BAB III
PERHITUNGAN DAN PERENCANAAN

Dalam pembuatan mesin roll pipa yang kuat dan aman serta awet maka dibutuhkan perencanaan dan perhitungan bahan yang tepat. Uutuk itu, dalam bab ini akan dibuat sebuah perencanaan sederhana yang behubungan dengan mesin roll pipa. Perencanaan dalam laporan pembuatan ini tidak dapat ditampilkan secara detail karena kemampuan dan pengetahuan yang terbatas. Di dalam perencanaan mesin roll pipa ada beberapa jenis perencanaan yang harus direncanakan, yaitu meliputi:
Perencanaan konstruksi
Perencanaan bahan
Perencanaan anggaran biaya

Perencanaan Konstruksi
Perencanaan konstuksi roll pipa meliputi perhitungan kekuatan dari:
Diket : τp = Tegangan puntir (kg/mm²)
τb = Tegangan bengkok (kg/mm²)
τt = Tegangan tarik (kg/ mm²)
v = Faktor keamanan
F = Gaya yang bekerja (kg)
A = Luas penampang (mm²)
Mp = Momen puntir (kgmm)
Mb = Momen bengkok (kgmm)
Wp = Tahanan puntir mm3
Wb = Tahanan bengkok mm3
L = Jarak antara gaya yang bekerja (mm)

Perhitungan Poros Dudukan Matras

Gambar 3.1 Poros dudukan matras

Bahan poros St 60,maka :
τt = 60 kgf/mm²
diketahui :
v = 2
maka:
τ ̃t= τt/( v)= (60 kgf/mm²)/2= 30 kgf/mm²
Mencari gaya ( F ) yang bekerja pada poros
τ͂b= (0,8.τt )/v=0,8.60/2= 24 kg/mm²
τb= (Mb )/( Wb)
24= (16.F.L )/(π.d³)
24= (16.F.169 )/(π.25³)
F = 435.68 kgf
Mencari tegangan tarik,tegangan bengkok,dan tegangan puntir dari poros penyangga matras
τt= F/A = (4.F )/(π.d^2 )=(4.400 )/(π.〖25〗^2 ) =0.8152kg/mm²
Karena τt < τ̃t ,maka poros aman
τb = ( Mb)/Wb
=(16.F.L )/(π.d³)
=16.400.169/(π.〖25〗^3 )
=12,949571 kg/mm²
Karena τb < τ̃b ,maka poros aman
τp= ( Mp)/Wp
=( F.L)/(0,1.d³)
= 400.169/0,1.25³
= 43.264 kg/mm²
Karena τp < τ̃p ,maka poros aman
Mencari Kekuatan Sambungan Las
Keterangan :
a : tebal pelat yang paling tipis
I : panjang kampuh
A : luas penampang memanjang kampuh ( cm2 )
F : beban berat dalam (kg)
τt : tegangan dalam elektroda/kawat las dalam (kg/cm2)
τ̃t : tegangan tarik ijin

Pengelasan Pada Meja
A = a x l
=0,5.6
=3cm2
F1=A.τt
=3.1400
=4200 kg
F2=A.τt
=3,6.1400
=5040 kg

Bushing pada rumah mur
F=A.τt
=a.k. ʘ. τt
=0.5.19.95.1400
=13965 kg

Bushing pengarah poros ulir
F=A.τt
=a.k. ʘ. τt
=0.5. 23.9268.1400
= 5334 kg

Perhitungan las rumah matras
A = a x l
=1.12,5
=12,5cm2
F1=A.τt
=12,5.1400
= 17500 kg

Rumah bearing pada rumah matras
F=A.τt
=a.k. ʘ. τt
=0.65. 20.096.1400
= 18287.36 kg

Mencari Tinggi Kampuh Las
a = sin 45 . t
= 0,71. 10
= 7,1

Mencari panjang kampuh las ( L )
Panjang kampuh las adalah keliling dari bahan yaitu:
L = π.d
= π.5,08
=15,9512 cm

Mencari tinggi kampuh las ( a )
a = sin 45º.t
= 0,71.10
= 0,71 mm
Karena gaya yang bekerja tegak lurus dengan bidang yang di las,maka sudut γ = 90º,dan τ̃g = 0,75 . τ̃t
= 0,75 . 20
= 15 kg/mm²

Beban yang mampu diterima oleh pengelasan adalah :
Fmax = a. L. τ̃g
= 7,1. 15,9512. 15
=1698,8028 kg
Karena F < Fmax,maka hasil pengelasan kuat dan aman.

