PERENCANAAN MEKANISME
PADA MESIN POWER HAMMER
Oleh:
Ichros Sofil Mubarot (2111 030 066)
PROGRAM STUDI D III TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2014 1
Dosen Pembimbing :
1. Ir. Eddy Widiyono, MSc.
NIP. 19601025 198701 1 001
2. Hendro Nurhadi, Dipl.-lng.,Ph.D
NIP. 19751120 200212 1 002.
Unsur Logam yang disatukan :
- Baja
- Nikel
- Titanium
Metode Komposit Lamina (1000 kali lipatan)
3
Pamor merupakan hiasan, motif atau ornamen yang terdapat pada bilah tosan aji (Keris, Tombak,
Pedang atau Wedung dan lainnya).
MESIN POWER HAMMER & CARA KERJA CARA KERJA ALAT
• Benda kerja berupa plat baja yang
telah dipotong dengan dimensi
persegi panjang dengan panjang
150mm dan lebar 20mm dan tebal
10mm.
• Benda kerja yang sudah dipanaskan
diletakkan diatas dies, motor listrik
berputar ditransmisikan oleh belt dan
pulley menggerakkan roda gila agar
bisa menarik tuas pengangkat dan
menurunkan punch yang disebabkan
oleh gaya pegas dari tuas pengangkat.
4
• mengatur kecepatan putar dapat di atur
melalui tensioner yang telah ada.
• Setelah dianggap sudah cukup, ambil plat
yang sudah ditempa dan matikan mesin.
• Apabila pada waktu penempaan,plat
menjadi keras maka perlu dipanaskan dan
di tempa lagi.
• Selesai.
5
Rumusan Masalah
7
1. Bagaimana merencanakan dan menghitung
gaya tumbukan pada mesin power hammer ?
2. Bagaimana menghitung dan menganalisa
tegangan yang terjadi pada struktur mesin
power hammer ?
3. Bagaimana menghitung tegangan dan
defleksi pegas pada mesin power hammer ?
4. Bagaimana menentukan diameter poros
yang sesuai dengan mesin power hammer?
TUJUAN
1. Untuk mengetahui bagaimana merencanakan besar
gaya tumbukan yang terjadi pada mesin power
hammer .
2. Untuk mengetahui tegangan maksimal pada
struktur mesin power hammer sehingga dapat
diketahui apakah mesin aman untuk digunakan.
3. Untuk mengetahui besar tegangan maksimal dan
defleksi pada pegas mesin power hammer.
4. Mengetahui besar diameter poros yang sesuai
untuk mesin power hammer.
8
MANFAAT
Dengan adanya perencanaan
mekanisme, perhitungan, dan analisa
struktur pada mesin power hammer untuk
pandai besi ini diharapkan dapat membantu
untuk merancang mesin power hamer
sehingga dapat bekerja dan menghasilkan
produk dengan berkualitas.
9
DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN GAYA TUMBUKAN
10
Direncanakan besar gaya tumbukan
sebesar 370 N
↓ +𝑭𝒚 = F11y + F2
1y
= 61,11 N + 129,82 N
= 201,82 N
Fs = 𝜇k . N
= (0,03) (201,82)
= 6,05 N
Ftotal = Ftumbukan - Fs
= 195,77 N
DIAGRAM ALIR PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN PEGAS
𝝉 = K 𝟖.𝑫.𝑾
𝝅𝒅𝟑
= (0,92) (𝟖
𝟑,𝟏𝟒) (6,6) (
𝟏𝟏𝟑,𝟗𝟓
𝟓𝟐)
= 70,17 N/mm2
𝜹 = 𝟖𝒏𝑫𝟑𝑾
𝒅𝟒
= ( 𝟖)(𝟏𝟏)(𝟑𝟑)𝟑(𝟏𝟏𝟑,𝟗𝟓𝑵)
𝟓𝟒.
