DESIGN ROLLER CONVEYORS FOR TRANSFER WHEELS …
Transcript of DESIGN ROLLER CONVEYORS FOR TRANSFER WHEELS …
DESIGN ROLLER CONVEYORS FOR TRANSFER
WHEELS FROM DIES CASTING TO THE MACHINING
PROCESS
A final project report
A presented to
The Faculty of Engineering
By
Kastro Bronson Lubis
003201605009
in partial fulfillment
of the requirements of the degree
Bachelor of Science in Mechanical Engineering
President University
Februari 2019
DESIGN ROLLER CONVEYORS FOR TRANSFER
WHEELS FROM DIES CASTING TO THE MACHINING
PROCESS
A final project report presented to
the Faculty of Engineering
By
Kastro Bronson Lubis
003201605009
in partial fulfillment
of the requirements of the degree
Bachelor of Science in Mechanical Engineering
President University
Februari 2019
President University
DECLARATION OF ORIGINALITY
I declare that this final project report, entitled “Design roller conveyors for transfer wheels
from dies casting to the machining process” is my own original piece of work and, to the best
of my knowledge and belief, has not been submitted, either in whole or in part, to another
university to obtain a degree. All sources that are quoted or referred to are truly declared.
Cikarang, Indonesia, 24 Februari 2020
Kastro Bronson Lubis
President University
DESIGN ROLLER CONVEYORS FOR TRANSFER WHEELS
FROM DIES CASTING TO THE MACHINING PROCESS
By
Kastro Bronson Lubis
003201605009
Approved by
Dr.Eng. Rudi Suhradi Rachmat Dr. Eng, Lydia Anggraini
Final Project Supervisor Head of Study Program
Mechanical Engineering
i
ACKNOWLEDGEMENT
Praise and thanksgiving the writer goes to God who has bestowed His
blessings and gifts, so that the writer can complete the thesis report with the title
" Design roller conveyors for transfer wheels from dies casting to the machining
process " in time. This report was made as a condition for obtaining a bachelor's
degree in mechanical engineering at President University's engineering faculty.
In completing this report can not be separated from the support of many parties,
for that the author would like to express his gratitude to:
1. Mr. Dr.Eng. Rudi Suhardi Rachmat, as well as the supervisor who
has provided guidance, advice and input to the author in completing
this report.
2. Ms. Dr.Eng. Lydia Anggraini, as the Head of the Mechanical
Engineering Study Program
3. Lecturers and staffs at President University who have assisted in
the process and completion of this report.
4. Beloved parents who always give prayer, enthusiasm, and support
to the author in many ways, so that the author can complete the
writing of this report.
5. Families that are always a place to share in every joy and sorrow.
6. Friends of one of the President University's Mechanical
Engineering majors, who have provided enthusiasm, motivation
and assistance in completing each assignment in lectures, especially
in completing this thesis report.
May God Almighty always give mercy and blessings for all the support
and assistance from all parties. The author is aware in compiling this report that
he encounters several difficulties and obstacles. In addition, he also realized that
the writing of this report was far from perfect and there were still many other
shortcomings, for which the author expected constructive suggestions and
criticism from all parties. The author hopes this report can be useful for personal
writers and for readers in general.
ii
APPROVAL FOR SCIENTIFIC PUBLICATION
I hereby, for the purpose of development of science and technology, certify and
approve to give President University a non-exclusive royalty-free right upon my
final project report with the title:
DESIGN ROLLER CONVEYORS FOR TRANSFER
WHEELS FROM DIES CASTING TO THE
MACHINING PROCESS
Along with the related software or hardware prototype (if needed). With this non-
exclusive royalty-free right, President University is entitled to conserve, to convert,
to manage in a database, to maintain, and to publish my final project report. These
are to be done with the obligation from President University to mention my name
as the copyright owner of my final project report.
Cikarang, Indonesia, 24 Februari 2020
Kastro Bronson Lubis
003201605009
iii
ABSTRAK
Conveyor merupakan alat untuk mengangkut bahan-bahan industri. Sedangkan
Motor listrik, Gearbox, sproket, rante, roller dan rangka adalah komponen dari
conveyor, dimana komponen dari roller berfungsi untuk membawa velg ke proses
machining. Dengan peranan dari motor listrik, gearbox, rante, rangka,dan roller
yang sangat penting, di perlukan perancangan yang baik, salah satu-nya yang perlu
diperhatikan adalah segi kekuatan, dimana rangka menerima beban dari velg
maupun menerima beban dari motor listrik yang bekerja untuk memutar roller.
Dalam penulisan tugas akhir ini dibahas mengenai proses pembuatan roller
conveyor velg. Skripsi ini ditujukan untuk membantu PT.TIMUR LAUTAN
SUKSES cikarang yang sedang dalam proses mengembangkan sebuah produk
yang nantinya akan dibuat produksi masal. Metode brainstorming digunakan dalam
penelitian ini guna mendapatkan desain dari bagian-bagian conveyor yang optimal
yang nantinya akan digambar dan dirakit xv menggunakan software AUTO CAD
2014. Hasil dari proses awal adalah menentukan bagian-bagian yang dianggap kritis
dan mencari jenis-jenis material yang cocok untuk membuat part-part tersebut dan
setelah itu akan diuji menggunakan software CATIA V5. Hasil pengujian dan
perhitungan menunjukan bahwa part frame menggunakan material plat baja
MS400 dengan sisi atas dan bawah menggunakan bendingan dan ketebalan 5 mm,
yang dirangkai dengan 14 part roller yang menggunakan material AISI304, dan
ditopang oleh 4 part stand yang menggunakan material MS400.
Kata kunci : Roller Conveyor, Tegangan, CATIA, Beban Statis,AUTO CAD
iv
ABSTRAK
A conveyor is a tool for transporting industrial materials. Where as
Motor Electric, Gearbox, Sprocket, chain, Roller and Frame are components
of the conveyor, where the components of the roller function to carry the
wheels to the machining process. With the role of the electric motor, gearbox,
chain, frame, and roller which are very important, a good design is needed,
one of which needs to be considered is the power, where the frame receives the
load from the wheels or receives the load from the electric motor that works
to rotate the roller.
In writing this final project, the process of making roller conveyor wheels
is discussed. This thesis is intended to help PT. TIMUR LAUTAN SUKSES
Cikarang which is in the process of developing a product that will later be
mass-produced. The brainstorming method used in this study was to obtain the
design of the optimal conveyor parts which would later be drawn and
assembled using the 2014 AUTO CAD software. The results of the initial
process were to determine the parts that were considered critical and to find
the types of material suitable to make these parts and after that will be tested
using the CATIA V5 software. Test results and calculations show that frame
use MS400 steel plate materials with the top and bottom sides using a dam and
thickness of 5 mm, which is assembled with 14 roller parts that use AISI304
material, and axle that uses MS material and will be supported by 4 stand parts
that use cast iron material.
Key works: Roller Conveyor, Tegangan, CATIA, Beban Statis,AUTO CAD
v
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................. i
DAFTAR ISI .......................................................................................................... v
DAFTAR NOTASI ................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x
DAFTAR TABEL ................................................................................................. xi
BAB 1 – PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................................. 1
1.2. Identifikasi Masalah ................................................................................... 2
1.3. Rumusan Masalah ...................................................................................... 2
1.4. Ruang Lingkup ........................................................................................... 3
1.5. Batasan Masalah ........................................................................................ 3
1.6. Tujuan Penulisan ........................................................................................ 3
1.7. Manfaat Desain .......................................................................................... 4
1.7.1. Manfaat Teknis ........................................................................... 4
1.7.2. Manfaat Ekonomis ...................................................................... 4
1.8. Metode Pustaka .......................................................................................... 4
1.9. Metode Observasi ....................................................................................... 4
1.10. Metode Wawancara ................................................................................... 4
1.11. Sistematika Penulisan ................................................................................. 4
BAB 2 – TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 6
2.1. Pengertian Konveyor Roller ........................................................................ 6
2.2. Perancangan Teknik ................................................................................... 7
2.3. Fungsi Konveyor Roller ............................................................................. 8
2.4. Aplikasi Kegunaan Konveyor Roller......................................................... 10
2.5 Komponen Dan Fungsi Konveyor Roller .................................................. 11
2.5.1.Rangka /frame ............................................................................... 11
2.5.2. Roller.............................................................................................. 11
2.5.3. Motor listrik .................................................................................... 12
2.5.4. chain dan sprocket ......................................................................... 13
2.5.5. Rumus Roller ................................................................................ 13
2.5.6 Baut (Bolt) ...................................................................................... 14
vi
2.5.7. Spesifikasi bolt ............................................................................... 15
2.6. Pemilihan Material ................................................................................... 16
2.6.1. Konsep Dasar Analisa Struktur ..................................................... 16
2.6.2 Kekuatan bahan .............................................................................. 17
2.6.3. Tegangan Sederhana ...................................................................... 18
2.6.4. Faktor Keamanan ........................................................................... 18
2.6.5. Hubungan Tegangan Regangan ..................................................... 19
2.6.6 Tegangan geser ................................................................................ 19
2.6.7 Regangan ........................................................................................ 19
2.7.Gambar Teknik ......................................................................................... 20
BAB 3 – TAHAPAN PERANCANGAN MESIN ................................................ 22
3.1. Pengertian Perancangan ............................................................................ 22
3.2. Proses Perancangan Mesin ........................................................................ 20
3.3. Menentukan dan Menguraikan Masalah ................................................... 24
3.4. Perancangan Konsep ................................................................................. 24
3.5. Studi Literatur dan Studi Lapangan ........................................................... 22
3.6. Perancangan Wujud Mesin ....................................................................... 26
3.7. Perancangan Detail Mesin.......................................................................... 26
3.8. Perwujudan Mesin ..................................................................................... 26
3.9. Proses Uji Coba dan Analisis .................................................................... 27
3.10. Evaluasi Hasil Rancan ............................................................................. 27
3.11. Komponen ............................................................................................... 27
3.12 Mekanisme kerja ...................................................................................... 28
BAB 4 – PERANCANGAN DAN PERWUJUDAN MESIN .............................. 29
4.1. Deskripsi Umum Perancangan .................................................................. 29
4.2. Studi konveyor roller dan desainnya ......................................................... 29
4.3. Perhitungan roller ..................................................................................... 30
