E-ISSN: 2615-3866
Industri Inovatif - Jurnal Teknik Industri ITN Malang, September 2019 Perancangan Mesin Rol | Peniel | Heksa
PERANCANGAN MESIN ROL PLAT DENGAN METODE COLD ROLLING SKALA HOME INDUSTRY
Peniel I. Gultom 1 , J.R. Heksa Galuh W. 2
1 Jurusan Teknik Mesin DIII, FTI, ITN Malang
2 Jurusan Teknik Industri, FTI, ITN Malang peniel_immanuel@yahoo.com
Abstraksi.  Salah satu proses penting dalam manufaktur adalah proses pengerolan. Proses ini banyak digunakan dalam industri besar maupun kecil. Pada Usaha Kecil Menengah (UKM) bidang pembentukan logam (plat) salah satu  permasalahan  yang  sering  terjadi  adalah  proses  pelengkungan  plat  besi.  Peralatan  yang  digunakan  kurang maksimal dan mesin roll plat yang beredar di pasaran relatif mahal dan besar.
Dimensi ideal mesin roll plat untuk skala UKM dengan menggunakan metode pengerolan dingin (cold rolling) merupakan  fokus  utama  dalam  peelitian  ini.  Metode  pengerolan  dingin  merupakan  metode  yang  cukup  efisien dan efektif yang bertujuan untuk menekan biaya produksi.
Spesifikasi  rancang  bangun  mesin  roll  plat  dengan  metode  cold  rolling  dengan  untuk  UKM  sebagai  hasil penelitian ini adalah motor listrik yang memiliki daya 0,367 kW dan putaran 1400 rpm, transmisi sabuk-V yang digunakan  Tipe  B,  nomor  sabuk  37,  panjang  keliling  sabuk  940  mm,  jumlah  satu  buah  dan  rantai  rol  yang digunakan nomor rantai 50, rangkaian tunggal, 56 mata rantai, pitch = 15,875 mm. Putaran rol penekan adalah 7 rpm.
Kata kunci: roll plat, cold rolling, rancang bangun

## PENDAHULUAN
Proses  rol  plat  adalah  salah  satu  proses manufaktur yang penting dan banyak digunakan dalam  industri  besar,  kecil  dan  bahkan  mikro. Masukan  material  dan  pengaturan  parameter mesin  roll  mempengaruhi  efisiensi  proses  dan kualitas hasil. Persaingan di industri manufaktur  menuntut  produk  dengan  kualitas tinggi dan produktivitas tinggi juga. Harga yang kompetitif  dapat  dicapai  dengan  meningkatkan laju  pengerjaan  material  saat  memproduksi suatu  produk  tertentu  agar  produk  yang dihasilkan memiliki daya saing yang tinggi.
Parameter  pengerolan  plat  seperti  kecepatan pengerolan dan kedalaman pengerolan menentukan  besarnya  diameter  produk  dari proses  rol.  Penentuan  kedalaman  pengerolan secara  berlebihan  justru  akan  menurunkan produktivitas karena adanya suatu produk yang harus  dikerjakan  ulang  ( reworked) bahkan diganti karena terjadinya cacat pada permukaan hasil pengerolan.
Proses  rol  tabung, cone dan  pipa lainnya  yang dalam  proses  pengerjaannya  membutuhkan mesin  rol  dimana sangat  sulit  dilakukan dilakukan secara manual karena pada umumnya benda kerja tersebut memiliki tingkat kekakuan yang rendah.
Penelitian  ini  khususnya  akan  ditekankan  pada proses rol dengan benda kerja plat besi. Hal ini disebabkan  pada  kenyataan  dilapangan  proses pengerolan  plat  besi  secara  manual  merupakan proses rol yang paling sulit untuk mendapatkan hasil  yang  presisi.  Melihat  kondisi  tersebut  di atas  maka  permasalahan  yang  timbul  adalah bagaimana  merancang  mesin  rol  plat  pada proses pengerolan dengan benda kerja plat besi.
Murdiyanto  dan  Redationo  (2015)  melakukan penelitian  tentang  rancang  bangun  alat roll press untuk  mengolah  batang  tanaman  rumput payung  menjadi  serat  bahan  baku  komposit. Penelitian  ini  menghasilkan  alat  rol  dengan  2 rol  yaitu  1  rol  penggerak  dan  1  rol  penekan tanpa menggunakan reducer gear box .
Kurniawan (2015) melakukan penelitian tentang  perancangan alat roll plat untuk UKM pembuat  alat  rumah  tangga  di  desa  Ngernak Kabupaten  Klaten.  Penelitian  ini  menghasilkan alat  rol  plat  manual  ukuran  sedang  dengan panjang 628 mm, lebar 485 mm dan tinggi 824 mm.

