## PENGEMBANGAN MESIN PEMOTONG BESI PLAT BERBASIS RELAY
JUFRI SIALANA Fakultas Teknologi Industri Dan Kebumian Universitas Sains dan Teknologi Jayapura

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  Membuat  mesin  pemotong  besi  plat  menggunakan  relay sebagai  pengendali,  Menghitung    poros,  pasak  dan    bantalan  serta  Membuat  gambar perancangan  mesin pemotong besi plat.
Motode  penelitian  adalah  dengan  menbuat  mesin  pemotong  besi  plat    dengan mengguanakan  mata  gurinda  untuk  mendapatkan  ukuran  potongan  yang  sesuai  keinginan dengan  menggunakan  relay  sebagai  pengendali , Dimana  untuk  memotong  besi  menjadi ukuran yang diinginkan dengan penggerak utama motor  servo dan power window sebagai tenaga penggerak  yang memiliki satu piringan mata gurinda potong untuk memotong besi. Dalam pembahasannya dibahas mengenai pembuatan program yang akan menentukan jalannya  mesin,  Dari  pehitungan  didapatkan  diameter  poros  =  15  mm  ,  Gaya  tangensial pasak ( F ) = 40,30 kg, umur nominal bantalan = 1,167773176x10 10 (Jam Oprasional), Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah   didapatkan jumlah produksi dan waktu produksi yang lebih baik.
Kata Kunci : Relay, Poros, Pasak dan bantalan

## 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Pengembangan bertujuan untuk menjawab kebutuhan  akan  efisiensi  peralatan,  baik  yang telah  ada  maupun  yang  akan  dirancang,  maka suatu  upaya  pengembangan  teknologi  yang efektif  ,  pertama-tama  harus  didasarkan  pada permintaan pasar, baik yang telah ada, ataupun yang  mulai  diperlukan  oleh  pasar,  Teknologi tepat  guna  adalah  teknologi  yang  cocok dengan  kebutuhan  masyarakat  sehingga  bisa dimanfaatkan  pada  rentang  waktu  tertentu,  hal inilah yang membuat penulis tertarik mengangkat  pengembangan  teknologi  mesin pemotong besi plat.
Mesin  pemotong  besi  plat  merupakan suatu  alat  yang  digunakan  untuk  memotong besi  yang terbuat  dari  logam dan baja, dengan penggerak  utama  motor  servo  dan  power window berbasis relay yang memiliki satu mata gurinda potong sehingga menghasilkan produksi  yang  lebih  cepat  dalam  jumlah  yang banyak .
Melihat  akan  pentingnya  penggunaan  besi yang  sangat  bermamfaat  untuk  membuat sebuah  konstruksi  dan  lain-lain,  maka  penulis mencoba  untuk  merancang  dan  membuat mesin pemotong besi plat yang sederhana dan
efisien  sehingga  dapat  dipakai  dimasyarakat luas.
1.2. Tujua Penelitian
Tujuan  Penelitian  yang  diharapkan  dapat tercapai adalah sebagai berikut:
1.  Membuat  mesin  pemotong  plat  dengan menggunakan relay sebagai pengendali.
2.  Menghitung  poros, pasak bantalan
3.  Membuat  gambar  perancangan    mesin pemotong besi plat.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka
Rancang  bangun  mesin  pemotong  telah dilakukan oleh beberapa peneliti antara lain:
Fahmi,  Zikril  hakim,  Rachmansyah  dan Dedy  Hermanto  (2013), “Rancang  bangun  Alat pemotong  berdasarkan  ketebalan  kemplang berbasis  mikrokontroler” .  Alat  ini  menggunakan komponen  light  dependent  resistor  (LDR)  dan motor  servo  sebagai  conveyor  yang  berfungsi sebagai  sensor  untuk  menjalankan  bahan kemplang.  Kontroler  yang  digunakan  adalah mikrokontroler atmega16. Komponen LCD digunakan  untuk  menampilkan  ketebalan  dari ukuran  bahan  yang  akan  dipotong,  dan  satu motor  power  window  sebagai  pengerak  pisau pemotong.  Berdasarkan  pengujian  alat,  waktu pemotong  dan  ketebalan  kemplang.  Dapat
disimpulkan  bahwa  alat  yang  dirancang  dapat bekerja  optimal  memotong  bahan  kemplang yang ada.
Gambar 2.1  Alat Pemotong Kemplang
Sagino, Deddy, Riswan Djambiar,
(2007).  “ Desain  modifikasi  Mesin  Tekuk  model MPV.1620 menjadi mesin
pemotong
Plat”, Kegiatan memodifikasi mesin tekuk menjadi  mesin  pemotong  plat  dilatar  belakangi dengan  ketidak  tersedianya  alat  pemotong  plat berukuran  besar.  Modifikasi  dilakukan  dengan menggantikan  tool  dish  penekuk  dengan  mata pisau pemotong, mendesain beberapa komponen  pendukung  yaitu  penekan  benda kerja, dan landasan benda kerja.
Gambar. 2.2. Disain modifikasi   mesin tekuk model MPV.1620 menjadi mesin pemotong plat
2.2   Dasar Teori 2.2.1 Relay Relay
adalah sebuah komponen elektromagnetik  yang  dapat  mengubah  kontak- kontak  saklar  sewaktu  komponen  ini  menerima arus  listrik.  Pada  dasarnya  relay  terdiri  atas sebuah kumparan kawat beserta sebuah inti besi lunak.  Kalau  kumparan  dialiri  listrik,  maka  besi lunak  menjadi  magnet  dan  menarik  konduktor berpegas,  saklar  ini  pun  menutup.  Kalau  arus dimatikan,  magnet  pada  besi  lunak  menghilang, dan  konduktor  dilepaskan,  sehingga  saklar membuka. Relay merupakan aplikasi elektromagnetik sesungguhnya dimana iatersusun  ataskumparan  kawat  beserta  sebuah
inti  besi  lunak.  Pada  dasarnya relay adalah sekelar  elektromagnetik  yang  bekerja  apabila arus  mengalir  melalui  kumparannya,  sehingga inti besi menjadi magnet dan menarik kontak bila gaya  magnet  mengalahkan  gaya  pagas  yang melawaninya.
Gambar  2.3 Relay