4.3.1. Properties of roller ......................................................................... 30
4.3.2. Maximum stress calculation for given condition ............................ 31
4.3.3. Checking factor of safety for design ................................................ 32
4.3.4. maximum deflection ........................................................................ 33
4.4 Perhitungan Motor Listrik ......................................................................... 33
vii
4.5. Perhitungan baut ........................................................................................ 35
4.6 Finite element method ................................................................................ 35
4.6.1. Analisa konveyor roller .................................................................. 35
4.6.1.1. Mesh ................................................................................ 36
4.6.1.2 element type ...................................................................... 36
4.6.1.3. element quality................................................................. 36
4.6.1.4 material ............................................................................ 37
4.6.2. Static Case ...................................................................................... 37
4.6.2.1 Boundary Conditions ....................................................... 37
4.6.2.2 structure computation ...................................................... 38
4.6.2.3 restraint computation ....................................................... 38
4.6.2.4 load computation .............................................................. 38
4.6.2.5 stiffness computation ........................................................ 39
4.6.2.6 singularity computation ................................................... 39
4.6.2.7 constraint computation ..................................................... 39
4.6.2.8 factorized computation ..................................................... 40
4.6.2.9 minimum and maximum pivot .......................................... 40
4.6.2.10 Translational pivot distribution ..................................... 41
4.6.3 direct method computation .............................................................. 42
4.6.3.1 Static Case Solution.1 - Von Mises stress (nodal values).2
.......................................................................................... 43
4.6.3.2 Static Case Solution.1 - Von Mises stress (nodal values).1
.......................................................................................... 44
4.6.3.3 Static Case Solution.1 - Translational displacement
vector.1 ............................................................................ 44
4.7 Analisis rangka (frame) ...................................................................... 45
4.7.1 mesh ........................................................................................... 45
4.7.2 element type .............................................................................. 45
4.7.3 element quality …...................................................................... 46
4.7.4 materials .................................................................................... 46
4.7.5 Static Case ................................................................................. 47
viii
4.7.5.1 Boundary Conditions ..................................................... 47
4.7.5.2 structure computation .................................................... 47
4.7.5.3 restraint computation ..................................................... 47
4.7.5.4 load computation ............................................................ 47
4.7.5.5 stiffness computation ...................................................... 48
4.7.5.6 singularity computation ................................................. 48
4.7.5.7 constraint computation ................................................... 48
4.7.5.8 factorized computation ................................................... 49
4.7.5.9 Minimum and maximum pivot ........................................ 49
4.7.5.10 Minimum pivot ............................................................. 49
4.7.5.11 Translational pivot distribution ................................... 50
4.7.6 direct method computation ................................................ 50
4.7.7 Static Case Solution.1 - Deformed mesh.1 ........................ 51
4.7.8 Static Case Solution.1-Von Mises stress (nodal values) ....52
4.7.9 Static Case Solution.1-Von Mises stress (nodal values) ... 52
4.8. Proses Manufaktur dan Perwujudan Mesin ......................................53
BAB 5 – SIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 57
5.1. Simpulan .................................................................................................... 57
5.2. Saran .......................................................................................................... 58
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 59
LAMPIRAN A ..................................................................................................... 61
ix
DAFTAR NOTASI
SIMBOL KETERANGAN SATUAN
𝐷 = 𝑑 Diameter 𝑚𝑚
𝑅 Jari-jari 𝑚𝑚
𝑡 Tinggi 𝑚𝑚
t Tebal 𝑚𝑚
𝐴 Luas permukaan 𝑚𝑚2
𝑚 Massa 𝑘𝑔
𝑣 Kecepatan 𝑚/𝑠
𝐹 Gaya 𝑁
𝑝 Tekanan 𝑁/𝑚𝑚2
𝑃 Daya 𝑘𝑊
𝑛 Kecepatan putaran 𝑟𝑝𝑚
Τ Torsi 𝑁𝑚
Ϝ Gaya 𝑘𝑔
𝑙 Jarak benda ke titik pusat 𝑚𝑚
𝜎 Tegangan tarik 𝑘𝑔𝑓/𝑚𝑚2
𝜏 Tegangan geser 𝑘𝑔𝑓/𝑚𝑚2
𝐺 Modulus geser 𝑘𝑔𝑓/𝑚𝑚2
𝑆𝑓 Safety factor -
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.Arah gerak sistem roller konveyor ................................................... 12
Gambar 2.2.Tahapan Proses Perancangan Teknik ............................................... 13
Gambar 2.3. roller conveyor memindahkan barang dalam bentuk unit ............... 14
Gambar 2.4. unit ditranportasikan minimal harus ditumpu oleh 3 roller ............. 15
Gambar 2.5. rame roller conveyor ....................................................................... 17
Gambar 2.6 Roller driven conveyor ........................................................... ......... 17
Gambar 2.7 Motor ................................................................................................ 18
Gambar 2.8 Rantai dan sprocket ...................................................................... 19
Gambar 2.9 Baut .................................................................................................. 20
Gambar 2.10 penamaan bagian-bagian dari baut ................................................. 21
Gambar 2.11 baut part thread ............................................................................... 21
Gambar 2.12 Baut dan mur hexagon galvanis ..................................................... 22
Gambar 2.13 Diagram Ashby (Fracture toughness - Strength) ........................... 23
Gambar 2.14 Diagram tegangan-regangan .......................................................... 27
Gambar 3.1. Diagram Alir Proses Rancang Bangun Konveyor roller ................. 30
Gambar 4.1 Model desain 3D konveyor roller ..................................................... 36
Gambar 4.2 Gravity roller conveyor membawa beban ........................................ 38
Gambar 4.3 pembebanan roller ........................................................................... 39
Gambar 4.4 kondisi roller pembebanan dan di clamp .......................................... 47
Gambar 4.5 Gambar 4.5 kondisi roller setelah diberikan beban .......................... 52
Gambar 4.6 tegangan yang terjadi pada roller ..................................................... 53
Gambar 4.7 Tegangan maksimum yang terjadi pada roller ................................. 53
Gambar 4.8 Deformasi yang terjadi pada roller.................................................... 54
Gambar 4.9 kondisi konveyor roller diberikan beban dan tahanan ..................... 56
Gambar 4.10 kondisi konveyor setelah dikasih beban ......................................... 60
Gambar 4.11 Tegangan yang terjadi pada konveyor roller .................................. 61
Gambar 4.12 Tegangan maksimum yang terjadi pada frame ............................... 61
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Komponen conveyor roller................................................................... 40
Tabel 4.2 total weight of gravity roller conveyor ................................................ 40
Tabel 4.3. mesh..................................................................................................... 46
Tabel 4.4 jenis elemen .......................................................................................... 46
Tabel 4.5 kualitas elemen ..................................................................................... 46
Tabel 4.6 propertis material ................................................................................. 47
Tabel 4.7 minimum and maximum pivot ............................................................. 50
Tabel 4.8 minimum pivot ..................................................................................... 50
Tabel 4. 9 Translational pivot distribution ........................................................... 51
Tabel 4.10 Static Case Solution.1 - Deformed mesh.2 ........................................ 52
Tabel 4.11. mesh .................................................................................................. 55
Tabel 4.12 jenis elemen ........................................................................................ 55
Tabel 4.13 kualitas elemen ................................................................................... 55
Tabel 4.14 propertis material ............................................................................... 56
Tabel 4.15 minimum and maximum pivot ........................................................... 59
Tabel 4.16 minimum pivot ................................................................................... 59
Tabel 4.17 Translational pivot distribution ......................................................... 60
Tabel 4.18 perhitungan metode langsung ........................................................... 60
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Di dalam sebuah pabrik, bahan baku bahkan sampai produk jadi dari industri
tersebut banyak yang menggunakan bahan yang berat dan juga berbahaya untuk
diangkat oleh manusia. Maka dari itu sangat diperlukan alat untuk memobilisasi
bahan-bahan keperluan industri tersebut, dikarenakan keterbatasan kemampuan
tenaga manusia baik itu berupa kapasitas bahan yang akan diangkut maupun
keselamatan kerja dari karyawan. Salah satu jenis alat pengangkut yang sering
digunakan adalah konveyor. Konveyor yang berfungsi untuk mengangkut bahan-
bahan industri yang berbentuk padat. PT XYZ merupakan salah satu perusahaan
manufaktur bidang otomotif khususnya motor roda dua di Indonesia,selain dari
part-part roda dua, PT XYZ juga memproduksi velg mobil. Demi memenuhi
kebutuhan pelanggan akan mobil yang semakin meningkat,maka penggunaan velg
juga akan meningkat juga. PT XYZ menetapkan kapasitas produksi 4000 unit setiap
harinya. Velg di produksi mulai dari proses casting sampai ke tahap final inspection
sendiri oleh PT XYZ untuk menjaga mutu dan kualitas velg. PT XYZ memiliki alur
produksi yang tersusun rapi dan terbagi menjadi 5 Proses utama yang kemudian
disebut process engineering. Process engineering terbagi menjadi 5 yaitu process
engineering A (casting), process engineering B (machining), process engineering C
(balancing), process engineering D (finishing), Process engineering E (painting).
Velg diproduksi dari raw material hasil casting, kemudian harus melewati 3 proses
pemesinan sebelum menjadi velg. Proses pemesinan (machining) dimulai dari
operation process 3 (DC-1) sampai dengan DC-3 sebelum dilakukan Leak Tester
dan Final Inspection. DC-1 hingga DC-3 memiliki jarak 24 meter.Jarak tersebut
merupakan jarak yang jauh, namun part hasil pengerjaan DC-1 casting harus di
pindahkan secara manual oleh operator dengan trolli sedangkan material masih
basah panas. Hal tersebut sangat tidak efektif dilakukan karena produksi massal
yang begitu cepat. Selain kurang efektif, keselamatan operator juga menjadi
sorotan, hal ini dikarenakan velg hasil dari casting masih sangat panas.
2
Demi meningkatkan efektifitas, produktifitas, serta keselamatan kerja yang
ada di lingkungan kerja utamanya pada line produksi velg, penulis mempunyai
gagasan untuk melakukan “Perancangan Roller Conveyor pada Line produksi velg.
1.2. Identifikasi masalah
Konveyor ini di rancang dan di bangun untuk PT XYZ ,konveyor ini harus
mampu mengangkat velg dengan berat maksimal 15 kg per velg. Dan konveyor ini
akan menerima beban velg secara continue. Untuk itu dilakukan perhitungan
kekuatan untuk menentukan bentuk dan dimensi profil serta sambungan yang kuat
dan stabil mulai dari foot stand, foot spacer, foot rest, frame roller,motor holder dan
roller.