Perhitungan Pasak
P= Daya
h= Tinggi pasak
b= Lebar
L= Panjang pasak
Diket: L = 90
R = 198
R = 12,5
Ditanya: Mp…..?
τd….?
Mp= P.R
= 10.198
= 1980 kg/mm²
P = MP/r
= 1980/(12,5-4)
=1980/8,5
= 232 kgf
τg= F/A
=400/810
= 0,49 kg/mm²

Batang Mur dr k t2 a b
d=dl Dtb t1 r dlm dtm T
30 23,5 3,25 0,25 30,5 25 2,75 27 6 2,5 0,25 0,75
32 25,5 3,25 0,25 32,5 27,5 2,75 29 6 2,5 0,25 0,75
34 27,5 3,25 0,25 34,5 29 2,75 31 6 2,5 0,25 0,75
Tabel 3.1 Tabel ulir segi empat

Keterangan
d = Ø luar
T = kedalaman ulir
K = S = kisar
Mb = 0,25.S.P
Mb = 0,25.6.P
Wb = ½ .b.h2
Wb =1/2.0,75.h2
wb=1/6 (H/S.π.dk)(0,5.S)²
wb=1/6 (35/6.3,14.31)(0,5.6)²
wb=1/6 (16,7)(9)
=25.05≈25
Diketahui:
d = Ø luar
T = 2.75
K= 6
P= 500 kg/mm2
Mb =0,25.S.P
= 0,25.6.500
= 750 kg/mm2
τb=Mb/Wb
= 750/25
=30 kg/mm2
0,25.S.P=τb.0,13.H.S
0,25.6.500=τb.0,13.35.6
125=τb.4.55
τb=125/4,25
= 27 kg/mm2
Mencari daya yang bekerja pada poros
Mp= Moment puntir
r = 12,5 mm
Mp=1980 kg/mm²
P = Mp/r
= 1980/12,5
= 158,4 kg/mm²
τp = Mp/Wp
=1980/(0,1.dᵌ)
= 1980/0,1.25ᵌ
= 1,2672 kg/mm²

Keterangan:
F= gaya
τb= tegangan bengkok
L= panjang
Tegangan Bengkok
τb= 0,8 x τt
τb= 0,8 x 60
τb= 48
diameter poros,untuk beban yang ada di samping
0,1xdᵌxτb= F.L
0,1xdᵌx48= 1000.75
dᵌ = 75000/4,8
d = 20 mm

Perhitungan Baut
Tegangan tarik pada baut M 10 x 1,5
Data baut :
Bahan baut dari baja liat yang mempunyai kadar karbon 0,2 – 0,3 ( % ), tegangan tarik ijin ( τa ) dari baut tersebut adalah 6 kg/mm2,karena factor keamanan ( v ) yang diambil adalah 2, maka tegangan tarik ijin ( τa ) dari baut tersebut adalah
τa= τa/v=6/2=3 kg/mm²
d = 10,000 mm
de = 9,026 mm
di = 8,376 mm
W = 100 kg
τt= (4.W)/(π.de^2 )
τt= 4.100/(π.〖9,026〗^2 )=1.562 kg/mm²
karena τt < τa, maka baut kuat dan aman
Perhitungan ulir M12 x 1.75
τa= τa/v=6/2=3 kg/mm²
d = 12,000 mm
de = 10,863 mm
di = 10,106 mm
W = 100 kg
τt= (4.W)/(π.de^2 )
τt= 4.100/(π.〖10,863〗^2 )=1.078kg/mm²

