup zat cair, air dan gas karena kedua zat ini dapat mengalir. Sistem kerja pneumatik dapat diterapkan pada mesin pengolah buah kelapa, yaitu pada operasi pemotongan dan penyerutan buah kelapa.

Tujuan Perancangan

1. Menghasilkan ragum cekam batok kelapa.

2. Merancang bangun sistem pneumatik yang digunakan untuk mencekam

batok kelapa.

3. Merancang bangun sistem pneumatik yang digunakan untuk

memindahkan batok kelapa.

4

Mekanisme Penggerak Ragum dan Pemindah

Proses

Mekanisme penggerak ragum

menggunakan sistem pneumatik,

dimana terdapat 2 buah

pneumatik diantaranya pneumatik

500 mm sebagai pemindah proses

pembelah ke proses penyerut

sedangkan pneumatik 300 mm

sebagai pemegang cekam/ragum.

Tampak Isometric

Pneumatik

500 mm

Pneumatik

300 mm

5

Pneumatik Pencekam

6

Pneumatik Pemindah

4/5/2016

Flowchart Pneumatik

4/5/2016

Perhitungan Pneumatik

1. Gaya efektif piston

Karena jenis aktuator yang digunakan merupakan

aktuator kerja ganda, maka terdapat dua arah gaya.

a. Gaya efektif piston langkah maju dapat dihitung

menggunakan rumus :

dimana :

F = Gaya piston (N)

D = Diameter piston (m) = 32 mm = 0.032 m

P = Tekanan Kerja (Pa) = 10 bar = 10x105 Pa

maka :

F = 0.0322 xx 10x105

F = 1.024x10-3 x 0.785 x 10x105

F = 803.84 N

b. Gaya efektif piston langkah mundur dapat dihitung me

nggunakan rumus :

dimana :

F = Gaya piston (N)

D = Diameter piston (m) = 32 mm = 0,032 m

d = Diameter batang piston (m) = 15 mm = 0,015 m

P = Tekanan Kerja (Pa) = 10 bar = 10x105 Pa

maka :

F = (0.0322-0.012) x x 10x105

F = (1.024x10-3- 1x10-4) x 0.785 x 10x105

F = (9.24x10-4) x 785000

F = 725.34 N

2.Gaya akibat beban

Dapat dihitung menggunakan rumus :

Fm = m . g

dimana :

Fm = Gaya (N)

m = Massa (Kg) = 5 Kg

g = Gravitasi (m/s2) = 9.81 m/s2

maka :

Fm = m . g

Fm = 5 kg x 9.81 m/s2

Fm = 49.05 N

3.Kerja piston akibat gaya

Dapat dihitung menggunakan rumus :

Wf = Fm . L

dimana :

Fm = Gaya (N) = 49.05 N

Wf = Kerja piston akibat gaya (Nm)

L = Panjang langkah / stroke (m) = 0.5 m

maka :

Wf = Fm . L

Wf = 49.05 N x 0.5 m

Wf = 24.525 Nm

4.Daya piston

Dapat dihitung menggunakan rumus :

Pp =

dimana :

Wf = Kerja piston akibat gaya (Nm) = 8.829 N

Pp = Daya piston (J/s)

t = Waktu langkah (s) = 10 sekon

maka :

Pp =

Pp =

Pp = 2.4525 J/s

5. Konsumsi udara total

Silinder kerja ganda dengan diameter (D) 63 mm,

panjang langkah (h) 300 mm membutuhkan udara sebesar :

Q = V1 + V2

dimana :

V1 = Konsumsi udara saat piston maju (liter)

V2 = Konsumsi udara saat piston mundur (liter)

Q = Konsumsi udara total (liter)

maka :

