Analisa Alat Pengerol Pelat Pada Laboratorium Teknologi Mekanik Jurusan Teknik Mesin UHO .
Mardalil.
1 Mahasiswa Teknik S-1 Mesin, Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo Email: jurnal.enthalpy.uho@gmail.com

## Abstrak
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  momen  yang  bekerja  terhadap  besar  gaya  tekan  pengerolan yang  terjadi  pada  mesin  modifikasi  pengerol  pelat,  untuk  mengetahui  pengaruh  momen  putar  motor    listrik terhadap tegangan  geser  dan  tegangan  lentur  yang  terjadi  pada  komponen-komponen  modifikasi  mesin  pengerol  pelat,  untuk mengetahui  apakah  pemilihan  bahan  dan  penentuan  ukuran  atau  dimensi  pada  modifikasi  mesin  pengerol  pelat  ini adalah  aman  untuk  digunakan. Metode  pada  penelitian  ini  adalah  metode  kajian  kepustakaan  (library  research metodology)  yaitu  dengan  menganalisa  data-data  primer  komponen  alat  pengerol  pelat  untuk  mendapatkan  nilai-nilai tegangan yang terjadi pada koponen-komponen alat modifikasi tersebut. Hasil analisa menunjukan bahwa momen putar pada poros pengerol menyebabkan terjadinya gaya tekan dimana momen putar yang bekerja adalah sebesar 84.87 Nm dan gaya tekan yang terjadi adalah 3214.94 N. Momen putar dari motor listrik menyebabkan terjadinya tegangan puntir pada poros 1,2,3 dan 4 sebesar 0.082 kg/mm 2 , 0.336 kg/mm 2 , 0.082 kg/mm 2 , dan 5.65 kg/mm 2 dan tegangan lentur pada roda gigi 1,2 dan 3 sebesar 8.147 kg/mm 2 , 6.484 kg/mm 2 , dan 6.484 kg/mm 2 . Pemilihan bahan dan ukuran pada poros 1,2  dan  3  adalah  sudah  aman  terhadap  beban  torsi  dan  baik  untuk  digunakan,  akan  tetapi  untuk  poros  4,  jika menggunaka  bahan  yang  sama  dengan  poros  1,2  dan  3  maka  pemilihan  diameter  perlu  diperbesar  lagi  agar  aman terhadap  tegangan  punter.  Pemilihan  bahan  dan  ukuran  untuk  roda  gigi    yaitu  pinion  dan  gear  sudah  aman  terhadap lenturan dan baik.

## Katakunci: alat pengerol, momen putar

## Abstract
The purpose of this study was to determine the influence of the moments that work against stress in a rolling that occurs in the  engine  modifications  pengerol  plate,  to  determine  the  influence  of  torque  electric  motor  to  shear  stress  and bending stress that occurs in the components of engine modifications roller plate, to determine whether the selection of materials and determination of size or dimensions of  the plate roller engine modifications are safe  to use. Method in this study is a literature study (library research metology) is to analyze primary data tool components pengerol plate to get  the  voltage  values  that  occur  in  coponent-component  tools  such  modifications.From  the  analysis  shows  that  the torque on the shaft roller cause compressive force where working torque of 84.87 Nm and is a compressive force occurs is 3214.94 N. rotary moment of the electric motor causes a torsional stress on the shaft 1,2,3 and 4 amounting to 0082 kg / mm2, 0336 kg / mm2, 0082 kg / mm2 and 5.65 kg / mm2 and the bending stress on the gears 1,2 and 3 of 8147 kg / mm2, 6484 kg / mm2, and 6484 kg / mm2. The selection of materials and sizes on the axis 1,2 and 3 are already secured against torque loads and good to use, but to the shaft 4, if make use of the same material with the axis 1,2 and 3, the election was again enlarged diameter need to be safe against voltage punter. Selection of material and size of the gear and the pinion gear is already secure against bending and well.
Keywords: roller tool, torque

