Perencanaan Pneumatic

Wire Stripping Machine

Data-data wire stripping machine

Stroke                   : 50 mm

Air Pressure       : 3-7 kg / cm²

Force                     : 31 - 32 kg

Air Cylinder         : Ø 40 mm

Power Supply    : 220 V / 50 HZ

Available Wire Diameter : 5 mm

Measurement                        : 400 × 300 × 270mm

Net Weight                              : 20Kg

PERHITUNGAN DAN PERENCANAAN KOMPONEN PNEUMATIC WIRE

STRIPPING MACHINE.

       

v  Gaya tekan (F) = 31-37 kg

                        F = 37 kg .9,81 m/s²

                        F = 363 N                               

           

Dengan melihat hasil percobaan diatas, maka yang diambil dalam perancangan mesin dengan gaya pres sebesar (F) = 363 N    

1.         Perencanaan Silinder Pneumatik

            Untuk menghitung berapa besar diameter silinder pneumatik yang digunakan, dengan cara:

                                          d²=( F+R) / (p  x 7.86 )..... (FESTO : 5)

                        Dimana:

                                           F= Gaya  = 37 Kg . 9,81 m/s² = 363 N

                                          R= Gesekan  ~  + 5% . F

                                         = 5% . 363N

                                         = 18,15 N

 p = Tekanan kerja, untuk penaumetik rata-rata

menggunakan tekanan kerja 6 bar   600000 N/m² Sehingga,

                                          d²=( 363 N +18,15 N ) /  (600000 x 7.86)

                                            = 0,000081 m²

                                          d =  √  0,000081

                                           = 0,008996 m

                                          =  8,999 mm

Dari hasil perhitungan diameter tabung silinder didapat 25 mm, dengan diameter batang piston 10 mm

2.            Menghitung Daya Kompresor

1)      Debit kompresor

Debit kompresor adalah jumlah udara yang harus dialirkan kedalam silinder pneumatik, dapat dihitung dengan cara:

Q_s =  (π/4) (ds))²  ( v )                         (Hartono,1998)

Dimana:

            Q_s = Debit kompresor (l/min)

             d_s = diameter silinder = 25 mm

             v = kecapatan piston direncanakan 900 mm/menit = 15 mm/dtk

Sehingga:

Q_s = (π/4 (25))²  (15)

      = 7359,4 mm³/dtk

      = 0,442  l/menit

2)      Daya Kompresor

Daya kompresor dapat dicari dengan menggunakan rumus:

            N_s =  (Q_s) (ῃ _tot)

Dimana:

N_s = Daya kompresor (l/min)

            Q_s  = Debit kompresor (l/dtk)

ῃ _tot = Effisiensi total = 0,8

Sehingga:

            N_s = 0,442   x 0,8

            N_s = 0,353 kW

           N_s = 353 W : 746 W

            N_s = 0,474 Pk

            N_s = 1/2 Pk

3.            Perhitungan Kapasitas waktu pemotongan

            Untuk mengetahui kapasitas dari mesin ini, terlebih dahulu harus tahu waktu untuk 1x pengepresan / pemotongan, dengan cara:

3.1)      waktu langkah pres / potong

            1.1)            waktu langkah maju

t₁ = (A x h) / ( Qu x 1000)

dimana:

            A = luasan silinder pneumatik = 4,91 cm²

            h  = panjang langkah = 50 mm = 0,5 cm

            Q_u= debit udara =  0,442  l/menit

            A= (π/4 (25))² 

            A= 490,63 mm²

            Maka:

             t1= (4,91 x 0,50 ) / (0,442  x 1000)