1.3. Perumusan Masalah
Velg yang berat untuk dipindahkan karyawan membuat efisiensi kerja
karyawan tersebut kurang maksimal. Selain dari berat, velg yang baru keluar dari
mesin dies juga masih sangat panas, sehingga sangat berbahaya bagi karyawan.
Dengan permasalahan tersebut, maka rancang bangun konveyor ini harus benar-
benar sesuai dengan kebutuhan PT. XYZ.
Untuk itu rumusan masalah yang akan menjadi acuan rancang bangun
konveyor roller adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana tahapan mendesain roller conveyor tersebut.
2. Bagaimana perhitungan terhadap menentukan tenaga motor dan jenis baut
yang dibutuhkan.
3. Bagaimana menentukan dan memilih material yang digunakan sesuai
dengan kebutuhan dan mempertimbangkan aspek optimasi dan
produktifitas.
4. Bagaimana model 3 dimensi.
3
1.4. Ruang Lingkup
Ruang lingkup pembahasan pada perancangan conveyor adalah sebagai
berikut:
1. Mendesain bentuk konveyor dengan lebar bentang 0.73 m dan panjang
total conveyor 2 meter.
2. Menghitung kekuatan rangka conveyor, daya motor dan kekuatan roller.
3. Analisa ditujukan untuk memilih profil yang ekonomis berdasarkan
kekuatan dan kekakuan sesuai dengan desain beban dan faktor resistansi
(Load and Resistance Factor Design=LRFD) atau pun Desain Tegangan
Izin (Allowable Stress Design) menggunakan software CATIA V5.
4. Membuat model 3 dimensi, dan gambar kerja.
1.5. Batasan Masalah
Pembahasan masalah hanya akan membahas tentang perencaaan desain
struktur konveyor dan analisa perhitungan kekuatan struktur dengan spesifikasi
sebagai berikut:
1. Kalkulasi untuk material tidak dihitung.
2. Tidak menghitung kekuatan tarik rante karena menggunakan rante
standart RS40.
3. Conveyor tidak menggunakan sensor.
1.6. Tujuan Penulisan
Secara umum tujuan penulisan proses pembuatan roller konveyor ini adalah
1. Menghitung berapa kebutuhan tenaga motor, jenis baut.
2. Menganalisa roller dan frame supaya mengetahui material yang tepat pada
sebuah roller konveyor.
4
1.7. Manfaat Desain
Dari pembahasan desain konveyor roller ini maka penulis, pembaca dan juga
instansi perusahaan yang bergerak dibidang pembuatan konveyor roller.
Diantaranya beberapa manfaat tersebut adalah:
1.7.1 Manfaat Teknis
a. Menghindari rangka conveyor bengkok karena sudah dilakukan
perhitungan kekuatan rangka conveyor
b. Menghindari kegagalan assembling karena sudah dilakukan pemodelan
per part dengan gambar kerja.
1.7.2 Manfaat Ekonomis
Dengan pemilihan profil yang minimal berdasarkan kekuatan dan desain sehingga
berpengaruh pada biaya yang ekonomis. Biaya itu meliputi biaya material, biaya
fabrikasi dan biaya assembling dilapangan yang semua itu didasarkan atas bobot
conveyor ter assembling.
1.8. Metode pustaka
Dalam metode ini penulis mengambil materi dan bahan untuk penyusunan skripsi
melalui buku-buku yang tersedia, katalog dalam industri, dan website.
1.9. Metode Observasi
Dalam penyusunan skripsi ini penulis juga akan mengambil sumber materi dari
observasi didunia kerja manufacture konveyor secara langsung. Metode diskusi
Penulis juga berusaha meminta masukan dari rekan rekan mahasiswa dan juga
rekan rekan di dunia kerja. Juga terutama dengan diskusi dan arahan dari dosen
pembimbing saya.
1.10. Metode Wawancara
Melalui wawancara dengan pihak perusahaan yang bergerak dibidang pembuatan
konveyor untuk memperoleh informasi jenis dan spesifikasi material yang dipakai
5
sebagai pendukung dalam penulisan proses desain dan pembuatan roller konveyor
ini.
1.11. Sistematika Penulisan
Untuk pembahasan penulisan skripsi ini, maka penulis akan menyajikan
materi yang akan diuraikan menjadi 5 bab dengan sistematika sebagai berikut:
BAB 1 : PENDAHULUAN
Yaitu menjelaskan tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan penulisan,
metode penelitian, sistematika penlisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Yaitu menjelaskan teori-teori yang menunjang penulisan proses pembuatan roller
konveyor.
BAB III : METODOLOGI PERANCANGAN
Menguraikan cara penganbilan dan pengolahan data dengan menggunakan sumber
data yang ada.
BAB IV : PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
Berisikan tentang fungsi, cara kerja ,dan analisa perhitungan.
BAB V : PENUTUP
Yaitu yang berisikan tentang kesimpulan dan saran yang dapat membantu.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Untuk memulai suatu perancangan mesin, diperlukan informasi mengenai
bahan/produk yang menjadi tujuan perancangan mesin tersebut, komponen
perancangan seperti standar material yang akan digunakan, penentuan spesifikasi
kekuatan perancangan mesin, dan komponen lain yang dapat menunjang persiapan
perancangan, yang sesuai dengan standar.
2.1. Pengertian Roller Conveyor
Roller konveyor adalah konveyor yang sering digunakan untuk benda-benda yang
berat, dikarenakan lintasan geraknya yang tersusun dari beberapa tabung (roll) yang
tegak lurus terhadap lintasannya dimana benda yang yang diletakkan diatas roll
akan bergerak sesuai dengan arah putaran roll [1]. Roller konveyor ini bisa
digerakkan dengan belt atau rantai dan juga digerakkan oleh gaya gravitasi tapi
harus juga diperhitungkan kemiringan maksimum dari roller konveyor. Roller
konveyor di desain khusus agar sesuai dengan kondisi barang yang akan
ditransportasikan. Roller konveyor ini dimana penumpu utamanya yang
mentransportasikan barang adalah rollernya. Maka harus diberi bahan-bahan dan
material yang sesuai dengan barang akan ditransportasikan pada roller tersebut.
Seperti roller diberi lapisan karet, lapisan anti karat, dan lain sebagainya.
Gambar 2.1. Arah lintasan sistem konveyor roller
7
Konveyor roller ini sangat dibutuhkan di sebuah pabrik besar atau pergudangan,
karena akan sangat membantu karyawan dalam mentransportasikan barang yang
akan diangkat oleh karyawan tersebut . Dengan konveyor roller ini wakru akan
semakin efisien dan akan mengurangi kecelakaan kerja pada karyawan.
2.2 Perancangan teknik
Perancangan merupakan tahapan awal dalam rangkaian untuk pembuatan sebuah
produk. Ditahap perancangan ini dibuat keuputan-keputusan yang penting yang
digunakan untuk kegiatan atau pembuatan barang akan dibuat [2]. Perancangan
teknik adalah metode pemecahan masalah secara sistematis dan berulang yang
menghasilkan solusi untuk memenuhi keinginan manusia. Perwujudan tahapan dari
prinsip-prinsip solusi yang telah ditetapkan memungkinkan terjadinya
pengoptimalan pada tahap awal dengan jumlah usaha yang sedikit [3]. Berikut
tahapan proses perancangan teknik (gambar 2.2).
`
Gambar 2.2 Tahapan Proses Perancangan Teknik.
8
Secara garis besar, perancangan teknik dapat dikelompokkan
menjadi beberapa tahapan seperti gambar 2.2. yaitu sebagai berikut:
1. Penjabaran Tugas, pada tahap ini melibatkan identifikasi, perumusan
persyaratan, batasan spesifik, tugas, dan membuat daftar persyaratan
(spesifikasi perancangan).
2. Perancangan Konseptual, pada tahap ini dilakukan pendeskripsian
untuk menemukan masalah esensial, mencari prinsip kerja,
membangun struktur fungsi, menggabungkan prinsip kerja yang akan
digunakan ke dalam struktur kerja, memilih struktur kerja yang
sesuai,dan menyusunnya menjadi prinsip solusi konsep.
3. Perancangan wujud, pada tahap ini dimulai perancangan dengan konsep
yang dipilih dan bekerja sesuai dengan tahapan yang ada untuk
menghasilkan susunan/rancangan (layout) definitif dari sistem atau
produk teknis yang diusulkan sesuai dengan persyaratan teknis
danekonomi.
4. Perancangan Detail, tahap ini merupakan tahap terakhir dari proses
perancangan dimana susunan, bentuk, dimensi dan sifat permukaan
semua bagian individual ditetapkan secara terakhir, seperti bahan
yangditentukan, kemungkinan produksi yang dinilai, perkiraan biaya,
semua gambar dan dokumen produksi lainnya yang dihasilkan. Tahap
perancangan detail menghasilkan spesifikasi informasi dalam bentuk
dokumentasi produksi.
2.3 fungsi roller konveyor
Fungsi utama roller konveyor adalah memindahkan barang yang berupa unit dan
tidak bisa memindahakan benda dalam bentuk serbuk dan butiran kecil. Barang
yang berbentuk unik yang bisa dipindahkan oleh konveyor roller juga harus
ditentukan ukuran dan berat dari benda tersebut, supaya disa di mobilisasi oleh
konveyor tersebut [4]. Konveyor roller ini bisa memindahkan benda-benda kecil
tetapi harus di kemas dulu dalam bentuk unit supaya bisa ditransportasikan
menggunakan sistem konveyor roller.
3
9
Gambar 2.3. Konveyor roller memindahkan benda dalam bentuk unit
Konveyor roller ini harus disesuaikan dengan ukuran dan beban barang atau unit
yang akan di transportasikan. Rancangan pada sistem konveyor roller harus mampu
menerima beban maksimum dari barang atau unit yang akan di transportasikan.
Untuk itu pada tahap perancangan harus diperhitungkan dengan benar. Supaya tidak
terjadi kegagalan konstruksi. Selain perhitungan, desain ukuran konveyor juga
harus dipertimbangkan agar sesuai dengan ukuran barang akan yang di
tranportasikan. Dalam beberapa penggunaan sistem konveyor roller ukuran barang
yang lebih lebar dari ukuran lebar roller masih diperbolehkan. Dan untuk jarak
setiap disesuaikan dengan dengan ukuran yang akan ditransportasikan supaya unit
atau barang tersebut tidak jatuh. Diusahakan jarak antar roller dibuat serapat
mungkin supaya tumpuan beban semakin banyak. Selain itu, ukuran barang yang
di transportasikan minimal ditumpu oleh 3 roller. Karena jika ditumpu oleh 2 roller
maka barang tersebut akan nyangkut dan bahkan bisa jatuh keluar dari sistem
transportasi konveyor roller.
