TUGAS AKHIR - RM.1522

PERANCANGAN KENDARAAN PEMBAWA ALAT PEMBERSIH CEROBONG RAHADIAN CHRISTYANTO NRP 2101 100 038 Dosen Pembimbing Ir. J Lubi JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

FINAL PROJECT - RM.1522

DESIGN OF CHIMNEY CLEANER CARRIER VEHICLE RAHADIAN CHRISTYANTO NRP 2101 100 038 Lecturer : Ir. J Lubi MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT Faculty of Industry Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2009

Tugas Akhir iBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

PERANCANGAN KENDARAAN PEMBAWA PEMBERSIH CEROBONG

Nama Mahasiswa : Rahadian Christyanto NRP : 2101 100 038 Jurusan : Teknik Mesin FTI-ITS Dosen Pembimbing : Ir. J Lubi

Abstrak Di era dimana perindustrian maju dengan begitu pesat, kadang kala terjadi masalah pada tingkat kebersihan hasil buang pada suatu pabrik. Dalam hal ini salah satu media pembuangan adalah cerobong. Dan hasil buang dari pabrik ini seringkali meninggalkan kotoran pada dinding cerobong Perancangan ini bertujuan untuk mendesain mekanisme suatu alat pembawa nozel yang bisa menyemprotkan fluida udara sehingga bisa membersihkan cerobong asap dengan profil cerobong bulat. Mekanisme ini memungkinkan pembawa nozel bergerak melingkar ke atas, yang disebabkan oleh profil roda yang kontak dengan permukaan cerobong berbentuk ulir. Dengan roda berulir maka gerakan rotasi akan diubah menjadi gerakan translasi dan secara bersamaan nozel akan menyemprotkan udara untuk membersihkan kotoran yang menempel pada cerobong. Dengan pembersihan cerobong tanpa melibatkan manusia secara langsung, maka resiko kecelakaan pada manusia bisa dikurangi. Dan secara keseluruhan mampu mengurangi baiaya operasional pembersihan cerobong

Kata kunci : cerobong asap, mekanisme, roda ulir.

Tugas Akhir iiBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

DESIGN OF CHIMNEY CLEANER

CARRIER VEHICLE

Name : Rahadian Christyanto NRP : 2101 100 038 Department : Mechanical Engineering FTI-ITS Approved by : Ir. J Lubi

Abstract Nowadays industrial factories have gone so fast, sometimes there is a problem with the security level of their waste. One of the media in a factory to dump their waste is a chimney. And the waste product of factory sometimes leaves stains on the wall of chimney. This design has a purpose to design a mechanism of a nozzle carrier that able to spray air fluid so it can clean chimney’s wall with a round profile.This vehicle able to move upward and downward with the help of groved tires which grove’s is screwed shaped and able to change the rotation of vehicle to become translation movement. And as it moves, the nozzle will spray the air to clean the chimney’s wall And with the cleaning operation without using man power directly, so the risk of work accident can be lessen. Hopefully by using it, when the chimney’s wall is cleaned, the cost can be deducted

Keyword : chimney, mechanism, groved tire.

Tugas Akhir iiiBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat-Nya, penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir yang berjudul Perancangan Kendaraan Pembawa Alat Pembersih Cerobong ini. Dalam usaha menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, bantuan, dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada :

1. Orang tua dan keluarga tercinta atas doa, bimbingan, perhatian, dan kasih sayang yang selalu tercurah selama ini.

2. Bapak Ir. J Lubi selaku Dosen Pembimbing atas segala bimbingan dan saran yang diberikan.

3. Bapak Ir. Abdul Aziz Achmad, Bapak Ir. Arie Joewono dan Ibu Wiwiek Hendrowati, ST.MT selaku dosen penguji.

4. Bapak Dr. Ing. Herman Sasongko selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya.

5. Bapak dan Ibu dosen pengajar serta seluruh karyawan Jurusan Teknik Mesin ITS.

6. Teman-teman di Bidang Studi Desain (Design’s Crew) serta teman-teman Seperjuangan 2001 (M-44) atas segala dukungannya yang tak terkira.