               = 0,0056 menit

               = 0,333 detik

3.2)            Waktu langkah balik

                                          A2 = (π/4 (1,0))²

                                          A2 = 0,785 cm²

t₂ = (A1 - A2 ) x h) / (Qk x 1000)

            t₂ = ((4,91 cm²- 0,785) x0,5) / (0,442  l/menit x 1000)

            t₂ = 0,00466menit

            t₂ = 0,27 detik

3.4)            Waktu untuk 1x  pemotongan

t = t₁ + t₂

        = 0,33 detik + 0,27 detik

        = 0,60 detik   = 0,01menit

4.            Menentukan Motor Penggerak

Besarnya daya motor penggerak yang digunakan untuk menggerakkan kompresor adalah menyesuaikan kebutuhan daya kompresor tersebut sebesar 0,696 kW , maka daya penggerak dari kompresor:

N_m = Ns /ῃ      {  Sumber .(Krist T,1981) }

      = 0,353  kW / 0.95

      =  0,372 kW

      = 0,498 Pk = 1/2 Pk

5.            Perhitungan Pneumatik

Bagian-bagian dari pneumatik yang perlu dihitung sebagai berikut:

5.1)      gaya efektif piston

gaya efektif mempunyai dua arah dan bisa dihitung dengan cara:

5.1.1)            Gaya efektif pistos saat maju

gaya efektif piston saat maju dapat dihitung denga rumus:

F_a = A x P                                           (Didactis F, Pneumatics, TP 101)

Dimana:

                        A = luas permukaan silinder pneumatik

                        A= (π/4 (0,025))² 

                        A    = 0,000491 m²

                        P = Tekanan Kerja untuk pneumatik rata-rata 600000 N/m²

Maka:

                        F_a = 0,000491 m² x 600000 N/m²

                        F_a = 294,4 N

5.1.2)            Gaya efektif piston saat mundur

F_b= A x P

                        Dimana:

                                    A = (π /4)  x ( d_s² - d_p² )

                                    A =(π /4)  x ( 0,025² - 0,010² )

                                    A = 0,000412  m²

                        Maka:

                                    F_b = 0,000412 m² x 600000 N/m²

                                    F_b = 247,3 N

5.2)      Konsumsi Udara Tiap Langkah Piston

Konsumsi udara tiap langkah piston mempunyai dua arah, dan dapat dihitung sebagai berikut:

5.2.1)            Konsumsi udara saat piston maju

Konsumsi udara kompresi pada waktu silinder bergerak maju dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

V₁        = p x( π /4)x d² x h       ( Festo Didactis, Pneumatics)

= 6,8 x 0,785 x 0,025² x 0,05 m

= 0,000167 m³

= 0,167 liter

5.2.2)            Konsumsi Udara Saat Piston Mundur

Konsumsi udara kompresi pada waktu silinder bergerak mundur dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

V₂        = p x(π /4) x(ds²-d_p ²) x h            ( Festo Didactis, Pneumatics)

= 6,8 x 0,785 x (0,025² – 0,010²) x 0,05

= 0,000140 m³

= 0,140 liter

5.2.3)            Konsumsi Udara Total

Silinder kerja ganda dengan diameter (d) 140 mm, panjang langkah (h) 840 mm, tiap menit membutuhkan udara sebesar :

Q         = V₁ + V₂

= 0,000167 m³ + 0,000140 m³

= 0,00031 m³       

= 0,310 liter

5.3)      Konsumsi Udara Yang Diperlukan Tiap Menit

5.3.1)      Perbandingan kompresi

Perbandingan kompresi dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Perbandingan kompresi = (1.031 + p ) / 1.031 (Teks Book FESTO : 184)

Perbandingan kompresi =  (1.031+6)  / 1.031    = 6,8

5.3.2)      langkah maju

Konsumsi udara yang diperlukan tiap menit untuk langkah maju dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Q₁        =   (π /4) x d² x h x n x perbandingan kompresi   

= 0,785 x 0,025² x 0,05  x 0,33 x 6,8

= 0,000055 m³/menit

= 0,055 liter / menit

5.3.3)      langkah mundur

Konsumsi udara yang diperlukan tiap menit untuk langkah mundur dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Q₂        = (π /4) x (ds² -dp²)  x h x n x perbandingan kompresi   

= 0,785 x (0,025² – 0,010²) x 0,05  x 0,33 x 6,8

= 0,000046 m³/menit

= 0,046 liter / menit