## Pendahuluan

## Latar belakang
Dalam  berbagai  bidang  kehidupan,  manusia senantiasa  berusaha  untuk  mempermudah  kehidupan dan  pekerjaannya  untuk  mendapatkan  target  yang diinginkan dengan mengeluarkan usaha yang seminimal
mungkin.Demikian halnya pula dalam dunia keteknikan,  manusia  selalu  terdorong  untuk  membuat alat  atau  mesin  yang  dapat  menunjang  perkerjaannya tersebut  dengan  mengeluarkan  waktu  dan  tenaga  yang seminimal  mungkin  untuk  mencapai  target  produksi. Sejalan  dengan  hal  tersebut,  khususnya  dalam  usaha proses  produksi,  telah  dikenal  pula  alat  atau  mesin
pengerol  pelat  yang  telah  banyak  digunakan  dalam dunia  industri  dan  perbengkelan  untuk  membuat  profil lengkung  dan  atau  profil  lingkaran  sesuai  dengan aplikasi  produk  yang  diinginkan.  Dalam  hal  ini,  pada Laboratorium  Teknologi  Mekanik  telah  terdapat  mesin pengerol  pelat  dengan  sistim  manual  dimana  cara pengoperasiannya  masih  mengandalkan  sumber  tenaga manusia  dalam  memutar  batang  rol  penekan  untuk member  efek  lengkung  pada  pelat  yang  akan  dirubah dibentuknya.  Untuk  memperbaiki Jurusan  Teknik kinerja mesin pengerol pelat ini, Koten & Fuji (2015), telah memodifikasi sistem kerja manual alat ini menjadi sistem elektrik yang mana sumber tenaga penggerak rol penekan  telah  dapat  digerakkan  secara  elektrik  oleh motor listrik yang kemudian direduksi dan ditransmisikan  putarannya  dengan  menambah  alat-alat penunjang  seperti reducer,  bantalan,  dan  transmisi rantai sehingga waktu wang dibutuhkan untuk mengerol pelat  sesuai  bentuk  yang  diinginkan  dapat  dipercepat empat  hingga  lima  kali  dibandingkan sebelum  alat  ini dimodifikasi. Untuk  itu,  penulis  ingin  menganalisa tentang mekanika kekuatan material dari alat atau mesin yang  telah  dimodifikasi  ini  untuk  memastikan  bahwa mesin  ini  memiliki  batas  kekuatan  yang  dapat  diterima dan  aman  untuk  digunakan  dalam  proses  pengerolan pelat  pada  unit  Laboratorium  Teknologi  Mekanik  di Fakultas  Teknik  Universitas  Halu  Oleo  (UHO). Sehingga dalam hal ini, penulis memilih judul: ” Analisa Alat  Pengerol  Pelat    pada  Laboratorium  Teknologi Mekanik Mesin UHO”.

## Literatul Terdahulu
Dalam  dunia  keteknikan,  mesin  pengerol  pelat telah  banyak  dibahas  dalam  berbagai  jurnal  teknik mesin  dan  juga  oleh  beberapa  pabrikan  yang memproduksi  mesin  pengerol  pelat  ini.  Sebagaimana yang  telah  dilakukan  oleh Wibowo  (2011),  yang mendesain  pembuatan  rangka  pada  mesin  rol  pelat penggerak  elektrik.  Tujuan  dari  pembuatan    rangka mesin rol ini adalah untuk membuat sebuah rangka yang kuat  yang  mampu  menahan  beban  dari  komponen- komponen mesin dan mampu menahan gaya-gaya yang ditimbulkan  pada  saat  mesin  beroperasi  sehingga  dapat mendukung  proses  kerja  dari  mesin  rol  tersebut. Memiliki  empat  komponen  dasar  utama,  yaitu:  1) rangka atas yang memiliki fungsi sebagai penopang roll, 2) Rangka bawah yang meiliki fungsi sebagai penopang motor  penggerak,  3)  Kaki-kaki  rangka  yang  emiliki fungsi sebagai penopang dari seluruh komponen mesin, 4)  Dudukan reducer yang  memiliki  fungsi  sebagai tempat  pemasangan reducer.  Konstruksi  rangka  yang akan  dibuat  tersebut  dapat  dilihat  dari  gambar  berikut ini.
Gambar 1. Rangka Mesin Pengerol Pelat