Gambar 2.4 Barang atau unit yang ditransportasikan minimal ditumpu oleh 3
roller
10
2.4. Aplikasi Kegunaan Roller Conveyor
Konveyor roller memilki banyak kegunaan dan pengaplikasiannya. Konveyor roller
ini paling sering ditemukan di industri yang barang jadinya memiliki ukuran yang
besar. Untuk ukuran konveyornya sendiri hanya menyesuaikan barang yang akan
di transportasikan [5]. Penggunaan konveyor roller ini memiliki aplikasi praktis
lainnya di dunia industri lebih lebih luas juga. Pengaplikasian konveyor roller ini
bahkan ada yang bisa berjalan dengan baik tanpa menggunakan listrik. Konveyor
secara umum sangat membantu meningkatkan produktivitas individu dan industri.
Karena akan mengefisiensi kan waktu karyawan dalam memindahkan barang dari
satu tempat ke tempat lainnya. Dan untuk penggunaan konveyor roller ini konveyor
tersebut bisa bekerja selama 24 jam tanpa berhenti.
Salah satu varian yang paling sering digunakan dalan sistem konveyor roller
adalah roller coaster karena sistem pada konveyor ini sangat sederhana untuk
pengaplikasiannya. Penggunaan konveyor roller ini hanya menggunakan gravitasi
tanpa menggunakan alat mekanis lain. Tapi jika pengaplikasiannya di lereng harus
menggunakan tambahan karet, karena permukaan karet yang akan meningkatkan
nilai gesekan tinggi. Jika gesekan rendah memungkinkan benda akan tergelincir,
dan itu sangat berbahaya dan fungsi utama dari konveyor roller tersebut tidak
berjalan dengan baik.
Konveyor roller ini diaplikasikan untuk mengangkut berbagai bentuk produk
dan ukuran yang kecil,sedang sampai besar. Penggunaan konveyor roller ini
biasana di gunakan untuk mentransportasikan berang-barang berbentuk unit.
Misalnya, botol, wadah kecil, velg, crank case, dan lain sebagainya [6]. Untuk
konveyor roller ini pada industri velg harus mampu mengangkat beban 80 kg
dengan kecepatan 0,5 m/s. Kapasitas beban dari per velg bisa mencapai 25 kg dan
ditumpu oleh 3 roller. Jadi satu roller harus mampu menumpu 9 kg. Dan untuk
penggunaan material rollernya biasanya menggunakan mild steel dan juga stainless.
Tergantung dengan barang yang akan di transportasikan.
11
2.5 Komponen Dan Fungsi Konveyor Roller
Komponen-komponen utama dan fungsinya pada konveyor roller adalah sebagai
berikut [7]:
2.5.1 Rangka /frame
Rangka pada konveyor roller berfungsi untuk menopang roller supaya
roller tidak berpindah-pindah dan jatuh. Untuk pengasangan roller dan
rangka ini harus sesuai supya tidak terjadi getaran pada saat roller
berputar. Dan rangka pada konveyor roller ini juga menentukan jarak
antar roller supya barang yang di angkut tidak terjatuh.
Gambar 2.5 Rangka Konveyor roller
2.5.2 Roller
Pada sistem ini roler digunakan harus sesuai dengan barang yang akan
diangkut. Berbeda dengan roller yang pada umumnya digunakan. Roller
menggunakan material stainless supaya tahan panas dan tidak karatan.
Roller ini memiliki beberapa tambahan part supaya bisa berputar secara
konstan seperti, bearing, shaft, dan 2 buah sproket.
12
Gambar 2.6 fixed roller dan driven roller
2.5.3 Motor listrik
Motor listrik adalah komponen yang sangat penting pada sistem konveyor
ini. Karena motor listrik yang akan menjadi sumber tenaga untuk
menggerakkan roller. Untuk menggerakkan roller, motor dihubungkan
menggunakan rante dari sproket motor ke sproket roller sehingga roller
dapat berputar sesuai kecepatan dari motor listrik.
Gambar 2.7 Motor Listrik
13
2.5.4 chain dan sprocket
Rantai(chain) dan sprocket yang berfungsi untuk mentransmisikan putaran
dengan jarak yang sedang dan secara konstan. Sprocket yang berbentuk
bulat dan bergeriki yang berpasangan dengan rantai. Rantai yang berfungsi
untik penghubung antar sprocket satu ke sprocket lainnya yang mengait ke
gigi sprocket sehingga meneruskan daya dan perputaran nya tetap.
Gambar 2.8 Chain dan sprocket.
2.5.5 Rumus roller
Untuk mencari ketepatan bahan untuk roller, maka diperlukan perhitungan.
Berikut rumus untuk mencari ketepatan bahan roller konveyor [8] :
(1)
Di mana :
W = Daya tahan total
W1 = Tahanan karena gerak berputar (rolling )
14
G = Bobot dari material yang di terima oleh beberapa roll
D = Diameter roll
W2 = Tahanan gesekan (frection)
W3 = Factor gesekan akibat slading
Z1 = Jumlah roll-roll yang menahan
P = Bobot roll yang berputar
μ = Angka gesekan tiap roll pada bantalan
d = Diameter poros
P = Bobot roll yang berputar
Z = Jumlah roll seluruhnya
V = Kecepatan
l = Panjang conveyor
K = Factor koreksi (0,8/0,9)
2.5.6 Baut (Bolt)
Baut merupakan alat yang biasa digunakan untuk pengikat atau penyambung antara
kedua benda. Baut (bolt) mempunyai bentuk sma dengan cap srew. Dimana cap
screw sendiri adalah sebuah istilah dalam penggunaanya disatukan atau
dipasangkan dengan lubang ulir. Bolt dan cap screw dibedakan berdasarkan
pengaplikasiannya pada benda atau produk yang disambungkan atau dikencangkan.
Namun yang biasa dipakai dalam industri adalah nut [9].
Gambar 2.9 Mur dan Baut
8
15
2.5.7 Spesifikasi bolt
Bentuk bolt terbagi menjadi dua bagian yaitu Head body dan thread. Untuk ukuran
head body pada bolt biasanya ditentukan berdasarkan jarak bidang rata pada bagian
permukaannya. Ukuran head bolt digunakan untuk menentukan beberapa ukuran
kunci atau socket yang dipergunakan untuk mengunci bolt body tersebut. Baut
ditentukan oleh diameter, sedangkan panjang diukur dari bagian bawah head ke
bagian ujung thread baut. Beberapa bentuk baut memiliki ketentuan penentuan
ukuran panjang yang berbeda dalam penunjukkan ukuran baut.
Gambar 2.10 penamaan bagian-bagian dari baut
Baut juga dapt dibedakan berdasarkan jenis dari threadnya.
a. Part thread
Gambar 2.11 baut part thread
16
b. Full thread
Gambar 2.12 Baut dan mur hexagon galvanis
2.6 Pemilihan Material
Material menjadi salah satu elemen terpenting untuk suatu perancangan. Material
yang digunakan harus memenuhi beberapa kriteria, seperti keinginan pengguna,
fungsi dan juga kekuatan komponen yang digunakan. Setiap material memiliki
karakteristik dan nilainya masing-masing. Setiap material di klasifikasikan menurut
beberapa kelas. Informasi mengenai material dapat dilihat pada Diagram Ashby.
Pada diagram ini, ditampilkan perbandingan antara dua komponen yang diletakkan
pada dua sumbu grafik [10]. Kombinasi komponen seperti Fracture toughness –
Strength, Strength – Density, dan lain-lain. Contoh Diagram Ashby yaitu gambar
2.13.
9
17
Gambar 2.13.Diagram Ashby (Fracture toughness - Strength) .
2.6.1 Konsep Dasar Analisa Struktur
Analisis struktur yang berfungsi untuk bagaimana menentukan kekuatan suatu
struktur dengan kondisi yang direncanakan. Ada beberapa langkah untuk proses
analisis struktur yaitu, menentukan perilaku struktur, menganalisis menjadi elemen-
elemen dasar, dan membuat model kondisi batas emenen sehingga keadaan
gabungan struktur yang sebenarnya dapat diaplikasikan. Pada pemodelan struktur
menggunakan pemisalan terkait gaya dan momen yang ada pada suatu struktur
tersebut. Pemodelan yang digunakan dapat diaplikasikan secara sederhana seperti
balok yang di atas dua tumpuan dan diberikan beban pada balok tersebut.
2.6.2 Kekuatan bahan
Perancangan suatu truktur, memiliki tahapan dimana pemilihan material yang
sesuai untuk pengaplikasiannya. Untuk itu harus memperhitungkan kekuatan
bahan yag sesuai dengan pengaplikasiannya. Tetapi didalam perancangan struktur
kekuatan bahan bukan satu-satunya yang harus diperhitungkan tetapi juga dengan
kekakuan. Kekakuan suatu bahan sangat berpengaruh utuk menetukan kekuatan
bahan.
18
2.6.3 Tegangan Sederhana
Sifat bahan dengan keuletan yang besar akan memungkinkan menyerap energi pada
tegangan yang terjadi dengan tinggi tanpa terjadi patah, yang bisanya diatas batas
elastis. Elastisitas adalah sifat kemampuan suatu bahan untuk kembali ke ukuran
semula ketika gaya luar dilepas. Sifat elastisitas sangat penting untuk semua
struktur yang mengalami beban berubah-ubah. Satuan kekuatan bahan biasanya
didefinisikan sebagai tegangan pada bahan. Tegangan adalah gaya per satuan luas.
Dinyatakan secara simbolis sebagai :
𝜎 =𝐹
𝐴 (2)
(Ferdinand L.Singer, Teori Kokoh Edisi ke 3 hal 5)
Dimana : 𝜎 = Tegangan (N/m2)
F = Gaya (N)
A = Luas penampang (m2)
Tegangan terbesar dan juga tegangan terik atau pun tegangan tekan yang terjadi
sepanjang penampang normal terhadap beban. Tergangan tekan maupun tegangan
tarik disebabkan oleh beban yang tegak lurus terhadap luas bidang gaya. Maka
tegangan tekan dan tegangan tarik disebut tegangan normal.