Perhitungan Bearing
Menurut tabel bearing
Diket: Ø dalam = 25
Ø luar 50,8
Berdasarkan tabel bantalan bola pada buku “ Elemen Mesin “ karangan Sularso dan Kiyokatsu Suga, hal. 143,harga kapasitas nominal dinamis spesifik ( C ) dan harga kapasitas nominal statis spesifik ( C0 )dari :
Diket = d = diameter dalam bearing ( mm )
D = diameter luar bearing ( mm )
B = tebal bearing ( mm )
C = harga kapasitas nominal dinamis spesifik ( kg )
C0 = harga kapasitas nominal statis spesifik ( kg )

Bantalan bola penopang as, adalah :
C = 1370 kg
C0 = 1900 kg
Bantalan bola penopang pada poros atas
C = 1030 kg
C0 = 740 kg
Ukuran luar dari bantalan bola jenis terbuka nomor UCP 205 adalah :
D = 52 mm
d = 25 mm
B = 16 mm
Ukuran luar dari bantalan bola jenis terbuka nomor 6308Z adalah :
D = 50,8 mm
d = 25 mm
B = 16 mm

Perencanaan Bahan
Bahan-bahan utama yang dibutuhkan:
Besi siku (60 mm x 60 mm)

Gambar 3.2 Besi siku 60 mm x 60 mm

Panjang 500 mm x 4 = 2000 mm
Panjang 610 mm x 4 = 2440 mm
Panjang 1000 mm x 4 = 4000 mm +
8440 mm

Kanal UNP (100 mm x 50 mm)

Gambar 3.3 Kanal UNP 100 mm x 50 mm

Panjang 450 mm x 2 = 900 mm
Panjang 750 mm x 1 = 750 mm +
1650 mm

Besi silinder (Ø 5 inch)
Panjang 100 mm x 3 = 300 mm

Besi silinder (Ø 1.25 inch)
Panjang 700 mm x 2 = 1400 mm
Panjang 500 mm x 1 = 500 mm
Panjang 150 mm x 1 = 200 mm +
2100 mm

Besi strip tebal 10 mm x lebar 150 mm
Panjang 135 mm x 1 = 135 mm
Panjang 185 mm x 2 = 370 mm +
505 mm

Besi silinder (Ø 2,5 inch)
Panjang 50 mm x 2 = 100 mm
Panjang 16 mm x 3 = 48 mm +
148 mm

Besi strip tebal 10 mm x lebar 30 mm
Panjang 300 mm x 2 = 600 mm

Pipa stainless steel Ø luar 1 inch x tebal 1mm
Panjang 300 mm x 2 = 600 mm

Bahan bahan tambahan:
Bearing
UCP 205 = 4 pcs
Tipe 6308Z = 3 pcs
Mur dan baut
M12 x 50 mm = 8 pcs
M14 x 40 mm = 5 pcs
Elektroda
RD-26 = 100 pcs

Alat tambahan yang dibutuhkan:
Batu gerinda potong
Batu gerinda kasar
Ampelas

Perencanaan Anggaran Biaya
Pada perencanaan ini akan ditampilkan berapa dan untuk apa saja biaya yang dikeluarkan untuk membuat mesin roll ini. Juga akan direncanakan pula harga jual yang akan digunakan sebagai harga penjualan mesin roll ini. Berikut ini adalah jumlah pengeluaran beserta harga penjualan mesin ini:

Tabel 3.2 Perencanaan anggaran biaya

Dengan pengeluaran seperti pada table diatas, maka dapat ditentukan harga jual mesin roll pipa ini. Harga jual ditetapkan melalui dijumlahkannya biaya material dengan biaya tenaga. Biaya tenaga mencakup biaya pengerjaan, biaya listrik dan biaya mesin
Biaya material = Rp 1.421.045,-
Biaya tenaga = Rp 828.955,- +
Harga jual = Rp 2.250.000,-