Hasil pada proyek akhir tersebut, bahwa mesin pengerol pelat  telah  diuji  kemampuannya  dan  mampu  menahan getaran  dan  rangka  tidak  bergeser  pada  saat  mesin beroperasi,  dan  rangka  mampu  menahan  gaya-gaya yang  diberikan  oleh  komponen-komponen  mesin lainnya.
Seiring  dengan  hal  tersebut  diatas, Risantoro (2012), melakukan penelitian tentang proses pembuatan dudukan  rol  pada  mesin  rol  pelat  penggerak  elektrik. Dalam  proyek  akhir  ini,  tujuan  yang  ingin  dicapai adalah  membuat  dudukan  pada  mesin  rol  penggerak elektrik yang mampu mengerol pelat aluminium hingga ketebalan 1 mm. Dudukan rol ini sebenarnya merupakan komponen  dari  mesin  rol  penggerak  elektrik  yang berfungsi  sebagai  tempat  poros  rol  pembentuk  dan poros  rol  landasan.  Dudukan  rol  ini  memiliki  ukuran yang  berbentuk  trapezium  dengan  ukuran  sisi  yang sejajar (310 x 230) mm 2 dan tinggi 305 mm serta lebar 45  mm.  Dalam  hal  ini  bahan  yang  digunakan  adalah baja  karbon  dengan  tebal  5  mm.  Bentuk  dari  dudukan rol ini dapat dilihat pada gambar berikut.
Dudukan  rol  ini  terdiri  dari  dua  bagian,  yaitu bagian kanan dan  kiri pelat dudukan rol  yang  memiliki bentuk  dan  ukuran  yang  identik.  Hasil  yang  diperoleh pada  penelitian  tersebut  adalah  pembuatan  dudukan  rol yang memiliki ukuran tinggi 305 mm dan lebar 45 mm dan pada saat dilakukan uji kerja dengan putaran motor listrik  1500  rpm,  dudukan  rol  ini  awalnya  mengalami goyangan  yang  disebabkan  sambungan  las  pada dudukan  rol  bagian  bawah  kurang  kuat  dan  setelah sambungan  las  tersebut  diperkuat,  maka  dudukan  rol dapat berfungsi dengan baik.
Selain  itu, Rohim  &  Yunus  (2015) membuat rancang bangun mesin pengerol plat bergelombang yang bertujuan  untuk  membantu  industry  UKM  yang menggunakan  plat  bergelombang  sebagai  bahan  utama untuk  membuat  cetakan  roti  dan  juga  sebagai  pisau untuk  pengiris  acar  yang  juga  menggunakan  plat bergelombang.  Pada  desain  mesin  ini,  dibuat  mesin pengerol  dengan  panjang  850  mm  dan  lebar  600  mm serta  tinggi  104  mm.  Motor  listrik  yang  digunakan adalah  kapasitas  1  PK  dengan  roda  gigi  pengerol berdiameter  75  mm  dengan  jumlah  gigi  23  buah. Kapasitas  plat  yang  dapat  di  rol  dengan  alat  ini  adalah dengan  ketebalan  0.5  mm  dan  lebar  plat  300  mm  serta panjang  plat  yang  dapat  dibuat    sesuai  dengan kebutuhan. Untuk menurunkan kecepatan putaran motor listrik,  digunakan speed  reducer atau gear  box dengan perbandingan  reduksi  50:1  yang  menghasilkan  putaran
akhir pada roda gigi pengerol 21 RPM dimana ketebalan plat rangka rol dipilih 9 mm.
Komponen-komponen yang ada pada perencanaan  mesin  pengerol  ini  adalah  :  1)  rangka  rol mesin, 2) sprocket penggerak rol bawah, 3) rangka meja mesin,  4)  motor  listrik,  5)  rantai,  6)  sprocket  utama,  7) pengatur rol, 8)  poros penghubung, 9) rol penekuk, 10) tombol ON/OFF,  11) speed  reducer.  Adapun  gambar hasil dari perencanaan mesin pengerol plat bergelombang ini dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 3. Mesin Pengerol Plat Berglombang
Selain itu, Harsono & Yunus (2015) meneliti tentang kinerja mesin pengerol plat bergelombang yang dibuat  untuk  penunjang  efisiensi  kerja  usaha  kecil  dan menengah  dengan  ukuran  dimensi  panjang  550  mm, lebar  400  mm,  dan  tinggi  1200  mm.  Menggunakan motor  listrik  dengan  putaran  1400  RPM  dan gear  box dengan  rasio  reduksi  50:1.    Pada  penelitian  ini dilakukan variasi terhadap diameter pengerol plat untuk mengamati kinerja mesin ini.