2.6.4 Faktor Keamanan
Faktor keamanan merupakan kukuatan yang sebenarnya pada sebuah
struktur haruslah melebihi kekuatan yang dibutuhkan. Perbandingan dari kekuatan
yang sebenarnya dan kekuatan yang dibutuhkan maka disebut dengan faktor
keamanan.
(3)
Untuk sebuah perancangan faktor keamanan sangatlah penting, jika faktor
keamanan lebih kecil dari hasil perhitungan struktur maka akan terjadi kegagalan
kontruksi. Faktor keamanan setidaknya harus lebih besar 1 untuk menghindari
kegagalan kontruksi. Pada desain untuk sebuah perancangan harus melihat faktor
keamanan dari desain tersebut. Karena faktor keamanan pada sebuah desain sangat
19
baik untuk kekuatan dan keruntuhan. Untuk penentuan faktor keamanan harus
memperhitungkan pembebanan yang paling berat (overloading), dari struktur, jenis
pembebanan ( statik, dinamik atau berulang), kemungkinan terjadi keruntuhan dan
lain sebagainya. Jika faktor keamanan sangat kecil, maka akan terjadi kegagalan.
Faktor keamanan juga tidak boleh terlalu besar, jika faktor keamanan sangat besar
akanmemboros bahan dan bahkan tidak cocok untuk fungsinya. Safety factor yang
tepat untuk analisa konveyor roller ini dengan nilai 2, karena bahan yang sudah
diketahui, kondisi lingkungan beban dan tegangan yang tetap dan dapat ditentukan
dengan mudah.
2.6.5 Hubungan Tegangan Regangan
Pada sebuah perancangan mesin, hal yang mesti diperhatikan ialah mengetahui
bagaimana keadaan material komponen yang digunakan pada saat mesin bekerja.
Dan untuk mengetahui hal tersebut, properti dan karakteristik material yang
digunakan haruslah diketaui terlebih dahulu. Biasanya untuk mengetahui
karakteristik sebuah material harus melakukan uji tarik (Tensile test). Dimana uji
tarik merupakan suatu test secara terus-menerus menambahkan beban pada suatu
material yang akan diteliti dan membuat report seberapa besar beban dan deformasi
yang terjadi pada material sampai material tersebut patah. Tegangan yang terjadi
pada sebuah material dapat dihitung dengan membagi besar beban yang terjadi
2.6.6 Tegangan Geser
Tegangan geser terjadi oleh gaya yang bekerja sejajar dengan luas penahan gaya.
Tegangan geser disebut juga dengan istilah tegangan tangensial. Tegangan
tangensial terjadi akibat beban yang terpasang mengakibatkan salah satu
penampang benda cenderung bergerak pada penampang yang bersinggungan.
𝜏 =𝑉
𝐴 (5)
(Ferdinand L.Singer, Teori Kokoh Edisi ke 3 hal 16)
Dimana : 𝜏 = Tegangan geser (N/m2)
V = Gaya melalui titik pusat yang bergeser (N)
A = Luas penampang (m2)
20
2.6.7 Regangan
Sebuah batang yang dibebani aksial akan mengalami pertambahan panjang , disebut
deformasi atau regangan 휀. Pertambahan panjang tersebut tergantung pada beban
dan luas penampang batang.
Diagram tegangan-regangan menunjukkan hubungan luas, beban, deformasi.
Gambar 2.24 Diagram tegangan-regangan (Ferdinand L.Singer, Teori Kokoh
Edisi ke 3 hal 32)
Untuk memperoleh satuan deformasi atau regangan 휀 adalah dengan membagi
pertambahan panjang 𝛿 dengan panjang L yang telah diukur, dapat dinyatakan
dengan persamaan
𝜺 = 𝜹
𝑳 (6)
(Ferdinand L.Singer, Teori Kokoh Edisi ke 3 hal 32)
Dimana: 휀= regangan
𝛿= pertambahan panjang (m)
L= Panjang mula-mula (m)
2.7 Gambar Teknik
gambar teknik adalah suatu alat komunikasi untuk menyatakan maksud, gagasan,
pikiran dari seorang perencana teknik untuk membuat sebuah benda yang
diinginkan. Untuk gambar teknik juga memiliki aturan dan cara pengerjaannya,
seperti gambar harus memiliki dimensi yang sesuai, peletakan dimensi juga harus
12
21
diperhatikan, gambar isometrik juga harus dilampirkan, proyeksi dari tiap
pandangan harus sesuai dengan benda jadinya supaya orang yang membaca gambar
tidak salah dalam memahami gambar tersebut. Gambar proyeksi lurus dapat
digambarkan dengan dua cara, yaitu gambar proyeksi sistem Amerika (Third Angle
Projection) dan gambar proyeksi sistem Eropa (First Angle Projection). Hasil
rancangan gambar teknik dapat dirancang dengan menggunakan komputer, yaitu
CAD (Computer Aided Design). CAD adalah aplikasi yang membantu
penggambaran rekayasa dalam bidang keteknikan [11]. Terdapat banyak jenis
aplikasi CAD, seperti AutoCAD, SolidWorks, dan Inventor.
22
BAB III
TAHAPAN PERANCANGAN MESIN
3.1 Pengertian Perancangan
Perancangan memiliki banyak pengertian dan istilah yang berbeda-beda namun
mempunyai arti yang sama sesuai benda atau yang mau di rancang. Seperti
perancangan konveyor roller. Perancangan konveyor roller adalah suatu proses
penerapan berbagai teknik dan fungsi untuk menentukan alat atau part-part yang
sesuai untuk dapat digunakan membuat konveyor tersebut sesuai dengan fungsinya.
Perancangan konveyor roller ini yang bertujuan untuk membuat langsung konveyor
sesuai dengan part-part yang ditentukan melalui beberapa perhitungan dan analisis.
Konveyor roller yang berfungsi untuk memudahkan memobilisasi barang dari satu
tempat ketempat lainnya secara continue demi kebutuhan industri. Setiap
perancangan terdiri dari 3 bagian yaitu design, perhitungan atau analisa , dan
perbandingan hasil.
23
Gambar 3.1 Diagram alir proses ancang bangun konveyor roller.
3.2. Proses Perancangan Mesin
Perancangan mesin konveyor roller ini dilakukan dalam beberapa proses. Tahapan
perancangan mesin terdiri dari 9 proses, yaitu penentuan dan penguraian masalah,
perancangan konsep mesin, studi literatur dan studi lapangan, perancangan wujud
mesin, perancangan detail mesin, perwujudan mesin, proses uji coba dan analisis,
evaluasi hasil rancangan, dan penulisan Laporan Tugas Akhir sebagai laporan dari
rancang bangun mesin konveyor roller[12]. Proses-proses tersebut dilakukan guna
mendapatkan hasil rancang bangun mesin konveyor roller yang sesuai dengan
tujuan dan mekanisme rancangan, serta efisiensi dalam penggunaan mesin.
24
3.3 Menentukan dan Menguraikan Masalah
Menentukan dan menguraikan masalah masalah yang mendasari proses
perancangan ini dan menguraikan masalah ke pada proses perancangan
mesinkonveyor roller ini adalah langkah awal untuk menentukan dalam beberapa
factor pendukung terhadap terlaksananya proses perancangan mesin konveyor
roller ini. Masalah yang timbul adalah bagaimana cara dapat memindahkan barang
dalam bentuk satuan dan dalam jumlah banyak dan kontinyu dari tempat satu
tempat ke tempat lainnya. Penggunaan konveyor roller di industri untuk
mengangkat atau memindahkan dikarenakan, harus mampu mengangkat barang
yang panas. Konveyor ini di rancang dan dibangun untuk memobilisasi velg dari
mesin dies ke proses masining. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam
penentuan masalah pada perancangan mesin konveyor roller adalah sebagaiberikut:
1. Menentukan solusi efektif untuk proses memobilisasi velg dengan
lancar.
2. Menentukan kapasitas mesin konveyor roller.
3. Menentukan material yang cocok untuk setiap bagian mesin.
3.4. Perancangan Konsep
Perancangan konsep perlu dilakukan setelah menentukan dan menguraikan masalah
untuk mencari solusi dari faktor-faktor yang perlu diperhatikan dalam penentuan
masalah, seperti menentukan dimensi yang sesuai dengan besar kapasitas yang
diinginkan serta besar ruang yang tersedia di industri PT.XYZ dan mekanisme
Proses penentuan struktur fungsi dan sub-fungsi dilakukan untuk menentukan
skema input dan output dari sistem mesin konveyor roller yang akan dibangun.
Struktur fungsi akan berbentuk diagram dimana input diarahkan ke fungsi kerja
sistem yang akan menghasilkan output.
Diagram struktursub fungsi dapat dibuat berdasarkan diagram struktur
fungsi yang sudah ada. Diagram struktur sub-fungsi dibuat dengan menjabarkan
sub-fungsi sistem secara terurut dan terperinci.dari mesin roller konveyor agar
waktu dari dies ke proses masining lebih efektif dan produksi dapat meningkat,
serta menentukan material yang cocok untuk setiap bagian mesin dan
memperhatikan proses pembuatan mesin dan biaya material. Dalam melakukan
25
perancangan konsep mesin, dilakukan dengan beberapa tahapan. Tahapan yang
perlu dilakukan antara lain menentukan masalah esensial dalam perancangan,
penentuan struktur fungsi dan sub-fungsi, pembuatan prinsip solusi dan analisis
varian solusi serta pemilihan varian terbaik.Proses penentuan masalah esensial pada
perancangan mesin roller konveyor untuk velg berisi tentang penjabaran kerja
setiap komponen.
Komponen dijabarkan berdasarkan bagian terpenting dari sistem kerja
mesin konveyor roller. Masalah esensial harus diselesaikan semaksimal mungkin
dengan solusi terbaik agar menghasilkan output seoptimal mungkin dan penentuan
masalah esensial harus sesuai dengan daftar kehendak yang telah dibuat untuk
mengurangi terjadinya kegagalan dalam struktur fungsi mesin.
Proses pembuatan prinsip solusi dibuat berdasarkan struktur sub-fungsi
yang sudah dibuat. Prinsip solusi ini merupakan beberapa kemungkinan yang dapat
memenuhi sistem kerja mesin. Dari prinsip solusi tersebut, dilanjutkan dengan
pembuatan berbagai varian yang mungkin untuk diwujudkan. Setelah pembuatan
berbagai varian, dilanjutkan dengan analisis setiap bagian varian dari setiap varian
yang dibuat. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan
setiap varian yang dibuat tanpa mengabaikan sistem kerja alat yang optimal,
kesesuaian komponen dengan fungsinya, serta memenuhi tujuan, syarat, dan daftar
kehendak atau tidak. Lalu dilakukan pemilihan varian terbaik dengan
mempertimbangkan hasil dari analisis varian, pemilihan varian terbaik bertujuan
untuk menentukan satu varian yang kemudian akan di wujudkan.