## 2.2.2. Sensor
Sensor  Adalah  perangkat  atau  komponen yang  bertugas  mendeteksi  (hasil)  gerakan  atau fenomena  lingkungan  yang  diperlukan  oleh sistem  kontroler.  Dapat  dibuat  dari  sistem  yang paling sederhana seperti sensor ON/OF menggunakan limit switch.

## 2.2.3  Motor Servo dan Power Window
Motor  servo  adalah  motor  yang  mampu bekerja  dua  arah  (CW  dan  CCW)  dimana  arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan pengaturan  duty  cycle  sinyal  PWM  pada  bagian pin kontrolnya.
Gambar 2.4  Motor Servo Motor  power  window  merupakan  motor listrik dengan arus DC, fungsi-nya memutar roda gigi  pinion.  Suatu  motor  listrik  memutar mekanisme  regulator  yang  dihubungkan dengan  mekanisme  pengangkat,  bila  motor berput  pinion  akan  menggerakkan  gigi regulator  dan  membuat  jendela  terangkat naik atau turun.
Gambar 2.5. Power window

## 2.2.4  Macam-Macam Komponen Mesin
Dalam pemilihan  elemen-elemen dari mesin juga harus memperhatikan kekuatan bahan, dan ketahanan  dari  berbagai  komponen  tersebut. Adapun  elemen  tersebut  adalah:  poros,  pasak, dan bantalan.

## A.  Poros
Poros  pada  umumnya  berfungsi  untuk memindahkan  daya  dan  putaran.Disamping meneruskan  daya  dari  sumber  tenaga  melalui putaran,  kadang-kadang  poros  digunakan  untuk menopang  beban.Biasanya  dalam  permesinan, poros dibuat bertangga/step agar bantalan, roda gigi  maupun  pully  mempunyai  dudukan  dan penahan  agar  diperoleh  ketelitian  mekanisme. Poros  sendiri  dapat  diklasifikasikan  menurut pembebanannya sebagai berikut : 1.  Poros Transmisi
Poros  macam  ini  mendapat  beban  puntir  murni atau  puntir  lentur.Daya  ditransmisikan  pada poros  ini  melalui  kopling,  roda  gigi,  pully,  sabuk atau sprocket rantai dan lain-lain.
2.  Spindel
Poros  transmisi  yang  relatif  pendek,  seperti poros  utama  mesin  perkakas,  dimana  beban utamanya berupa puntiran
disebut
spindle.Syarat-syarat  yang  harus dipenuhi  poros ini  adalah  deformasinya  harus  kecil  dan  bentuk serta ukurannya harus teliti.
3.  Gandar
Poros  ini  yang  dipasang  diantara  roda-roda kereta  barang,  dimana  tidak  mendapat  beban puntir,  bahkan  kadang-kadang  tidak  boleh berputar  disebut  gandar.  Gandar  ini  hanya mendapat  beban  lentur,  kecuali  jika  digerakkan oleh  penggerak  mula  dimana  akan  mengalami beban puntir juga.