7. Special Thanxs for: Teman teman dan jemaat gereja Eben Haezer yang sudah banyak membantu dalam doa. Adik adik kos Keputih Utara 69 yang sering memberikan semangat.

Tugas Akhir ivBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

8. Dan semua orang yang telah membantu penulis yang tidak dapat disebutkan satu-persatu disini. Besar harapan penulis bahwa buku Tugas Akhir ini dapat

memberikan informasi dan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin pada khususnya.

Surabaya, Nopember 2007

Penulis

Tugas Akhir vBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL LEMBARPENGESAHAN ABSTRAKSI ................................................................................i KATA PENGANTAR..................................................................iii DAFTAR ISI ................................................................................v DAFTAR TABEL ....................................................................viii DAFTAR GAMBAR...................................................................ix BAB I PENDAHULUAN.........................................................1 1.1 Latar Belakang Permasalahan........................................1 1.2 Permasalahan.................................................................2 1.3 Tujuan............................................................................2 1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Permasalahan...................2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................3 2.1 Konstruksi Cerobong.....................................................3 2.2 Komponen Kendaraan Alat Pembersih Cerobong.........4 2.3 Kostruksi Roda Ulir.......................................................4 2.3.1 Daya Motor Penggerak.........................................8 2.3.2 Bahan Roda Ulir...................................................9 2.4 Konstruksi Lengan.......................................................10 2.5 Konstruksi Fastener.....................................................12 2.6 Konstruksi Pegas..........................................................17 BAB III METODOLOGI PENELITIAN..................................19 3.1 Gambar Mekanisme.....................................................19 3.2 Flowchart Perhitungan Lengan....................................22 3.3 Flowchart Perhitungan Roda Ulir................................23 3.4 Flowchart Perhitungan Pegas......................................24 3.5 Flowchart Perhitungan Poros Transmisi......................25 3.6 Flowchart Perhitungan Pin...........................................26 3.7 Flowchart Perhitungan Baut.........................................27

Tugas Akhir viBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

BAB IV ANALISA PERHITUNGAN ..................................29 4.1 Konstruksi Roda Ulir...................................................29 4.1.1 Gaya Penggerak Roda Ulir.................................29 4.1.2 Daya Motor Penggerak Roda Ulir......................33 4.1.3 Bahan Roda Ulir.................................................34 4.2 Konstruksi Pegas..........................................................37 4.2.1 Bahan Pegas........................................................37 4.2.2 Konstruksi Fisik Pegas.......................................40 4.3 Konstruksi Support Roda Ulir......................................45 4.3.1 Gaya dalam Support Roda Ulir...........................45 4.4 Konstruksi Lengan Tekan............................................48 4.5 Konstruksi Lengan Ekstensi.........................................53 4.6 Konstruksi Pin..............................................................57 4.6.1 Konstruksi Pin Lengan Tekan............................57 4.6.2 Konstruksi Pin Support Roda Ulir......................58 4.7 Konstruksi Baut............................................................59 4.7.1 Bentuk Fisik Baut...............................................59 4.7.1.1 Konstruksi Baut Lengan Tekan.............59 4.7.1.2 Konstruksi Baut Poros Transmisi..........65 4.8 Konstruksi Poros Transmisi.........................................66 4.9 Konstruksi Transmisi...................................................73 4.9.1 Konstruksi Bevel Gear........................................73 4.9.1.1 Pengecekan Bevel Dengan Lewis..........74 4.9.1.2 Pengecekan Bevel Dengan AGMA.......75 4.9.2 Konstruksi Spur Gear.........................................76 4.9.2.1 Pengecekan Spur Gear Dengan Lewis...77 4.9.2.2 Pengecekan Spur Gear Dengan AGMA78 4.10 Konstruksi Rumah Pegas...........................................79 4.11 Konstruksi Holder......................................................81 4.11.1 Konstruksi Pegas Holder..................................81 4.11.2 Konstruksi Lengan Holder................................84