## Teori Dasar

## Pengerolan pelat
Pengerolan dapat dipahami sebagai proses pembentukan dengan  cara  menjepit  pelat  diantara  dua  rol  dimana dalam  hal  ini  terdapat  rol  penekan  dan  rol  utama  yang saling  berputar  berlawanan  arah  sehingga  dapat menjepit  dan  menggerakkan  pelat.  Dalam  hal  gerakan, pelat  bergerak  linear  melewati  rol  pembentuk  dimana rol  pembentuk  ini  berada  dibawah  garis  gerakan  pelat sehingga pelat tertekan dan mengalami pembengkokkan.  Pada  saat  pelat  yang  dimasukkan melewati rol pembentuk dengan kondisi pembengkokan yang  sama,  maka  radius  yang  terbentuk  akan  sama sehingga  menghasilkan  jari-jari  lingkaran  pengerolan yang sama dan merata. Untuk pengerjaan pengerolan itu sendiri  dapat  dilakukan  secara  manual  yaitu  dengan memutar  poros spindle dengan  tangan  operator  dan secara  elektrik dimana  usaha  untuk  memutar  rol penekan dilakukan secara elektrik oleh daya dari motor listrik.

## Motor Listrik
Motor  listrik  dalam  analisa  perencanaan  ini berfungsi sebagai sumber tenaga penggerak   yang akan menyuplai putaran dan daya sesuai dengan besar power yang dibutuhkan untuk usaha penekanan dan pengerolan pelat.  Dalam  kaitannya  dengan  mesin  modifikasi pengerol  pelat  ini,  motor  listrik  yang  digunakan  adalah dari jenis Motor Listrik AC yang memiliki sumber arus listrik  bolak-balik.  Dalam  merencanakan  atau  memilih kapasitas motor listrik perlu dilakukan perhitungan daya yang  dibutuhkan  untuk  melakukan  usaha  pengerolan pelat  tersebut.  Secara  umum  daya  motor  yang  dipilih berdasarkan persamaan sebagai berikut (Sularso, 1991) :
= ( )
Dimana: P d = daya desain yang dibutuhkan (HP atau kW) F c = Faktor koreksi beban (lihat tabel)
P = Daya nominal perhitungan (HP atau kW)
Reducer (Gear Box)
`Reducer dalam  analisa  perhitungan  ini  merupakan komponen penurun kecepatan putaran poros yang mana putaran  tinggi  yang  keluar  dari  poros  motor  listrik diturunkan hingga nilai tertentu pada putaran poros dua roda  gigi  yang  berpasangan.  Selanjutnya  putaran  dari roda  gigi  ini  diteruskan  ke  rol  penekan  pelat  secara merata. Reducer memiliki  beberapa  perbandingan transmisi  seperti  5:1,  10:1,  15:1,  dan  lain-lain  sesuai dengan  spesifikasi  yang  dikeluarkan  oleh  pabrik  gear box.Prinsip  utama  reducer  ini  adalah  menurunkan putaran poros dan menaikkan nilai torsi (momen puntir) pada poros tertentu keluarannya.
Roda Gigi (Gears)
Roda  gigi  dalam  hal  ini  digunakan  untuk mentransmisikan torsi atau putaran yang diinginkan dari satu  poros  ke  poros  yang  lainnya.  Roda  gigi  memiliki keunggulan  dalam  pemakaiannya  yaitu  tahan  lama  dan efisiensi  yang  sangat  tinggi  yaitu  berkisar  hingga  98% dibandingkan  dengan  transmisi  daya  lainnya  seperti transmisi sabuk dan rantai. Roda gigi memiliki berbagai macam  jenis  atau  bentuk,  yaitu:  roda  gigi  lurus,  roda gigi heliks, roda gigi kerucut, dan roda gigi cacing.
Secara  umum,  bentuk  dari  profil  gigi  dan  bagian- bagiannya dapat dilihat dari gambar berikut ini.

## Perhitungan Roda Gigi
Untuk  memperoleh bagian-bagian  roda  gigi  yang baik dalam pemakaiannya, maka bagian profil roda gigi perlu  di  rencanakan  secara  baik  dan  aman  dimana persamaan-persamaan yang dapat digunakan bisa dilihat sebagai berikut (Sularso, 1991) :
 Diameter Lingkaran Jarak Bagi (do) :
= .
 Diameter Lingkaran Kepala (dk): = ( + 2)
Dimana :  z = jumlah gigi dan M = modul gigi
 Adendum atau Tinggi Kepala (hk) : ℎ = 0.8 ~ 1
 Dedendum atau Tinggi Kaki (hf) : ℎ = 1 ~ 1.25
 Tinggi Gigi (H) H = 2M + Ck Atau H = 2M + 0.25M
 Lebar Gigi (t) : = 10 (mm)
= 10 ~16
 Jarak Gigi (t) :
= .
 Kecepatan keliling Roda gigi, v
= . . .( ) (m/s)
 Gaya tangensaial, Ft (Newton)
= .
Dimana : P d = daya desain
 Tegangan Kontak (Ft/b) :
Tegangan permukaan yang terjadi dinyatakan dengan Ft/b (kg/mm)
Dimana: Ft = Gaya tangensial roda gigi (kg)
= lebar profil gigi (mm)
Tegangan Permukaan yang diizinkan dinyatakan dengan
′ (kg/mm)
′ = . . . 2 +
Dimana :
f v = factor dinamis = (untuk kecepatan rendah)
d 0 = diameter lingkaran jarak bagi roda gigi k H =  factor tegangan kontak, sesuai bahan & nilai kekerasan Brinnel (H B ) =  0.130 ( untuk pinion baja (350) & roda gigi (250) )
Lalu dicek harga Ft/b, jika Ft/b ≤ F’ H maka ukuran roda gigi tersebut aman terhadap tegangan permukaan.
 Tegangan Lentur  ( ) : = . . . Poros
Poros pada alat atau mesin pengerol pelat ini adalah sangat penting dimana poros berfungsi untuk meneruskan  putaran  momen  dari  motor  listrik  dan menghubungkannya  dengan reducer untuk  penurunan putaran. Pada poros itu sendiri, tujuan utamanya adalah mentransmisikan  daya  dari  satu  bagian  ke  bagian  yang lain  dimana  daya  yang  ditansmisikan  ke  berbagai elemen  yang  berhubungan  dengan  poros  yaitu  seperti puli  (pulley),  pasak  (spie),  roal  gigi  (gears),  dan  lain- lain.  Pembebanan  pada  poros  ini  dapat  dianggap merupakan  pembebanan  akibat  momen  torsi  atau momen  putar  saja  yaitu  yang  berasal  dari  motor  listrik. Jika  daya  diberikan  dalam  daya  kuda  (PS),  maka  harus ikalikan  dengan  0.735untuk  mendapatkan  daya  dalam kW.  Jika  momen  puntir  (disebut  juga  sebagai  momen rencana) adalah T (Sularso, 1991:7), maka:
= ( )
Dimana: T = torsi (kg.mm) P d = daya desain Sehingga, = 9,74 × 10 ( . )
Bila momen rencana T (kg.mm) dibrbankan pada suatu diameter  poros  d s (mm),  maka  t egangan  geser  τ (kg/mm 2 ) yang terjadi adalah:
= ( ) = , .
Dimana : d s = diameter desain poros Sehingga,
= . /
Lalu  diameter  desain  poros  (d s )  tersebut  dibandingkan dengan diameter poros (d) yang telah digunakan, jika d s ≤  d  maka  poros  aman  untuk  digunakan  pada  alat pengerol pelat.