3.5. Studi Literatur dan Studi Lapangan
Proses studi literatur dalam perancangan mesin konveyor roller pada velg
dilakukan dengan mencari sumber terkait perancangan dalam bentuk
buku/e-book, jurnal, dan website resmi yang sesuai dengan topik-topik
berikut:
1. Definisi konveyor dan fungsinya.
2. Perancangan teknik.
3. Dasar-dasar perancangan teknik dan pemilihan elemen mesin.
4. Pemilihan material.
26
5. Gambar teknik.
Proses studi lapangan dalam perancangan mesin konveyor roller untuk
menyalurkan velg dilakukan untuk melakukan, mengecek dan menyesuaikan
lingkungan permasalahan yang akan dibahas. Pada proses perancangan ini perlu
dilakukan survei di PT.XYZ untuk mengetahui proses produksi velg dan bagaimana
velg tersebut sampai ke tahap selanjutnya yang digunakan dan mengetahui letak
mesin yang akan dibangun. Proses studi lapangan ini berguna untuk menentukan
mekanisme dan layout yang tepat serta dimensi mesin yang sesuai.
3.6. Perancangan Wujud Mesin
Perancangan wujud mesin dilakukan setelah didapatkannya varian terbaik dari
prinsip solusi yang ada. Perancangan wujud mesin dilakukan dengan membuat
desain awal mesin dalam bentuk desain 3D dan gambar teknik.Desain mesin dibuat
dengan menggunakan alat bantu berupa aplikasi CAD, AUTO CAD 2014, untuk
merancang setiap komponen mesin berserta system kerjanya [13]. Perancangan
wujud ini akan digunakan untuk menjadi acuan dalam proses manufaktur dan
perwujudan mesin yang lebih efisien, stabil, dan kokoh.
3.7. Perancangan Detail Mesin
Perancangan detail mesin dilakukan dengan melakukan pemilihan material serta
penjelasan dan perhitungan komponen perancangan. Pemilihan material dilakukan
untuk menjaga bahan yang diproses menggunakan mesin masih sesuai dengan
peruntukannya. Penjelasan dan perhitungan komponen perancangan dilakukan
untuk mendapatkan spesifikasi dari sistem kerja alat secara keseluruhan, seperti
sistem kelistrikan, besar daya yang dibutuhkan, sistem transmisi dan pemindahan
daya, sistem kerja mesin, dan spesifikasi material yang digunakan, serta
menentukan apakah rancangan dapat direalisasikan dalam bentuk mesin konveyor
roller secara nyata.
19
27
3.8. Perwujudan Mesin
Proses perwujudan mesin dilakukan dengan memperhatikan dan menjelaskan setiap
proses manufaktur yang dilakukan dalam mewujudkan mesin konveyor roller.
Penjelasan proses manufaktur mesin dimulai dari pemilihan material awal (based
material), pengukuran material, pemotongan material, pembentukan komponen
mesin, perakitan mesin (assembly), hingga proses finishing mesin.
3.9. Proses Uji Coba dan Analisis
Proses uji coba dan analisis dilakukan untuk mengetahui apakah mesin yang telah
dirancang dan dibangun dapat berfungsi dengan semestinya dan menghasilkan
output yang optimal. Proses pengujian akan dilakukan di PT.XYZ. Pengujian yang
dilakukan berupa pengujian proses memobilisasi velg dari mesin dies ke proses
masining, nilai/data yang akan diambil dari pengujian ini adalah lama waktu velg
dari mesin dies ke proses masining dengan kapasitas yang bervariasi dan
perbandingan berat pada velg dengan menggunakan mesin dan tanpa menggunakan
mesin konveyor roller ini. Lalu akan dilakukan analisis terhadap hasil uji coba
tersebut.
3.10 Evaluasi Hasil Rancangan
Evaluasi hasil rancangan dilakukan dengan melihat apakah mesin konveyor roller
untuk velg telah memiliki fungsi yang sesuai dengan rancangan detail mesin,
dimana mesin harus dapat bekerja dengan fungsi dan tujuannya. Evaluasi hasil
rancangan bertujuan untuk meningkatkan kinerja mesin dan melihat kekurangan
yang dimiliki mesin, baik dari proses perancangan yang terdapat kesalahan atau
pada proses manufaktur dan perwujudan mesin yang terdapat kesalahan sehingga
mesin memiliki kekurangan dan menghasilkan output yang tidak sesuai harapan.
3.11 Komponen
Komponen yang harus terdapat dalam sistem kerja mesin konveyor roller untuk
velg adalah sebagai berikut:
a) Rangka Mesin
b) Sistem roller
20
28
c) Sistem Penggerak
d) Sistem Transmisi
3.12 Mekanisme kerja
Mekanisme kerja roller conveyor secara umum adalah sebagai berikut:
1. Rangka (frame) yang menopang roller harus kuat dan tidak bisa bergerak.
2. Jarak antar roller di tentukan di rangka.
3. Motor yang merupakan penghasil tenaga untuk menggerakkan sprocket dan
ditransmisikan melalui rante ke sprocket roller.
4. Roller memiliki dua bearing untuk memutar roller, poros pada roller di baut
ke rangka, sehingga yang berpotar adalah roller.
5. Sistem transmisi dirancang dengan menggunakn satiap sprocket roller
saling ditransmisikan sampai roller yang terakhir dengan menggunakan
rante untuk menggerakkan semua roller.
29
BAB IV
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Deskripsi Umum Perancangan
Gambar 4.3 Model desain 3D konveyor roller
4.2 Studi konveyor roller dan desainnya
Gravity konveyor roller harus mampu membawa beban 50-80 kg, dan
untuk ukuran konveyor roller ini adalah : Panjang 2 meter, Lebar 0,73 meter
dan Tinggi 0,65 Meter, untuk ketinggian masih bisa di rubah sesuai batasan
dari food adjusternya. Dan konveyor roller ini memiliki 14 roller [14].
30
Tabel 4.1 Komponen konveyor roller adalah seperti yang ditunjukkan di bawah
ini:
Sr. No. komponen Material Qty
1 C-Channel for chassis MS400 2
2 Rollers AISI 304 14
3 Bearing Std. (6204) 28
4 C-Channels for Support MS400 4
5 Shaft S45C 14
Tabel 4.2 total weight of gravity roller conveyor
Sr. No. komponen Material Weight (Kg)
1 C-Channel for chassis MS400 24
2 Rollers AISI304 56
3 Bearing Std. (6204) 1.5
4 C-Channels for Support MS400 4
5 Shaft Mild Steel 8
Total 93.5
4.3 Perhitungan roller
4.3.1 Properties of roller.
Material – AISI 304,
Young modulus elastisitas (E) = 2.10x105 MPa,
Kepadatan (ρ) = 7850 Kg / m3,
Tegangan ijin = 353,85 Mpa,
D1 = diameter luar roller = 60mm = 0,06 m,
D2 = diameter dalam roller = 50 mm = 0,05 m,
W = lebar roller = 736mm = 0,736 m,
y = jarak serat luar dari sumbu netral = 30mm = 0,03m.
31
4.3.2 Maximum stress calculation for given condition
Pertimbangkan beban terdistribusi seragam yang bekerja pada roller dan
anggap f.s = 1.5.
Tegangan yang diijinkan = tegangan luluh / f.s =
= 353,85 mpa
1,5
= 235,9 Mpa
Jumlah roller tempat permukaan sandaran velg diletakkan adalah
empat. Dan berat satu velg 25 kg.
Gambar 4.2. Gravity konveyor roller membawa beban
Sekarang, beban yang bekerja pada setiap rol pada saat velg
diletakkan di roller adalah
P =25 𝑘𝑔
4
= 6,25 kg
32
Gambar 4.3 gambar pembebanan roller
Maximum bending Moment (Mmax) = W x L2 / 8
= ( 6.25 x 9.81 x 0.736 2 ) / 8
Mmax = 354,27476 N-m
Moment of inertia (I) = π/64 x (D14 - D24)
= π/64 x (0.064 – 0.054)
= 3,2920938 x 10-7 m4
Maximum bending stress (σb) = (Mmax . Y) / I
= (354,27476 x 0.03) / (3,2920938 x 10-7)
σb = 32.284 Mpa
Karena tegangan maksimum < tegangan yang diijinkan , maka roller
aman digunakan dengan kondisi pembebanan yang diberikan.
4.3.3 Checking factor of safety for design.
f.s = σall / σb = 235,9 / 32.284
f. s =σall
σb
33
f. s =235.9
32,284
f.s = 7,3070
Karena f.s yang dihitung lebih besar dari asumsi f.s, material yang dipilih
dapat dianggap aman. Karena f.s sangat tinggi dalam komponen ini, ada ruang
untuk mengurangi berat dalam komponen ini.
4.3.4 maximum deflection
(ymax) = 5 x W x L3 / 384EI
= (5 . 8,33 . 9.81 . .736 3 ) / (384 x 2.10 x 1011 x 3,2920938 x 10-7 )
ymax = 0.00613 mm.
Dibandingkan dengan panjang 736 mm, defleksi 0.00613 mm sangat
diabaikan. Oleh karena itu, rol yang dipilih dapat dianggap aman.
4.4 Motor Listrik
Untuk menentukan daya motor listrik yang akan digunakan, perlu diketahui torsi
dari putaran oller berdiameter 60 mm dengan beban 4 kg.
Τ = Ϝ.𝑙 = 0,4 𝑘𝑔𝑓. 30 𝑚𝑚 = 12 𝑘𝑔𝑓.𝑚𝑚
Jdi torsi satu roller konveyor sebesar 12 kgf/mm. Sedangkan konveyor tersebut
mempunyai 14 roller. Maka untuk menentukan daya motor, torsi semua roller
harus dijumlahkan.
Maka torsi 14 roller adalah :
Roller = 14
T/Roller = 12 kgf/mm
Ttot = 14 . 12 kgf/mm
Ttot = 168 kgf/mm
34
Torsi motor listrik dengan daya 1 HP pada putaran 1400 putaran/menit, yaitu:
Τmotor =5250.Pmotor
n
=5250 .0,75HP
1400 put/mnt
= 2,8125 lbf/ft
= 388.842 kgf/mm
karena, Τ < Τ𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 ,168 𝑘𝑔𝑓.𝑚𝑚 < 388,842 𝑘𝑔𝑓.𝑚𝑚. Maka, motor listrik dengan
daya 1 HP mampu untuk memutarkan 14 roller sehingga konveyor dapat berjalan
dengan baik.