Tugas Akhir viiBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...................................86 DAFTAR PUSTAKA ................................................................87

Tugas Akhir viiiBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

DAFTAR TABEL Tabel Halaman Tabel 4.1 Tabel Thermoplastic….. 34 Tabel 4.2 Tabel Konstanta α ...... 37 Tabel 4.3 Tabel Jenis Kawat Pegas..... 38 Tabel 4.4 Tabel Kekuatan Kawat Pegas...... 39 Tabel 4.5 Tabel Fungsi a ... 47 Tabel 4.6 Tabel Sut..... 48 Tabel 4.7 Tabel Znet..... 50 Tabel 4.8 Tabel Property Material Baut.... 58 Tabel 4.9 Tabel Preload..... 59 Tabel 4.10 Tabel A dan Kt..... 62 Tabel 4.11 Tabel A dan Kts 63 Tabel 4.12 Tabel Properti AISI 66

Tugas Akhir ixBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman Gambar 2.1 Contoh Cerobong Industri 3 Gambar 2.2 Gaya saat Roda Ulir diam ( pandangan samping) 5 Gambar 2.3 Gaya saat roda berputar ( rolling ) 5 Gambar 2.4 Vektor gaya Roda Ulir ( pandangan samping ) 6 Gambar 2.5 Vektor gaya Roda Ulir ( pandangan depan ) 6 Gambar 2.6 Vektor gaya Roda Ulir ( pandangan ruang ) 7 Gambar 2.7 Vektor gaya pada Roda Ulir 8 Gambar 2.8 Gaya gaya perumusan Hertz 9 Gambar 2.9 Komponen Lengan dan Roda Ulir 10 Gambar 2.10 Komponen Lengan 11 Gambar 2.11 Komponen Lengan Tekan 11 Gambar 2.12 Komponen Lengan Ekstensi 12 Gambar 2.13 Posisi Baut ( 3D ) 13 Gambar 2.14 Posisi Baut dari depan 13 Gambar 2.15 Gaya gaya Baut 14 Gambar 2.16 Poros Transmisi 15 Gambar 2.17 Pegas Square and Ground 16 Gambar 2.18 Gaya gaya pada Pegas 17 Gambar 3.1 Kendaraan Pembawa Pembersih Cerobong 19 Gambar 3.2 Kendaraan dilihat secara horisontal 19 Gambar 3.3 Poros Transimisi dan Lengan Tekan 20 Gambar 3.4 Lengan Holder 20 Gambar 3.5 Roda Ulir dan Support 21 Gambar 3.6 Roda Ulir 21 Gambar 4.8 Support Roda Ulir 45 Gambar 4.9 Gaya dan momen support 46 Gambar 4.10 Lengan Tekan 48 Gambar 4.11Profil round shaft fillet 49 Gambar 4.12 Profil round shaft wth transverse hole 50

Tugas Akhir xBidang Studi Desain

Teknik Mesin ITS

Gambar 4.13 Fungsi Kt 51 Gambar 4.14 Poros Berlubang 53 Gambar 4.15 Fungsi q 55 Gambar 4.16 Pin pada Lengan Tekan 57 Gambar 4.17 Pin pada Support 58 Gambar4.18 Gambar Posisi Baut 59 Gambar 4.19 Baut pada Lengan Tekan 59 Gambar 4.20 Posisi Baut pada Lemgan Tekan 60 Gambar 4.21 Diagram Lingkaran Mohr 64 Gambar 4.22 Poros Transmisi 66 Gambar 4.23 Fungsi q terhadap notch 69 Gambar 4.24 Fungsi q terhadap bahan 70 Gambar 4.25 Rumah Pegas 79 Gambar 4.26 Holder 81