## Perhitungan Gaya Tekan Pengerolan
Perhitungan gaya tekan pengerolan diperoleh dengan menerapkan persamaan  tegangan lentur pada profil dan bahan  pelat  yang  digunakan  sebagaimana  yang  terlihat pada gambar x berikut:
Tegangan  lentur  diperoleh  dengan  menggunakan persamaan (Popov, 1984: 138) :
= / Dimana: M = momen lentur I/c = modulus penampang (Z)
Adapun momen lentur yang terjadi (M) dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan:

## = .
Dimana: P = gaya penekanan pada rool (N) L = panjang bentangan pelat (m) Sedangkan  modulus  penampang  (Z)  untuk  profil  pelat yang digunakan dapat dieroleh dari persamaan:
= Dimana: I = momen inersia penampang (m 4 ) c  =  jarak  permukaan  penampang  bawah  ke  sumbu normal penampang (m) = Dimana : ℎ = tebal pelat Sehingga  dengan  digabungkan  persamaan-persamaan yang  ada  maka  diperoleh  tegangan  lentur  yang  terjadi sebesar:

## =
. .
Adapun besarnya gaya penekanan pada pelat dapat diperoleh sebagai berikut:
= . Dimana, untuk pelat yang mengalami deformasi plastis, maka  tegangan  lentur  yang  terjadi  adalah  hingga mencapai  batas  tegangan  luluh  bahan  tersebut  ( ). Sehingga pada kondisi ini berlaku: = .
Untuk  menjalankan  /  mengeluarkan  pelat  dari  roll tersebut  maka  diperlukan  gaya  dorong  (F)  pada  pelat yang  mampu  melawan  gaya  gesekan  (  F g ).  Besarnya gaya gesekan ini yaitu:
= . Dimana: = koefisien gesek antara roll dengan pelat P = gaya tekan pada pelat (N)
Adapun  besarnya  gaya  dorong  yang  dibutuhkan  untuk mengeluarkan pelat dari roll diperoleh dari persamaan:
> atau dapat ditulis pula

## > .
Besarnya momen putar pada pelat pengerol yang terjadi aga dapat mengerol pelat adalah :

## = .
Dimana : D = diameter lingkaran pipa pengerol (mm)
Sehingga  besarnya  daya  dorong  pelat  yang  minimal dibutuhkan ( ) adalah sebesar: = . Dimana: N d = daya dorong (watt) V = kecepatan putar pelat roll (m/s) Sehingga  agar  dapat  diperoleh  besar  gaya  penekanan pelat yang dan daya dorong pelat yang dibutuhkan maka diperlukan  motor  listrik  (penggerak)  yang  memiliki daya lebih besar dari daya dorong pelat (N d ).

## Metodologi Penelitian

## Tempat, Alat, dan Bahan Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanankan pada bulan januari 2016 hingga selesai dan akan bertempat di Laboratorium  Teknologi  Mekanik  Jurusan  Teknik Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas  Halu  Oleo  di Kendari.  Selain  itu,  tempat  pengolahan  data-data penelitian  dapat  dilakukan  pula  di  Perpustakaan Fakultas  Teknik  UHO  dan  ruangan  kerja  lain  yang bersifat fleksibel.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Mistar baja
2. Rol meter
3. Kamera mobile phone
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
Bahan  pada  penelitian  ini  adalah  alat  atau  mesin modifikasi pengerol pelat yang terdapat pada Laboratorium Teknologi Mekanik UHO.

## Prosedur Penelitian
Adapun  langkah  pelaksanaan  pada  penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Obserfasi lapangan
2. Melakukan  pengecekan  alat masih  berfungsi  atau tidak
3. Mengoperasikan alat
4. Mengambil  data  elemen-elemen  mesin  pengerol pelat
5. Mengolah data yang ada