## Gambar 2.6 Poros
Sumber : Soniawan,H., 2010,
Hal-hal penting dalam perencanaan poros :

## 1)  Kekuatan Poros
Suatu  poros  transmisi  dapat  mengalami  beban puntir,  lentur  atau  gabungan  antara  puntir  dan lentur.  Juga  ada  proses  mendapat  beban  tarik atau  tekan  seperti  poros  mesin  pengayak pasir.Jadi  sebuah  poros  harus  direncanakan hingga cukup kuat untuk menahan beban-beban tersebut.
2) Kekakuan Poros
Meskipun  sebuah  poros  mempunyai  kekuatan yang  cukup  tinggi  tetapi  jika  lanturan  atau defleksi puntirannya terlalu besar akan mengakibatkan getaran dan suara. Karena itu di samping  kekuatan  poros,  kekuatan  juga  harus diperhatikan  dan  disesuaikan  dengan  macam- macam  mesin  yang  akan  melayani  proses tersebut.

## 2)  Putaran kritis
Bila  kecepatan  putar  suatu  mesin  dinaikan, maka  pada  harga  putaran  tertentu  dapat  terjadi getaran  yang  luar  biasa  besarnya.Putaran  ini dinamakan putaran kritis. Hal semacam ini dapat terjadi pada turbin, motor torak, motor listrik yang dapat mengakibatkan kerusakan pada poros dan bagian-bagian  lainnya.    Jika  memungkinkan, maka  poros  harus  direncanakan  sedemikian rupa,  sehingga  kerjanya  menjadi  lebih  rendah daripada putaran kritisnya.

## 3)  Korosi
Penggunaan  poros  pada  mesin  pengayak  pasir harus  memilih  bahan-bahan  yang  tahan  korosi (termasuk  plastik),  karena  akan  terjadi  kontak langsung dengan fluida yang bersifat korosif. Hal tersebut  juga  berlaku  untuk  poros-poros  yang terancam  kavitasi  dan  poros  pada  mesin-mesin yang  berhenti  lama.  Usaha  perlindungan  dari korosi  dapat  pula  dilakukan  akan  tetapi  sampai batas-batas tertentu saja.
4)  Material Poros
Secara umum untuk poros dengan diameter 3–3 ½  inc,  dipergunakan  bahan  yang  dibuat  dengan “ Cold-Drawn”,  “Carbon  Stell  Round-Bars ”  dan bila  yang  dibutuhkan  untuk  mampu  menahan kekerasan,  beban  kejut,  dan  tegangan  yang besar.  Maka  dipakai  bahan  “ Alloy  Steel  Bars ”, yang  dapat  dilihat  dari  tabel-tabel  bahan, misalnya,  ASME  :  1347;3140;4150;4340;  5145; 8650;  yang  biasa  dikenal  sebagai  bahan komersial.  Sedangkan  untuk  poros  dengan diameter  diatas  3  ½  inc,  dipakai  bahan  “ Hot Roked  Carbon  Steel ”  (kira-kira  bahan  dengan 0,45 % karbon).
Perencanaan  poros  harus  menggunakan perhitungan sesuai dengan yang telah ditetapkan.Perhitungan  tersebut  antara  lain mengenai;  daya  rencana,  tegangan  geser,  dan tegangan  geser  maksimum.Berikut  ini  adalah perhitungan dalam perencanaan poros:
1)  Daya rencana Jika P adalahdaya  yang dikeluarkan oleh motor penggerak,  maka  bermacam  faktor  keamanan dapat digunakan pada perencanaan dan koreksi pertama  dapat  diambil  kecil.  Jika  faktor  koreksi adalah fc maka  daya  rencana    f d (kw)  sebagai patokan adalah :
P d = f c . P (kw)……………………………(2.1) Dimana : P d = Daya rencana (kw) f c = Faktor koreksi daya P   = Daya yang ditransmisikan  (kw)
Tabel  2.1.  Faktor  –  faktor  Koreksi  Daya  Yang Akan Ditransmisikan, f c Daya yang akan ditrasmisikan f c
Daya rata-rata yang diperlukan Daya maksimum yang diperlukan Daya nominal 1.2 – 2.0 0.8 – 1.2 1.0 – 1.5 2)  Moment rencana
Untuk  menghitung  momen  rencana  digunakan persamaan  :
Pd =

