laporan tugas akhir rancang bangun frame roll …
Post on 16-Oct-2021
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
top related