## Hasil dan Pembahasan

## Perhitungan Gaya Tekan Pengerolan
Besarnya gaya penekanan pada pelat dapat diperoleh :
= ( ) . ( . )( ) = 3214.94 Newton  Gaya dorong (F) yang dibutuhkan untuk mengeluarkan  pelat  dari  roll  diperoleh  :
≥ (0.6)(3214.94) ≥ 1928.96 N
Jadi gaya dorong minimal yang dibutuhkan adalah = 1928.96 Newton.
 Besarnya  momen  putar  yang  bekerja  untuk melakukan pengerolan pelat adalah :
M =  1928.96 . (8.8 x 10 -2 ) /2 = 84.87 Nm
 Besarnya  daya  dorong  pelat  yang  minimal  yang dibutuhkan ( ) adalah:
= 1928.96 x (0.146)
= 281.62 Watts = 0.281 kW
= (0.281/0.735) HP  = 0.382 HP
Karena daya motor listrik yang dipilih adalah ¾ HP atau 0.75  HP  dan  daya  motor  lebih  besar  dari  0,382  HP,
maka pemilihan motor listrik tersebut dapat menggerakkan  pemutar  roll  dengan  baik  dan  bisa digunakan pada alat pengeroll pelat ini.

## Perhitungan Kekuatan Motor Listrik
Adapun  perhitungan  kekuatan  motor  listrik  yang  dapat dihasilkan dari mesin pelengkukng pelat ini adalah:

## = (1.2)(0.280)
= 0.337 kW
Harga  daya  nominal beban  sebesar  0.337  kW  ini  harus mampu  disediakan  oleh  motor  listrik  agar  mesin  ini dapat bekerja dengan baik. Pada penelitian ini, kapasitas motor  listrik  yang  digunakan  adalah  ¾  HP  atau  0.551 kW  sehingga  daya  motor  listrik  ini  mampu  untuk menggerakkan mesin rol pelengkung pelat dengan baik.

## Perhitungan Kekuatan Poros Transmisi
Untuk menghitung besar kekuatan poros transmisi yang aman  dibutuhkan  agar  dapat  menahan  beban  akibat proses  pelengkungan  pelat,  maka  data  inputnya diperoleh  dari  nilai  daya  desain  yang  dibutuhkan  untuk melengkungkan pelat aluminium.
Besar  torsi  maksimum  (T)  yang  dapat  dihasilkan  oleh motor listrik tersebut  adalah:

## = 9.74 (10 ) 0.337

## 1400
= 234.45 kg.mm
Maka  agar  mesin  pelengkung  ini  dapat  bekerja  dengan baik, maka torsi yang dibutuhkan untuk melengkukngkan pelat haruslah sama dengan atau lebih kecil dari nilai torsi tersebut.

## Untuk Poros I :
Poros I merupakan poros transmisi yang terdapat setelah motor  listrik,  dimana  diameter  poros  minimum  yang dibutuhkan adalah :
= . ( . )
. / = 7.03 mm
Karena  diameter  poros  yang  digunakan  adalah  d 1 = 24.37  mm  dan  diameter  minimum  yang  dibutuhkan adalah  d s =  7.03  mm,  maka  diameter  dan  bahan  poros yang  diasumsikan  dari  baja  karbon  yang  paling terendah,  yaitu  S30C  pada  mesin  pengerol  pelat  ini adalah aman terhadap beban torsi  yang terjadi dan bisa untuk digunakan.

## Untuk Poros II :
Antara  poros  I  dan  poros  II  terdapat  sambungan universal (universal joint) yang memungkinkan transmisi  putaran  lebih  fleksibel,  dimana  sambungan universal  ini  lebih  efektif  jika  terdapat  misalignment antara  kedua  sumbu  poros yang  disambung.  Dengan mengasumsi  bahwa  efisiensi  sambungan  universal  ini adalah  0.95,  maka  torsi  pada  poros  II  akan  menjadi sebesar:
= ( )
= 0.95 (234.45 kg.mm) = 222.72 kg.mm
Sehingga  diperoleh  besar  diameter  poros II  minimum sebesar:
= . ( . ) . /
= 6.91 mm
Karena nilai ds = 6.91  mm adalah lebih  kecil dari nilai diameter  poros  II  yang  digunakan  yaitu  d 2 =  15  mm. Maka,  pemilihan  bahan  poros  yang  diasumsikan  dari baja  karbon  yang  paling  terendah,  yaitu  S30C dan diameter  poros  II  adalah  aman  terhadap  beban  torsi yang terjadi dan bisa untuk digunakan.