## /

## Sehingga
9,74  10 (kg/mm) ……………….(2.2)
Dimana :
P d = Daya Rencana (kw) n 1 = Putaran Poros (rpm)
3)  Tegangan geser Bila  momen  rencana  T  (kg/mm)  dibebankan pada  suatu  diameter  poros  d s (mm),  maka tegangan geser τ (kg/mm²) yang terjadi adalah :
= ³ / ,
³ …………………………….(2.3)
4)  Tegangan geser yang di ijinkan Untuk menghitung tegangan geser yang diijinkan digunakan persamaan  sebagai berikut:
a = ! "! …………………………………..(2.4)
Dimana:
# = Bahan yang di gunakan (kg/mm 2 )
Sf 1 =  faktor  keamanan  diambil,  karena  bahan yang   digunakan merupakan  baja karbon. Sf 2 =  faktor  keamanan  diambil,  karena  akan terjadi kosentrasi tegangan yang cukup besar.

## 5)  Perhitungan diameter poros (ds)
Untuk menghitung diameter poros yang menerima  beban  lentur  dan  beban  puntir digunakan rumus sebagai berikut  :
ds = $ , % &# . () .   * /+ ……………………...(2.5)
Dimana : ds = diameter poros (mm) a  = Tengangan geser yang diizinkan (kg/mm²) Kt = Faktor koreksi tumbukan Cb = Faktor lenturan T    = Momen puntir (torsi), (kg/mm).

## Tabel 2.2. Diameter poros

## B.  Pasak
Pasak  adalah  suatu  elemen  mesin  yang dipakai  untuk  menetapkan  bagian-bagian  mesin seperti  ;  roda  gigi,  sprokket,  puli,  kopling,  dan lain-lain,  pada  poros.  Pada  poros  momen  yang ditimbulkan  diteruskan  oleh  pasak  dari  poros  ke naf atau sebaliknya.
Gambar 2.7.Ukuran pasak dan alur Pasak
Kekuatan  pasak  dapat  ditinjau  terhadap  gaya tangensial  pasak,  tegangan  geser  pasak  yang diijinkan dan tekanan bidang permukaan pasak. 1)  Gaya tangensial pasak ( F )
Besarnya  gaya  tangensial  pasak  dihitung berdasarkan  daya  dan  putaran  yang  diteruskan oleh  poros,  sehingga  besarnya  gaya  gesek dapat diperoleh dari  persamaan sebagai berikut:
F = ,/ ………………………………………..(2.6)
Dimana : F  = Gaya tangensial pasak (kg) T = Momen puntir (kg/mm) D = Diameter poros (mm)