= 7,3 mm
11
PERHITUNGAN STRUKTUR KERANGKA BAGIAN 1
𝑫𝒂𝒓𝒊 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒑𝒆𝒓𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒃𝒆𝒏𝒅𝒊𝒏𝒈 𝒔𝒆𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝟑𝟖, 𝟐𝟐 𝑵𝒎
𝝈𝐦𝐚𝐱 = 𝑴𝒃 . 𝒄
𝑰
= 𝟑𝟖𝟐𝟐𝟎 𝑵𝒎𝒎𝒙 𝟑𝟔, 𝟑𝟖𝟕 𝒎𝒎
𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓, 𝟔𝟔𝟖
= 𝟗, 𝟕𝟐 𝐍/𝐦𝐦𝟐 13
Itotal = 142985,668 mm4 c = 36,387 mm
PERHITUNGAN STRUKTUR KERANGKA BAGIAN 2
𝑫𝒂𝒓𝒊 𝒉𝒂𝒔𝒊𝒍 𝒑𝒆𝒓𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝒎𝒐𝒎𝒆𝒏 𝒃𝒆𝒏𝒅𝒊𝒏𝒈 𝒔𝒆𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓 𝟏𝟏𝟔, 𝟔𝟐 𝑵𝒎
Itotal = 142985,668 mm4 c = 36,387 mm
𝛔𝐦𝐚𝐱 = 𝐌𝐛 𝐱 𝐜
𝐈
= 𝟏𝟏𝟔𝟔𝟐𝟎 𝐍𝐦𝐦 𝐱 𝟑𝟔,𝟑𝟖𝟕 𝐦𝐦
𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓,𝟔𝟔𝟖 𝐍𝐦𝐦𝟒
= 29,80 Nmm2
14
TEGANGAN MAKSIMUM STRUKTUR BAGIAN 1
19
𝝈𝒎𝒂𝒙 = 𝐌𝐛 𝐱 𝒄
𝑰
= 𝟑𝟖𝟐𝟐𝟎 𝐍𝐦𝐦 𝐱 𝟑𝟔,𝟑𝟖𝟕 𝒎𝒎
𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓,𝟔𝟔𝟖 𝐍𝐦𝒎𝟒
= 9,72 Nmm2
Itotal= 142985,668 mm4 c = 36,387 mm
TEGANGAN MAKSIMUM STRUKTUR BAGIAN 2
24
Itotal= 142985,668 mm4 c = 36,387 mm
𝝈𝒎𝒂𝒙 = 𝐌𝐛 𝐱 𝒄
𝑰
= 𝟏𝟏𝟔,𝟔𝟐 𝐍𝐦𝐦 𝐱 𝟑𝟔,𝟑𝟖𝟕 𝒎𝒎
𝟏𝟒𝟐𝟗𝟖𝟓,𝟔𝟔𝟖 𝐍𝐦𝒎𝟒
= 29,80 Nmm2
PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN POROS
Direncanakan bahan poros baja 1040 dengan diameter 35 mm
M = (𝐌𝐇)𝟐+ (𝐌𝐕)𝟐
M = (𝟐𝟗, 𝟑𝟎𝟒)𝟐+ (−𝟓𝟒, 𝟐𝟕)𝟐
M = 𝟑𝟖𝟎𝟑, 𝟗𝟓
M = 61,67 Nm = 545,83 lbf.in
25
Mt = 63000 𝑷
𝒏
= 63000 .𝟏,𝟓 𝑯𝑷
𝟐𝟎𝟎𝒓𝒑𝒎
= 472,5 lbf.in
Bahan poros baja AiSI 1040 mempunyai yield strength
𝐝𝐬 ≥𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝐌𝐛𝟐 + 𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝐌𝐭𝟐
𝛑𝟐𝐤𝐬 ∙ 𝐒𝐲𝐩𝐬𝐟
𝟐𝟔
𝐝𝐬 ≥𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝟓𝟒𝟓, 𝟖𝟑 𝟐 + 𝟏𝟔𝟐 ∙ 𝟒𝟕𝟐, 𝟓 𝟐
𝛑𝟐𝟔𝟎𝟐𝟎𝟎𝟐
𝟐𝟔
𝐢𝐧
𝐝𝐬 ≥ 𝟎, 𝟎𝟏𝟒𝟔
𝐢𝐧
𝐝𝐬 ≥ 𝟎, 𝟒𝟗 𝐢𝐧
𝐝𝐬 ≥ 𝟏, 𝟐𝟓 𝐜𝐦
jadi diameter poros minimum adalah 1,25 cm. Pada alat
ini menggunakan diameter poros 3,5 cm. maka poros
yang direncanakan dinyatakan aman
26
415 Mpa = 𝟔𝟎𝟐𝟎𝟎 𝒍𝒃𝒇
𝒊𝒏𝟐
KESIMPULAN
1. Besar gaya tumbukan yang direncanakan adalah 370 N, dari perhitungan gaya
yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan ada gaya yang terbuang akibat gaya gesek
dan bentuk konstruksi, maka didapatkan besar gaya setelah terjadi losses sebesar
195,77 N
2. Dari hasil perhitungan manual tegangan maksimum terjadi di struktur bagian 2
mesin power hammer sebesar 29,80 N/mm2. Kemudian dari hasil simulasi besar
tegangan maksimum yang terjadi pada struktur bagian 2 adalah 28,67 N/mm2 =
28,67 Mpa presentasi selisih perhitungan manual dan hasil simulasi adalah 3,79%.
Dari data katalog, plat U (C channel) baja AISI 1035 memiliki besar yield strength
sebesar 310 Mpa. Maka tegangan yang terjadi pada struktur mesin power hammer
lebih kecil dari tegangan yield strength material maka dapat disimpulkan bahwa
struktur pada mesin power hammer aman untuk digunakan.
27
28
3. Besar gaya tumbukan yang direncanakan adalah 370 N, dari
perhitungan gaya yang dihasilkan lebih kecil dikarenakan ada gaya
yang terbuang akibat gaya gesek dan bentuk konstruksi, maka
didapatkan besar gaya setelah terjadi losses sebesar 195,77 N
4. Dari hasil perhitungan manual tegangan maksimum terjadi di
struktur bagian 2 mesin power hammer sebesar 29,80 N/mm2.
Kemudian dari hasil simulasi besar tegangan maksimum yang terjadi
pada struktur bagian 2 adalah 28,67 N/mm2 = 28,67 Mpa presentasi
selisih perhitungan manual dan hasil simulasi adalah 3,79%. Dari data
katalog, plat U (C channel) baja AISI 1035 memiliki besar yield
strength sebesar 310 Mpa. Maka tegangan yang terjadi pada struktur
mesin power hammer lebih kecil dari tegangan yield strength material
maka dapat disimpulkan bahwa struktur pada mesin power hammer
aman untuk digunakan.