Q = V1 + V2

Q = 6.713 liter + 5.769 liter

Q = 12.482 liter

t

Wf

10

829.8

t

Wf

GAMBAR PENCEKAM

Perhitungan Pengeboran Pencekam

1.Menghitung kecepatan potong menggunakan

rumus :

v =

dimana :

v = Kecepatan potong (mm/min)

d = Diameter gurdi (mm) = 15 mm

n = Putaran poros utama (r/min) = 300 rpm

maka :

v =

v =

v = 14.13 mm/min

1000

.. nd

1000

.. nd

1000

rpm300mm1514.3 xx

2.Menghitung gerak makan permata potong menggunakan

rumus :

fz = ; z = 2

dimana :

fz = Gerak makan permata potong (mm/(r))

vf = Kecepatan makan (mm/min) = 14.13 mm/min

n = Putaran poros utama (r/min) = 300 r/min

maka :

fz = ; z = 2

fz =

fz = 0.02355 mm/r

zn

v f

.

zn

v f

.

2300

13.14

x

3.Menghitung kedalaman potong menggunakan rumus

:

a = d / 2

dimana :

a = Kedalaman potong (mm)

d = Diameter gurdi (mm)

maka :

a = d / 2

a = 15mm/2

a = 7.5 mm

4.Menghitung waktu pemotongan menggunakan

rumus :

tc = lt / vf

dimana :

tc = Waktu pemotongan (min)

lt = lv + lw + ln (mm)

ln = (d/2) / tan kr (mm) ; kr = 600

lw = 3 mm

lv = 2 mm

maka :

ln = (d/2) / tan kr

ln = (15mm/2) / tan 60o

ln = (7.5 mm) / 1.73

ln = 4.33 mm

lt = lv + lw + ln

lt = 2 mm + 3 mm + 4.33 mm

lt = 9.33 mm

tc = lt / vf

tc = 9.33 mm / 14.13 mm/min

tc = 0.66 min = 39.6 detik

Perhitungan Pengelasan Pencekam

1.Menghitung luas permukaan las dengan rumus

segitiga

A = ½ x a x t ; ( mm2 )

dimana :

A = Luas area (mm2)

t = Tebal logam las (mm) = 2 mm

a = Lebar las (mm) = 2 mm

maka :

A = ½ x a x t

A = ½ x 2 x 2

A = 1 x 2

A = 2 mm2

2.Volume las untuk 1 meter

V = A x L

dimana :

A = Luas area (mm)

V = Volume las (cm3)

L = Panjang las (mm) = 10 mm

maka :

V = A x L

V = 2 mm2 x 10 mm

V = 30 mm3 = 0.03 cm3

3.Berat logam las untuk 1 meter

Berat logam = 7.85 gr/cm3

4.Kawat las yang diperlukan

dimana :

G = Jumlah kawat las (gram)

P = Jumlah sambungan las (mm) = 10 x 8 titik = 80 mm

GL = Berat logam las persatuan panjang (gr/cm3) = 7.85gr/cm3

DE = Deposition efficiency = 62%

maka :

G =

G = 1.01 gram

%62

cm8/85.7 3xcmgr

Kesimpulan

1. Ragum pencekam tempurung kelapa yang dihasilkan memiliki diameter cekam

maksimal ragum 180 mm, dengan tinggi ragum 200 mm, dan lebar ragum 106 mm.

2. Sistem pneumatik yang digunakan untuk mencekam dan terhubung dengan ragum

pencekam tempurung kelapa, dengan spesifikasi silinder aktuator dengan stroke 300

mm dan diameter silinder 32 mm. Pressure yang digunakan 0.1-1 Mpa

3. Sistem pneumatik yang digunakan untuk memindahkan tempurung kelapa dari proses

pemotongan ke proses penyerutan, dengan spesifikasi silinder aktuator dengan stroke

500 mm dan diameter silinder 40 mm. Pressure yang digunakan 0.1-1 Mpa

4. Sistem pneumatik pencekam dan pemindah tempurung kelapa menggunakan satu

buah kompressor dengan tekanan 10 bar. Kedua sistem pneumatik ini masing-masing

menggunakan katup 5/2 untuk mengatur gerak pneumatik.

TERIMA KASIH