## 2) Tegangan  geser
Karena    gaya  geser  yang  bekerja  pada penampang  mendatar b  x  l (mm²)  oleh  gaya  F (kg)  dengan  demikian  tegangan  geser  τ k (kg/mm²) yang ditimbulkan adalah:
k = - ."/ … … … … … … … … … … … … … … … … …. (2.7) Dimana :
k =  Tegangan geser (kg/mm 2 ) b  =  Lebar pasak (mm²) 3) Tegangan geser yang diijinkan Dari  tegangan  geser  yang  dijinkan  τ ka ((kg/mm²) panjang  pasak l 1 (mm)  yang  diperlukan  dapat diperoleh :
k a = - ."/ ……………………………………(2.8)
Dimana:
k a = Tegangan geser yang diijinkan((kg/mm²) l 1 = Panjang pasak (mm) Harga ka adalah  harga  yang  diperoleh dengan membagi kekuatan tarikσt dengan faktor keamanan Sf k1 x  Sf k2 .  Harga Sf k1 umumnya diambil 6 dan Sf k2 dipilih antara 1-1,5 jika beban dikenakan  secara  perlahan-lahan,  dan  antara 1,5-3  jika  dikenakan  dengan  tumbukan  ringan, dan  antara  2-5  jika  dikenakan  secara  tiba-tiba dengan tumbukan berat.
4) Tekanan Bidang Permukaan Pasak Besar  tekanan  bidang  sisi  pasak  dapat  dihitung dengan persamaan :
P = - /   % %1 ………………………………..(2.9)
Dimana :
p = Tekanan bidang permukaan pasak(kg/mm²) t1 = Tinggi pasak atas  (mm) t2 = Tingigi pasak bagian bawah  (mm) 5) Panjang Pasak Dari  harga  tekanan  permukaan  yang dijinkan  adalah  P a (kg),  Panjang  pasak  yang diperlukan dapat dihitung :
P a ≥= -
/   % %1 …………………………….(2.10)
Dimana  harga  P a sebesar  8  (kg/mm²)  untuk poros  diameter  kecil  dan  10  (kg/mm²)  untuk poros diameter besar. Lebar pasak antara 25–35 (%)    dari  diameter  poros,  dan  panjang  pasak antara    0,75  sampai  1,5  dari  diameter  poros. Beban yang ditimbulkan oleh gaya F yang besar hendaknya diatasi dengan menyesuaikan panjang pasak.

## C.  Bantalan
Bantalan  adalah  elemen  mesin  yang menumpuh  poros  berbeban,  sehingga  putaran atau  gerakan  bolak-baliknya  dapat  bergerak secara  halus,  aman  dan  panjang  umur.Bantalan harus  cukup  kokoh  sehingga  memungkinkan poros  elemen  mesin  lainnya  bekerja  dengan baik.

## 1. Menganalisa Bantalan Gelinding
Pada  bantalan  terjadi  gesekan  gelinding antara  bagian  yang  berputar  dengan  bagian yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (  peluru),  fungsi  dari  bantalan  gelinding  adalah untuk  mendukung  beban  yang  digerakannya menggelinding, akan mengurangi gesekan kalau peluru tidak dipisahkan oleh alat pemisah, maka peluru  tersebut  akan  bersentuhan  dan  akan menimbulkan  suatu  gesekan  yang  besar.  Alat pemisah  ini  juga  untuk  memastikan  agar  setiap waktu  jumlah  peluru  yang  sama  berada  pada daerah penerima.
Gambar 2.8.Komponen bantalan gelinding
2. Menghitung beban untuk bantalan Gelinding
Pr = XVFr + YFa ( Bantalan Radial )……(2.11) Dimana :
Fr  = Bantalan yang  membawa beban radial (kg) Fa = Bantalan yang membawa beban aksial  (kg) Tabel 2.3  Faktor –faktor V, X, Y, dan Xo, Yo.
Jika baik beban radial maupun aksial bekerja pada  sebuah  bantalan,  beban  ekivalennya adalah  beban  radial  konstan  yang  akan menghasilkan  tingkat  umur  yang  sama  untuk bantalan  yang  berbeban  kombinasi  dapat ditentukan dengan persamaan berikut : P = VXR + YT ………………………………(2.12) Dimana : P  = Beban ekivalen. V  = Faktor putaran R = Beban radial yang berlaku T = Beban aksial X = Faktor radial Y = Faktor aksial.
Tabel 2.4. Faktor radial dan  aksial untuk
baris tunggal e
T/Co
Y e T/Co Y 0,19 0,22 0,26 0,28 0,30 0,014 0,028 0,056 0,084 0,110 2,30 1,99 1,71 1,55 1,45 0,34 0,38 0,42 0,44 0,170 0,280 0,420 0,560 1,31 1,15 1,04 1,00
Perhatikan  baik  e  maupun  Y  tergantung  pada rasio  T/Co  adalah  tingkat  beban  statis  untuk suatu bantalan.