## Untuk Poros III:
Poros  III  terletak  sesudah  transmisi  gearbox.  Poros  ini mengalami  kenaikan  torsi  dibandingkan  dengan  torsi pada  poros  II  karena  adanya  perbandingan  penurunan putaran  dengan  rasio = 30: 1 .  Maka  besar  torsi  pada poros III dapat diperoleh sebesar:
T 3 = 9.74 10
. . = 7033.16 kg.mm
Dengan mengasumsi bahan poros III adalah baja karbon S30C  dengan  kekuatan  geser  yang  diizinkan  bahan sebesar  3.43  kg/mm 2 .  Maka  besar  diameter  minimum yang dibutuhkan adalah sebesar:
= . ( . )
. / = 21.86 mm
Diameter  poros  III  yang  digunakan  pada  alat  mesin melengkung pelat berdiameter d 3 = 22.00 mm, sehingga jika  menggunakan  bahan  yang  diasumsikan,  yaitu  baja karbon  S30C  yang  sama  dengan  poros  I  dan  poros  II, maka  diameter  21.86  mm  ini  sudah  cukup  kuat  untuk menahan beban torsi pada proses pelengkungan pelat.
Poros IV :
= 0.95 (7033.16 kg.mm) = 6681.50 kg.mm
Maka  besar  diameter  minimum  poros  IV  yang dibutuhkan adalah:
= . ( . )
.
/ = 21.49 mm
Karena  diameter  poros IV  yang  digunakan  berdiameter d 4 =  18.20  mm,  dan  diameter  minimum  yang dibutuhkan  sebesar  21.49  mm  dan  jika  poros  ini menggunakan  bahan  yang  sama  dengan  poros  I,  II  dan III  maka,  diameter  ini  tidak  aman  untuk  menahan pembebanan  pengerolan  pelat.  Sebaiknya diameter poros IV ini juga dipilih dengan berdiameter d = 22 cm.

## Perhitungan Kekuatan Roda Gigi
 Module roda gigi Untuk Pinion Diperoleh dari persamaan : = ( + 2) 60 mm = (18+2) M 1 Sehingga diperoleh :  M 1 = 60 mm/20 = 3 mm
Untuk Gear
Diperoleh dari persamaan : = ( + 2) 120 mm = (36+2) M 2 Sehingga diperoleh : M 2 = 120 mm/ 38
= 3.157 mm = 3 mm (dipilih agar sama dengan M 1 )
 Diameter Lingkaran Jarak Bagi Untuk Pinion Diperoleh dari persamaan :  d 1 = Z 1 . M 1 Sehingga d 1 = 18 . 3 mm  = 54 mm Untuk Gear Diperoleh dari persamaan : d 2 = Z 2 . M 2 Sehingga, d 2 = 36 . 3mm = 108 mm Demikian pula, d 3 = Z 3 . M 3 = 36 . (3 mm)  = 108 mm
 Tinggi Kepala Roda Gigi (addendum)
Kisaran untuk harga addendum ini adalah : h k = (0.8 M ∼ 1M) dan tinggi kepala untuk masing-masing roda gigi adalah sebagai berikut:
Untuk Pinion Diperoleh, h k1 = 0.9M (dipilih) = 0.9 (3mm) = 2.7 mm
Untuk Gear Untuk gear ini terdiri dari dua buah roda gigi yang sama besar  ukurannya,  sehingga  diperoleh:  h k2 =  0.9M (dipilih)
= 0.9 (3mm) = 2.7 mm Demikian pula,  h k3 = 0.9 M
= 2.7 mm
 Tinggi Kaki Roda Gigi (dedendum)
Kisaran untuk harga dedendum ini adalah : h f = (1M ∼ 1.25M)  dan  tinggi  kaki  untuk  masing-masing  roda  gigi adalah sebagai berikut.
Untuk Pinion Diperoleh, h f1 = 1.1 M (dipilih) = 1.1 (3mm) = 3.3 mm Untuk Gear Untuk gear ini terdiri dari dua buah roda gigi yang sama bahan dan ukurannya, sehingga diperoleh:
H f2 = 1.1 M (dipilih)
= 1.1 (3mm) = 3.3 mm
H f3 = 1.1 M
= 3.3 mm
 Kecepatan Keliling Roda Gigi, v Kecepata keliling roda gigi 1
V 1 = .
( ) = 0.13188 m/s
Kecepatan keliling roda gigi 2
V 2 = .
( ) = 0.13186 m/s
 Gaya Tangensial, Ft Gaya Tangensial Roda Gigi 1, P d = (1.2)(0.280) = 0.337 kW = . . = 262.39 Kg = 262.39 (10 m/s 2 )  = 2623.9 N
Gaya Tangensial Roda Gigi 2,
= (0.5) = (0.5) 2623.9 N
=  1311.95 N
Gaya Tangensial Roda Gigi 3, = (0.5) F t1 = (0.5) 2623.9 N = 1311.95 N
 Tegangan Permukaan, Ft/b
Tegangan  Permukaan  Roda  Gigi  1  dan  Roda  Gigi  2, Ft/b Tegangan permukaan yang terjadi : Ft/b = 131.195 kg / 18.19 mm
= 7.21 kg/mm
Tegangan Permukaan yang diizinkan, ′ (kg/mm)
′ = (0.958). (0.130). (54).
= 8.96 kg/mm
Cek harga Ft/b, karena Ft/b ≤ F’ H maka ukuran roda gigi tersebut aman.
Tegangan Permukaan Roda Gigi 1 dan Roda Gigi 3, Ft/b Tegangan permukaan yang terjadi : Ft/b = 131.195 kg / 18.19 mm = 7.21 kg/mm
Tegangan permukaan yang diizinkan : ′ = (0.958). (0.130). (54). 2 36 18 + 36
= 8.96 kg/mm
Cek  harga  Ft/b,  karena  Ft/b ≤  F 1 H maka  ukuran  dan bahan  roda  gigi  tersebut  aman  terhadap  tegangan permukaan yang terjadi.
 Tegangan Lentur, σ b
Tegangan lentur yang terjadi menurut persamaan Lewis pada roda gigi adalah sebagai berikut:
Tegangan Lentur yang terjadi pada roda gigi 1,
= . . . . = 8.147 kg/mm 2 Karena ≤
atau  8.147  kg/mm 2 ≤ 26 maka  ukuran  dan  bahan  roda  gigi  1  aman  terhadap tegangan lentur yang terjadi.
Tegangan Lentur yang terjadi pada roda gigi 2,
=
.
. . .
= 6.484 kg/mm 2 Karena ≤
atau  6.484  kg/mm 2 ≤ 21 maka  ukuran  dan  bahan  roda  gigi  2  aman  terhadap lenturan.
Tegangan Lentur yang terjadi pada roda gigi 3,
= .
. . . = 6.484 kg/mm 2
Karena ≤
atau  6.484  kg/mm 2 ≤ 21 maka  ukuran  dan  bahan  roda  gigi  3  aman  terhadap lenturan.