Dari besar torsi motor 388,842 kgf.mm dan putaran roller 600 putaran/menit, maka
daya motor minimal yang dibutuhkan, yaitu:
Τmotor =5250.Pmin
n
Pmin =n.Tmotor
5250
Pmin =600
𝑝𝑢𝑡
𝑚𝑛𝑡. 2,8125 𝑙𝑏𝑓/𝑓𝑡
5250
𝑃𝑚𝑖𝑛 = 0,3214 HP
karena, 𝑃𝑚𝑖𝑛 < 𝑃𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟, 0,3214 𝐻𝑃 < 1 𝐻𝑃. Maka, penggunaan motor listrik
dengan daya 1 HP sudah tepat. Daya 1 HP dipilih mengikuti daya motor konveyor
roller sebelumnya yang sudah terpasang.
4.5 Perhitungan baut
Untuk praktisnya tinjau kelayakan penggunaan baut pada sambungan berikut:
sebuah balok profil baja C 150 x 45 x 5 menggunakan 1 baut M8 grade 4.6 galvanis.
Jadi jumlah baut yang akan memikul beban adalah 1 baut M8 grade 4.6. Total beban
yang akan dipikul adalah 1400 Newton. Tensile strength nominal baut grade 4.6
adalah 400 Newton/mm2.
35
Hal pertama yang dilakukan untuk menentukan baut yang sesuai dengan konveyor
adalah dengan menghitung luas penampang baut.
Diameter solid baut M8 setelah dikurangi ulir adalah kurang lebih 5 mm. Maka luas
penampang efektif adalah
πr2 = 3.14 (2.5 x 2.5) = 19.625 mm2
Yang menghitung beban putus baut.
Beban maksimal yang mampu dipikul oleh baut sampai baut tersebut putus adalah:
= 19.625 mm2 x 400 = 7.850 Newton
Untuk itu, Dengan faktor toleransi 50% pun join baut tersebut masih dapat memikul
7.850 Newton beban, dibandingkan rencana beban yang hanya 1400 Newton.
4.6 Finite element method
4.6.1 Analisa konveyor roller
Bahan roller yang digunakan merupakan AISI 304 atau dengan kekuatan tarik
sebesar 41 𝑘𝑔𝑓/𝑚𝑚2 = 4,0207265.108 𝑁/𝑚2. Beban yang diterima oleh roller
merupakan beban dari velg sebesar 6,25. Untuk mengetahui apakah struktur roller
yang dirancang aman atau tidak, dilakukan simulasi pada roller dengan
menggunakan aplikasi Catia V5 untuk melihat tegangan yang terjadi. Beban dari
roller diasumsikan beban merata. Hasil simulasi dapat dilihat pada Gambar
4.4,4.5,4.6.
36
4.6.1.1 Mesh
Tabel 4.3 mesh
Entity Size
Nodes 9565
Elements 28840
4.6.1.2 element type
Tabel 4.4 jenis elemen
Connectivity Statistics
TE4 28840 ( 100,00% )
4.6.1.3 element quality
Tabel 4.5 kualitas elemen
37
4.6.1.4 material
Tabel 4.6 propertis material
Material AISI 304
Young's modulus 1,9e+011N_m2
Poisson's ratio 0,29
Density 8000kg_m3
Coefficient of thermal expansion 1,8e-005_Kdeg
Yield strength 2,068e+008N_m2
4.6.2 Static Case
4.6.2.1 Boundary Conditions
Gambar 4.4 kondisi roller pembebanan dan di clamp
38
4.6.2.2 structure computation
4.6.2.3 restraint computation
Name: Restraints.1
Number of S.P.C : 2385
4.6.2.4 load computation
Name: Loads.1
Applied load resultant
39
4.6.2.5 stiffness computation
4.4.2.6 singularity computation
Restraint: Restraints.1
4.6.2.7 constraint computation
Restraint: Restraints.1
40
4.6.2.8 factorized computation
4.6.2.9 minimum and maximum pivot
Tabel 4.7 minimum and maximum pivot
Value Dof Node x (mm) y (mm) z (mm)
3.9968e+007 Tx 9565 -1.5195e+001 -3.6852e+002 -2.9181e+000
9.9649e+011 Tz 6805 -1.8560e+001 -2.8245e+002 2.2283e+001
Tabel 4.8 minimum pivot
Value Dof Node x (mm) y (mm) z (mm)
4.4976e+007 Tx 5132 2.2220e+001 7.6912e+000 -1.8635e+001
41
4.6.2.10 Translational pivot distribution
Tabel 4. 9 Translational pivot distribution
Value Percentage
10.E7 --> 10.E8 6.4614e-002
10.E8 --> 10.E9 3.3679e+001
10.E9 --> 10.E10 6.2699e+001
10.E10 --> 10.E11 3.5044e+000
10.E11 --> 10.E12 5.3212e-002
5.6455e+007 Tx 4117 1.2714e+001 -3.2350e+002 -2.6064e+001
6.6186e+007 Tx 2515 2.9760e+001 1.2699e+002 -3.7849e+000
7.0933e+007 Tz 9565 -1.5195e+001 -3.6852e+002 -2.9181e+000
7.5993e+007 Tx 5772 4.7453e+000 2.2210e+002 -2.8609e+001
7.6198e+007 Tx 9443 2.7264e+001 -1.7777e+002 1.2517e+001
7.7135e+007 Tx 1945 -2.4764e+001 -1.8003e+002 1.6934e+001
7.7359e+007 Tx 4357 1.5153e+001 -2.3741e+002 -2.4726e+001
7.7785e+007 Tz 9556 8.8228e+000 3.6850e+002 2.0448e+001
42
4.6.3 direct method computation
Name: Static Case Solution.1
Restraint: Restraints.1
Load: Loads.1
Strain Energy : 1.721e-011 J
Equilibrium
Tabel 4.10 Static Case Solution.1 - Deformed mesh.2
Components Applied
Forces Reactions Residual
Relative
Magnitude
Error
Fx (N) 0.0000e+000 6.1972e-015 6.1972e-015 7.3441e-013
Fy (N) 0.0000e+000 -7.9613e-016 -7.9613e-016 9.4348e-014
Fz (N) -1.1337e-001 1.1337e-001 6.7724e-014 8.0258e-012
Mx (Nxm) -1.3417e-018 -6.2473e-015 -6.2486e-015 1.9538e-012
My (Nxm) 2.7359e-019 8.5323e-016 8.5350e-016 2.6688e-013
Mz (Nxm) 0.0000e+000 2.0902e-015 2.0902e-015 6.5356e-013
43
Gambar 4.5 kondisi roller setelah diberikan beban
4.6.3.1 Static Case Solution.1 - Von Mises stress (nodal values).2
Gambar 4.6 tegangan yang terjadi pada roller
3D elements: : Components: : All
On deformed mesh ---- On boundary ---- Over all the model
44
4.6.3.2 Static Case Solution.1 - Von Mises stress (nodal values).1
Gambar 4.6 Tegangan maksimum yang terjadi pada roller
4.6.3.3 Static Case Solution.1 - Translational displacement vector.1
Gambar 4.8 deformasi yang terjadi pada roller
45
Dari Gambar 4.6 ditunjukkan bahwa nilai yield strength dari penggunaan material
AISI 304 sebesar 2,068e+008 N/m2 dan tegangan maksimum yang terjadi sebesar
2,05e + 003 N/m2. Bila nilai safety factor yang digunakan sebesar 2, maka:
τa =τy
𝑠𝑓
τa =2,068e+008 N/m2
2
= 1,034e+8 𝑁/𝑚2
karena 𝜏𝑚𝑎𝑘𝑠 < 𝜏𝑎, 2,05e + 003 N/m2 < 1,034e+8 𝑁/𝑚2, maka roller AMAN
digunakan.
4.7 Analisis rangka (frame)
4.7.1 mesh
Tabel 4.11 mesh
4.7.2 element type
Tabel 4.12 jenis elemen
46
4.7.3 element quality:
Tabel 4.13 kualitas elemen
4.7.4 materials
Tabel 4.14 properties material
47
4.7.5 Static Case
4.7.5.1 Boundary Conditions
Gambar 4.9 kondisi konveyor roller diberikan beban dan tahanan
4.7.5.2 structure computation
4.7.5.3 restraint computation
48
4.7.5.4 load computation
Name: Loads.1
Applied load resultant :
4.7.5.5 stiffness computation
4.7.5.6 singularity computation
Restraint: Restraints.1
4.7.5.7 constraint computation
Restraint: Restraints.1
49
4.7.5.8 factorized computation
4.7.5.9 Minimum and maximum pivot
Tabel 4.15 Minimum and maximum pivot
4.7.5.10 Minimum pivot
Tabel 4.16 Minimum pivot
50
4.7.5.11 Translational pivot distribution
Tabel 4.17 Translational pivot distribution
4.7.6 direct method computation
Name : Static Case Solution.1
Restraint : Restraints.1
Load : Loads.1
Strain Energy : 2.939e-002 J
Equilibrium
Tabel 4.18 perhitungan metode langsung
51
4.7.7 Static Case Solution.1 - Deformed mesh.1
Gambar 4.10 kondisi konveyor setelah dikasih beban
On deformed mesh ---- On boundary ---- Over all the model
4.7.8 Static Case Solution.1 - Von Mises stress (nodal values).2
Gambar 4.11 Tegangan yang terjadi pada konveyor roller
52
4.7.9 Static Case Solution.1 - Von Mises stress (nodal values).2
Gambar 4.12 Tegangan maksimum yang terjadi pada frame
Dari Gambar 4.11 ditunjukkan bahwa nilai yield strength dari penggunaan material
MS 400 sebesar 2.5e+008 N/m2 dan tegangan maksimum yang terjadi sebesar 7,03e
+ 006 N/m2. Bila nilai safety factor yang digunakan sebesar 2, maka:
τa =τy
𝑠𝑓
τa =7,03e+006 N/m2
2
= 3,515e+005 𝑁/𝑚2
karena 𝜏𝑚𝑎𝑘𝑠 < 𝜏𝑎, 3,515e+005 𝑁/𝑚2 < 2.5e+008 N/m2, maka frame AMAN
digunakan.