## 3. Menghitung Umur Nominal Umur rancangan
Umur  rancangan  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan:
Ld =  (C / P d ) 3 (10) 6 ………………………..(2.13) Dimana: Ld = Umur rancangan (jam) C  = Kapasitas nominal dinamis (kg) Pd =Beban rancangan (kg)
Umur rancanagan
ditentukan oleh
perancang    yakni  dengan  mempertimbangkan aplikasinya.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 PENDEKATAN FUNGSIONAL
Mesin  potong  besi  plat  ini  merupakan  alat yang  sangat  berguna  bagi  masyarakat  yang terjun  diusaha  industri  manufaktur  kecil  dan menengah.  Dimana  untuk  memotong  besi menjadi ukuran yang diinginkan dengan penggerak  utama  motor  motor  servo  dan  power window  sebagai  tenaga  penggerak    yang memiliki  satu  piringan  mata  gurinda  potong untuk  memotong  besi,  sehingga menghasilkan produksi yang lebih cepat di bandingkan dengan memotong dengan gergaji manual.

## 3.1. PENDEKATAN STRUKTURAL
3.2.1 Alat dan Bahan yang di gunakan

## A.  Alat
Jangka sorang Digunakan untuk mengukur diameter.
Meteran Digunakan untuk mengukur panjang dan lebar bahan Stopwatch Digunakan untuk menghitung waktu Timbangan Digunakan untuk mengukur berat bahan Turboscob
Digunakan untuk mengukur kecepatan putaran.

## B.  Bahan  yang digunakan :
Besi plat.

## 3.2.2 Kriteria Pembuatan
Mesin  pemotong  besi  plat  dengan  motor servo  dan  power  window  sebagai  pengerak didasari  oleh      beberapa  pertimbangan- pertimbangan tertentu. Mesin pemotong besi plat ini harus memiliki kriteria seperti :
Kapasitas pemotongan
Penggerak yang digunakan adalah motor servo dan power window
Penggunaannya  harus  mudah  sehingga tidak  memerlukan pengetahuan khusus.
Harga  yang  murah  dan  terjangkau  oleh kalangan  industri kecil.
Komponen standar yang digunakan mudah di dapat.
Komponen yang dirancang mudah dibuat. Mudah dalam pemeliharan dan perawatan.
3.2.3.  Prototype Mesin
Gambar 3.1 Prototype Mesin Pemotong Besi Plat

## 3.2.4  Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.2. Bagan Alur Penelitian
4 PEMBAHASAN
4.1   ANALISA DATA
4.1.1  Programing
Tahap  ini  merupakan  tahap  pembuatan program yang akan menentukan jalannya mesin. Pemrograman  adalah  proses  menulis,  menguji, dan  memperbaiki  serta  memelihara  kode  yang membangun sebuah program komputer. Kode ini ditulis  dalam  berbagai  bahasa  pemrograman.
Tujuannya adalah agar program dapat melakukan  suatu  perhitungan  atau  pekerjaan sesuai  dengan  keinginan  sipemrogram.  untuk motor  servo  program    yang  digunakan  adalah Program (AVR-C)
Gambar 4.1 Program Motor servo

## 4.1.2 Relay sebagai pengendali
Dalam  pembuatan  mesin  pemotong  besi plat ini relay berfungsi untuk implementasi logika kontrol  dalam  suatu  sistem.  Sebagai  “bahasa pemrograman”  digunakan  konfigurasi yang disebut ladder  diagram atau relay  ladder  logic . Berikut  ini  beberapa  petunjuk  tentang relay ladder logic ( ladder diagram ) :
• Diagram wiring yang  khusus  digunakan sebagai bahasa pemrograman untuk rangkaian kontrol relay dan switching .
• LD  Tidak  menunjukkan  rangkaian  hardware, tapi alur berpikir.
Tidak Sesuai Start Studi Pustaka Persiapan Penelitian Pembuatan alati Pengambilan data End Hasil Analisa/Pembahasan Kesimpulan Sesuai Tidak Sesuai
• LD Bekerja berdasar aliran logika, bukan aliran tegangan/arus.
Input device Relay (Logic)      Output Device
Gambar 4.2 Sistem kontrol berbasis relay
Dari  gambar  di  atas  nampak  bahwa  sistem kendali dengan relay ini mempunyai input device (sensor,  switch)  dan output  device (motor). Dalam  rangkaian  logikanya,  masing-masing input,  output,  dan  semua  komponen  yang dipakai  mengikuti  standard  khusus  yang  unik dan telah ditetapkan secara internasional.