## Penutup

## Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang diperoleh pada tugas akhir ini adalah sebaga berikut:
1. Momen  putar  pada  poros  pengerol  menyebabkan terjadinya  gaya  tekan  pada  poros  penekan  yang diteruskan  ke  pelat  yang  akan  dirol  dimana  untuk mengerol  pelat  setebal  2mm,  momen  putar yang bekerja  adalah  173.60  N.m  dan  gaya  tekan  yang terjadi adalah 3214.94 Newton.
2. Momen  putar  yang  bekerja  pada  motor  listrik menyebabkan  terjadinya  tegangan  geser  dan tegangan  lentur  pada  komponen-komponen  mesin modifikasi  pengerol  pelat  dimana  pada  poros  1,2,3, dan 4 terjadi tegangan puntir yang besarnya berturut- turut: 0.082 kg/mm 2 , 0.336 kg/mm 2 , 0.082 kg/mm 2 , dan  5.65  kg/mm 2 .  Sedangkan  pada  roda  gigi  terjadi tegangan  permukaan  dan  tegangan  lentur  yang besarnya masing-masing untuk roda gigi 1, roda gigi 2,  dan  roda  gigi  3  adalah  berturut-turut:    8.147 kg/mm 2 ,  6.484  kg/mm 2 ,  dan  6.484  kg/mm 2 yang kesemuanya masih dalam batasan yang aman.
3. Pemilihan bahan dan ukuran untuk poros 1, poros 2, poros 3 adalah sudah aman terhadap beban torsi dan baik  untuk  digunakan,  akan  tetapi  untuk  poros  4, jika  menggunakan  bahan  sama  dengan  poros  1,  2, dan  3,  maka  pemilihan  diameter  poros  4  perlu diperbesar lagi agar aman terhadap tegangan puntir. Sedangkan  pemilihan  bahan  dan  ukuran  untuk  roda gigi  yaitu  pinion  dan  gear  sudah  aman  terhadap lenturan  dan  baik  dimana  tegangan  permukaan  dan tegangan lentur yang terjadi akibat pengerolan masih berada dalam batasan yang aman.

## Daftar Pustaka
Dahlan D, 2012, “Elemen Mesin” , Citra Harta Prima Jakarta, Jakarta. Harsono T.S.R. & Yunus , 2015, “ Kinerja Mesin Pengerol Plat Bergelombang ”, Universitas Negeri Surabaya. Javadi M & Tajdari M, 2006, “ Eksperimental Investigation of the Friction Coefficient between Alumunium and Steel”, Vol. 24, No. 2/I, Material Sciences-Poland. Khurmi R.S & Gupta J.K, 1982, “A Text Book Of Machine Design” , Eurasia Publishing House (Pvt) LTD, New Delhi. Koten T.R.. & Fuji L ., 2015, “ Pembuatan Alat Mesin Pengerol Plat ”, Tugas Akhir, Jurusan D -III Teknik Mesin, Universitas Halu Oleo, Kendari.
Popov P. Egor, 1984, “Mekanika Teknik”, Edisi Kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Risantoro S ., 2012, “ Pembuatan Dudukan Rol Pada Mesin Rol Pelat Penggerak Elektrik “ , Proyek Akhir, Program Studi Teknik Mesin, Universitas Negeri Yogya. Rohim .M. & Yunus, 2015, “Rancang Bangun Mesin Pengerol Plat Bergelombang” , JRM, Volume 02 Nomor 02, p.52-56.
Sularso & Suga K, 1991, “Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin” , PT. Prandya Paramita, Jakarta Wibowo Y. April, 2011, “Proses Pembuatan Rangka Pada Mesin Roll Pela t Penggerak Elektrik” , Proyek Akhir, Program Studi Teknik Mesin, Universitas Negeri Yogya.