4.8. Proses Manufaktur dan Perwujudan Mesin
Proses manufaktur dan perwujudan mesin dilakukan di PT.Timur Lautan Sukses.
Dilakukan dengan beberapa tahap proses, yang dimulai dengan menyerahkan
gambar teknik dan berdiskusi dengan atasan, lalu proses pembelian material yang
akan digunakan setelah hasil rapat sudah disetujui oleh atasan, proses pemotongan
53
dan pembentukan pola material), menghaluskan dan meratakan permukaan (freis),
dan pembuatan lubang (drilling) pada material, proses pengelasan material, serta
proses pengecatan (finishing) dan proses perakitan mesin.
A. Proses pemotongan dan pembentukan pola material
Pemotongan dan pembentukan pola material merupakan tahap selanjutnya setelah
penentuan dan pembelian material, proses ini disesuaikan dengan ukuran yang
sudah ditentukan dalam perancangan dengan menggunakan mesin bending, mesin
laser dan gerinda tangan, bahan dalam proses ini dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13 Mesin pemotongan dan Pembentukan Pola Material
B. Menghaluskan dan meratakan permukaan (freis), dan pembuatan
lubang (drilling).
Menghaluskan dan meratakan permukaan, dan pembuatan lubang dilakukan pada
beberapa bagian mesin agar didapatkan bentuk dan ukuran yang sesuai dengan
rancangan, seperti poros, rangka, nampan, dan tuas. Untuk proses meratakan
permukaan dilakukan dengan menggunakan mesin freis, dan proses pembuatan
lubang dilakukan dengan menggunakan mesin miling manual. Contoh hasil proses
ini dapat dilihat pada Gambar 4.14
Gambar 4.14 Hasil proses menghaluskan dan meratakan permukaan
54
C. Proses pengecatan (finishing)
Proses pengecatan dilakukan untuk memperbagus penampilan dari mesin konveyor
roller, dengan diberikan warna yang tidak terlalu mencolok seperti krem, abu, biru,
dan hitam. Proses pengecatan ini hanya dilakukan di bagian luar/rangka mesin.
Bagian yang bersentuhan langsung dengan benda yang akan di dipindahkan tidak
diberikan lapisan cat. Hasil proses pengecatan dapat dilihat pada Gambar 4.15.
Gambar 4.15 Hasil proses pengecatan
D. Proses perakitan
Proses perakitan merupakan proses terakhir dari proses manufaktur dan perwujudan
mesin, proses ini dilakukan setelah seluruh komponen telah selesai dibuat dan
dibentuk. Proses ini menggabungkan seluruh komponen menjadi satu sehingga
terbentuk mesin konveyor roller yang dapat digunakan sesuai fungsinya. Hasil
proses perakitan dapat dilihat pada Gambar 4.16.
Gambar 4.16 Proses perakitan
55
E. Pengujian dan analisis hasil perancangan
Pengujian mesin dilakukan untuk mengetahui apakah hasil rancangan dapat bekerja
sesuai dengan syarat dan tujuan dengan baik atau tidak, serta mengetahui kinerja
dari mesin yang dirancang. Sebelum memulai pengujian, perlu diketahui dahulu
prosedur penggunaan mesin, prosedur penggunaan mesin. Untuk penggunaan
konveyor roller ini sangat mudah, berikut tahapan untuk penggunaan konveyor
roller.
1. mesin terhubung denga arus listrik
2. membuka tombol bawah (push bottom) ketika putaran roller
konveyor tidak stabil sebagai tanda darurat (emergency)
3. hidupkan mesin.
namun, pengujian konveyor roller ini dilakukan tanpa pembebanan, dan secara
umum setelah dilakukan pengujian selama satu jam, hasil pengujian menunjukan
bahwa mesin berjalan dengan baik tanpa mengalami slip antara transmisi dengan
sproket. Secara desain, konveyor ini memiliki desain yang ergonomis karena
menggunakan jenis material yang sesuai dengan kebutuhan penggunaan konveyor.
Perwujudan mesin memenuhi kriteria dari rancangan komponen dan
struktur sub-fungsi. Wujud akhir mesin memiliki rangka mesin, sistem roller,
sistem penggerak, dan sistem transmisi. Mesin memiliki kekurangan yang tidak
terlalu berpengaruh terhadap tujuan dibuatnya mesin, tetapi perlu dilakukan
perbaikan agar mesin menjadi sempurna, seperti konveyor roller tidak seharusnya
berjalan ketika tidak menerima beban untuk di mobilisasi. Untuk memperbaiki
kekurangan dari kurangnya efisiensi konveyor roller, dapat dilakukan dengan
membuat sensor input dan output. Sensor input berfungsi untuk membaca bahwa
konveyor menerima beban maka konveyor akan menyala secara otomatis. Dan
fungsi sensor output adalah untuk membaca bahwa konveyor membaca ketika
barang yang dimobilisasi sudah keluar dari konveyor, maka konveyor akan berhenti
secara otomatis. Dan ketika ada barang masuk, maka konveyor akan menyala
kembali secara otomatis. Konveyor akan lebih efisien ketika konveyor tidak
menyala ketika tidak menerima beban.
56
BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Hasil perhitungan dan anilisa yang dilakukan oleh penulis, maka penulis dapat menarik
kesimpulan sebagai berikut :
1. Dari Perhitungan dan Perancangan yang sudah dilakukan, didapatkan hasil data
permintaan sebagai berikut :
a. Daya Motor yang dibutuhkan = 0,75 HP
b. Baut yang dibutukan = M8 grade 4,6
c. Sprocket RS40 = Sproket 14 gigi (Mengikuti sproket
konveyor sebelumnya )
d. Roller AISI304 = Momen maksimal 500N
e. Frame (baja karbon rendah) = Panjang frame 2000 mm
f. Footer (baja karbon rendah) = Ketinggian dapat disesuaikan
Rancang bangun mesin konveyor roller ini untuk velg telah berhasil dilakukan,
mesin yang dirancang berjalan dengan baik menggunakan part-part standart
maupun manufaktur yang sudah ditentukan menggunakan perhitungan teori dan
maupun simulasi.
57
5.2 SARAN
Setelah melakukan penelitan dan perancangan, saran yang penulis dapat berikan
adalah sebagai berikut :
1. Perlunya dilakukan analisa lebih lanjut mengenai penambahan sistem
kontroller pada konveyor roller yang mampu mengontrol kecepatan
konveyor agar menjadi lebih efektif.
2. Dalam melakukan perancangan diperlukan tambahan data part standar
yang dapat menopang komponen – komponen utama agar alat yang
dirancang dapat benar – benar dibuat dengan sangat baik dan tidak terjadi
kegagalan produksi. Part standar yang dimaksudkan dapat diperoleh dari
sumber seperti Katalog Misumi, Tsubaki, Toshiba, serta katalog lain.
58
DAFTAR PUSTAKA
[1] Prasetio, Djoko, (2008): Konveyor Roller, https://dspace.uii.ac.id. yang
diunggah pada tanggal 13 februari 2017.
[2] Harsokusoemo, D., (2000): Pengantar Perancangan Teknik. Direktorat
Jendral Pendidikan Tinggi, Jakarta.
[3] Pahl, G., Beitz, W., et al., (2007): Engineering Design: A Systematic
Approach, 3rd edition, Springer, London.
[4] Setyono, Budi, (2013): Prototype Belt Konveyor Untuk Plant Pengisian
Sirup Dan Sari Buah Otomatis Berbasis Plc Omron Cpm1a
http://digilib.mercubuana.ac.id/. yang diunggah pada tanggal 24 Oktober
2014.
[5] Zuhal, (1995) : Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya,
Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.
[6] Prabowo, Danang Mahardika, (2013): Analisis pengaruh kecepatan dan
massa beban pada conveyor belt terhadap kualitas pengemasan dan
kebutuhan daya dan arus listrik di bagian produksi pt. indopintan
sukses mandiri semarang, Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Semarang.
[7] Purwoko, Widyo, (2012): Perencanaan gear box dan analisis statik
rangkaconveyor menggunakan sofware catia v5, Teknik Mesin
Universitas Gunadarma.
[8] Ashley Nuttall., (2007) : Design Aspects of Multiple Driven Belt
Conveyors,terverkrijgingvan de graad van doctoraan de Technische
Universiteit Delft.
[9] Hongsheng Zhaoa and Yunzhen Wub ., (2011) : Structure Design of the
New Roller Conveyor, College of Mechanical Engineering, Taiyuan
University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, P. R. China
[10] Yunus Yakub., (2017) : Desain dan validasi sistem otomasi feeder mesin
run-out velg steel untuk mobil kategori i-iv menggunakan metode vdi
222, Program Studi Teknik Mesin, Institut Sains dan Teknologi Nasional Jl.
Moh. Kahfi II, Jagakarsa, Jakarta.
59
[11] Mr. Sunil krishna nalgeshi., (2018) : Design and weight optimization of
gravity roller conveyor, M.E Scholar, Department of Mechanical
Engineering/ VVPIET, Solapur University/Maharashtra, India.
[12] Hendra adi setyawan., (2017) Perancangan Roller Conveyor Pada Line
Produksi Crank Case Right PT Astra Honda Motor, Universitas Gadjah
Mada, 2017 Diunduh dari http://etd.repository.ugm.ac.id/.
[13] Hendri Sukma, (2019) Perancangan roller conveyor pemindah label
berkapasitas 80kg, Teknik mesin, Teknik, Universitas Pancasila, Jl. Raya
Lenteng Agung No 56-80, Jakarta Selatan,Indonesia.
[14] Mr.Shintal S.Bhosale.,(2019): Analysis of Powered Roller Conveyor Using
FEA, Department of Mechanical Engineering Solapur University, India.
.
60
LAMPIRAN A
DETAIL GAMBAR TEKNIK
Halaman 61 – 69
61
Gambar A.1. Gambar 3D Konveyor Roller
62
Gambar A.2. Gambar Teknik Konveyor Roller
63
Gambar A.3. Gambar Teknik Chain Cover.
64
Gambar A.4. Gambar Teknik Frame Spacer.
65
Gambar A.5. Gambar Teknik Guide Plate.
66
Gambar A.6. Gambar Teknik Frame.
67
Gambar A.7. Gambar Teknik Driven Roller Light Duty.
68
Gambar A.8. Gambar Teknik Foot Rest.
69
Gambar A.9. Gambar Teknik Foot Spacer.
70
71
72
73