## 4.2   PERHITUNGAN

## 4.2.1  Perhitungan  Diameter    Poros  dengan
Beban punter
Diketahui,  bahan  poros  yang  digunakan adalah  S30C  dengan  kekuatan  tarik  σ t =48 (kg/mm 2 ),  Poros  diputar  dengan  menggunakan motor penggerak 1 (HP), dimana putarannya n 1 2880 (rpm), Faktor koreksi fc = 1,2 karena terjadi sedikit kejutan atau getaran.
1.  Daya rencana:
Pd = f c . P (Kw) =  1,2 . 0,745 (Kw)
=  0,894 Kw
2)  Momen rencana (T)
T =  9,74 x 10 x
T =  9,74 x 10 x ,234 22 =  302,3 (kg/mm)
3)  Tegangan geser
τ = ³ / , ³ = , .+,+
³ =  0,456  (kg/mm 2 )
4)  Bahan poros S30C dengan kekuatan tarik σ t = 48 (kg/mm 2 ) Sf 1 =  6,  faktor  keamanan  diambil,  karena bahan  yang  digunakan      merupakan  baja karbon.
Sf 2 =  3,  faktor  keamanan  diambil,  karena akan  terjadi  kosentrasi        tegangan        yang cukup besar pada poros..
Tegangan geser yang diizinkan:
τ a = τ 6 ! " ! = 42 "  + = 2,7 (kg /mm ²) 5)    Diameter poros : ds = $ , % &# . () .   * /+
ds = $ , ,8 3.0 . 2,0 .  302,3 * /+
Maka diameter poros ds  adalah = 15 mm
4.2.2 Pasak
1.  Gaya tangensial pasak ( F )
F  < +,+
= > = 40,30 kg
2)  Jika  bahan  pasak  S45C,  maka τ t (58
kg/mm), Sf k1 = 6, Sf k2 = 3 sehingga Sf k1 x Sf k2 =  6 x 3  = 18
3)  Tegangan  geser  yang  diijinkanτ ka =  58/18
=3,2(kg/mm 2 )
Tekananpermukaan  yang  diijinkan( Pa )  = 8 ?@/AA
Untuk  harga  tekanan  permukaan  yang diijinkan  (  Pa)  =  8 ?/AA , karena    poros yang digunakan berukuran kecil.
τ ka = - B.C = 4,+ D C ≤  3,9                        l 1 ≥ 10,25
P  = 4,+ C D ,+ ≤  8,0                       l 2 ≥  2,2 4)   Bila l = antara (0,75 – 1,5 x ds l = 1,0 x 15
l =11,25  mm
p
E F 6 G6GH I (kg/mm²)
Maka :
P = 4,+ , J ,+ = 1,55 ?@/AA
Pa ≥ P 8 ?@/AA ≥ 1,55 ?@/AA ( baik )
5)   Panjang Pasak l k = 12,45

## 4.2.3 Perhitungan  Bantalan
Menghitung Beban Untuk Bantalan
a r r YF F XV P + ′ =
Karena beban putar terjadi pada cincin luar maka  V  =  1,2  bantalan  memiliki  baris tunggal  maka  X  =  0,56,  Y  =  1,45.  dan karena  kondisi  F r ≤  0,44  maka  F r =  0,44 (kg), diambil  F a = 0,11
P r = 0,56 . 1,2 . 0,44 + 1,45 . 0, 11
= 0,455 kg
Beban ekivalen dengan beban Radial dan Aksial

## P = VXR + YT
Karena  bantalan  memiliki  baris  tunggal maka    X  =  0,56,  Y  =  1,71,  sehingga bebannya adalah : P = (1,2).(0,56).(0,455) + (1,71).(0,56) P =  0,30576 + 0,9576 P =  1,263  Kg
Umur rancangan Karena  kapasitas  nominal  dinamis  spesifik dari  bantalan  yang  digunakan  pada perencanaan  (6205)  adalah    C  =  1100  , dan dari beban yang didapat P r atau  Pd = 0,455 (kg), maka Ld =  (C / P d ) 3 (10) 6
= (1100/0,455) 3 x (10) 6 =  1,167773176x10 10 Maka  umur  nominal  yang  didapat  untuk sebuah bantalan bola adalah
1,167773176x10 10 (Jam  Oprasional),  Oleh karena  itu  Bantalan  ini  aman  untuk dipergunakan dalam perancangan ini.

## 4.3  PENGAMBILAN DATA
4.3.1    Pengujian kapasitas produksi
Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mencari kapasitas  produksi  dari  mesin  pemotong  plat. Selengkapnya dapat di lihat pada tabel 4.1
Tabel 4.1. Jenis plat dan waktu
No. Jenis  Plat Waktu ( Detik ) 1 Besi siku 5x5 56:19 2 Besi siku 3x3 34:48 3 Besi strip 3x3 22:16 Jumlah Rata-rata 1:12:83

## 4.3.2    Tabel Data Pengamatan
Tabel 4.2 Pengambilan data Tanpa Beban No Yang Diukur Diameter Putara n rpm Luar (mm) Dalam (mm) 1 Puli I (motor) 123,2 24 2880 2 Puli II 99,3 25,5 2300 Tabel 4.3  Pengambilan Data dengan beban pada semua plat Uji coba Jenis Plat Berat plat Waktu ( Detik ) Putaran Puli I Putaran Puli II I (5x5) Siku 0,2 Kg 56:19 2000 2035 II (3x3) Siku 0,1 Kg 34:48 2000 2050 III (3x3) Strip 0,05 Kg 22:16 2000 2050
Gambar.  4.3  Grafik  Perbandingan  Beban  dan Waktu
Dari pengambilan data pada pada tabel 4.3 dan gambar  4.4  dapat  di  analisa  bahwa  semakin banyak  plat  yang  dipotong  maka  semakin  lama waktu  yang  dibutuhkan.  Dimana  untuk  beban 0,05  kg    waktu  rata-ratanya  22:16  untuk  beban 0,1  kg    waktu  rata-ratanya  34:48,  dan  untuk beban  0,2 kg waktu rata-ratanya 56:19 Setelah melakukan percobaan maka diperoleh kapasitas produksi :
Kapasitas  produksi  = K1L/%M N% %ON% % .P.%  Q/% R1L/%M N% %ON% % S%T 1 x 3600 ( kg/jam)
Q    = ,+ 2+ 3600 = 0,1116724   kg/jam

## 5.  Kesimpulan
Dari  hasil  rancangan  dan  analisa  yang  telah dilakukan,  maka  didapat  kesimpulan  sebagai berikut :
1.  Relay dalam  dunia  industri  berfungsi  untuk implementasi  logika  kontrol  dalam  suatu sistem.  Sebagai  “bahasa  pemrograman” digunakan  konfigurasi  yang  disebut ladder diagram atau relay ladder logic .
2.  Dari  pengujian  yang  dilakukan  dengan menghitung  poros,  pasak  dan  bantalan  dan sabuk,  maka  mesin  pemotong  besi  plat  ini mampu bekerja dengan baik.
3.  Diameter poros (ds)  = 15 mm, Bahan poros S30C  dengan  kekuatan  tarik  σ t =  48 (kg/mm 2 ).
0:00:00 12:00:00 24:00:00 36:00:00 48:00:00 60:00:00 0,2 Kg (5x5) Siku 0,1 Kg (3x3) Siku 0,05 Kg (3x3) Strip 0 0.02 0.04 0.06 Jumlah Rata-rata Jumlah Rata-rata
4.  Beban  Untuk  Bantalan  =  0,455  kg,  Beban Aksial  Ekivalen=    1,263    Kg,  umur  nominal yang  didapat  untuk  bantalan  ini  adalah  =
1,167773176x10 10 (Jam Oprasional).

## DAFTAR PUSTAKA
G.  Nieman,  H.Winter  ,  (1992), “Elemen  Mesin”, edisi kedua, Penerbit Erlangga, Jakarta. Power  Window  Spesification, China  Leader
Industri Co.,Ltd . http://
power window.chinese-supplier.com Robert  L  Mott  (2004),  “ Elemen-elemen  mesin dalam perancanmgan mekanis ”, Andi Yogjakarta. Sularso,  Kiyokatsu  suga,  (2004),  “ Dasar-  dasar perencanaan  dan  pemilihan  elemen  mesin”, Cetakan  kesebelas.  P.T.  Pradnya  paramita, Jakarta. http://www.ElectricMotors.com