## METODE PENELITIAN
Gambar 1.  Diagram Alir Penelitian
Langkah-langkah  atau  tahapan  penelitian  yang digunakan adalah sebagai berikut:
1.  Survey  lapangan,  untuk  mengamati  proses pengerolan  plat  dengan  metode cold  rolling yang digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam memodifikasinya.
2.  Studi  literatur,  tujuannya  adalah  untuk menemukan gap  research dari  penelitian sejenis  sebelumnya.  Sumber  bacaan  dapat berupa buku tesis, jurnal dan buku teks.
3. Rumusan  masalah,  merupakan  hal  yang penting pada proses mendesain dan membuat mesin rol plat.
4. Perancangan  alat,    setelah  disusun  rumusan masalah  dimulailah  perancangan  alat  yang dapat mengatasi masalah.
5. Pembuatan prototype ,  dilakukan  sebagai perwujudan dari perancangan alat .
6. Evaluasi prototype ,  dilakukan  evaluasi  alat dengan  cara  mengoperasikan  alat  tersebut menggunakan  bahan  baku  yang  digunakan UKM.  Apabila  ditemukan  kekurangan dalam  alat  tersebut  dapat  segera  diperbaiki hingga  sesuai  dengan  spesifikasi  yang diinginkan.
7. Kesimpulan dan Saran

## HASIL DAN PEMBAHASAN
1.  Perencanaan Motor Penggerak
-    daya motor  penggerak  (P) = ½ HP
= 0,367 kW
-    putaran motor penggerak (n ₁ ) = 1400 rpm -   putaran puli pada  gear box (n ₂ )
= n2 = n1
= 1400
= 350 rpm
Jadi  putaran  puli  pada  gear  box  (n2) adalah 350 rpm 2   Pemilihan Sabuk  V- belt  dan  Puli a.  Daya rencana ( Pd ) Pd = fc = 1,4 = 0,514 kW Dimana fc = Faktor koreksi ( 1,4 ) di
peroleh dari tabel faktor koreksi
b. Momen rencana ( T )
T ₁ = 9,74 = 9,74 = 357,6 kg.mm T ₂ = 9,74 kg.mm = 9,74 = 1.430,39 kg.mm Pembuatan Prototype Selesai Evaluasi Prototype Kesimpulan dan saran Mulai Identifikasi masalah Rumusan masalah Studi pustaka dan lapangan Perancangan Alat
c. Perhitungan diameter poros sƒ ₁ = 6 sƒ ₂ = 2 (dengan alur pasak) = σB = 58 kg/mm²
=
= 4,83 kg /mm²
ds ₁ = = =  10,42 mm ds ₂ =
=
= 16,55 mm
d. Diameter puli d1   = 50 mm (puli penggerak) d2   = 200 mm (puli yang digerakkan) e. Kecepatan linier sabuk V-belt
V   =
=
=  3,663  m/s                (3,663  m/s  < kecepatan maksimal = 30 m/s, baik ) f. Panjang sabuk Jarak sumbu poros, C = 260 mm
L   = 2.C +  ( dp + Dp) + ( Dp - dp)² = 2 x 260 + (50 + 200) + ( 200 -
50 )²
= 520 + 392,5+ 21,63
= 934,13 mm
L   ≈ 940 mm
Jadi  nomor  sabuk    =  37  dengan  penampang sabuk V tipe B g. Sudut kontak   ( )
= 180  -
=180  -
=180  - 32,88° = 147,12 K θ =  0,92  (nomor  sabuk  =  37,  panjang keliling sabuk = 940 mm)
h. Sabuk yang digunakan:
Tipe B, Nomor sabuk 37, Panjang keliling sabuk 940 mm, jumlah satu buah.

## 3. Perencanaan Sproket dan Rantai
sproket 2 (n4) sproket
3(n5)
sproket 1(n3)
a. Menentukan Jarak Bagi Rantai Ukuran sprocket yang digunakan : Jumlah gigi : Z3 = Z4 =Z5 = 15 Diameter sprocket : D3 = D4 = D5 = 84 mm
Pitch ( p ) = 15,875 mm
4.  Menentukan Putaran Sprocket Penggerak dan Yang Digerakkan a.  Putaran sprocket pada gear box (n3)
Perbandingan putaran gear box :
=
n3   =  n2 = 350 .
= 7 rpm Jadi  putaran  sproket  pada  gear  box  (n3) adalah 7  rpm
b. Putaran sproket pada rol 1 (n4)
Gambar 2. Transmisi Rantai
Dimana  :  jumlah  gigi  sprocket  pada  gear box, Z3 = 15
Jumlah gigi sprocket pada rol 1, Z4 = 15
= n4 = n3
= 7 .
= 7 rpm
Jadi putaran sproket pada rol 1 (n4) adalah 7 rpm c. Putaran sproket pada rol 3 (n5) Dimana  :  jumlah  gigi  sprocket  pada  rol  3, Z5 = 15
= n5 = n4
= 7 . = 7 rpm
Jadi putaran sproket pada rol 3 (n5) adalah 7
rpm

## 5. Menentukan Panjang Rantai
Dimana : Z 1 = 15 buah Z 2 = 15 buah
Z3 = 15 buah C1 = 251,89 mm C2 =117 mm C3 = 251,89 mm L + Cp 1 + Cp 2 + Cp 3
=
+ = 15 + 39,11 = 54,11 ≈ 56
Jadi panjang rantai 56 mata rantai

## 6. Menentukan Kecepatan Linier Rantai
Dimana : p = 15,875 mm
z 3 = 15 buah
n3 = 7 rpm
Sehingga kecepatan rantainya adalah :
v = =
= 0,0278 m/dt. 0,03 m/ dt
Jadi kecepatan linier rantai 0,03 m/dt

## 7. Menentukan Beban Pada Rantai
Dimana :  P d = fc x P = 1,4 x 0,367 Kw =  0,514 kW v   = 0,03 m/dt Sehingga beban pada rantai adalah :
F
F  =
= 1747,6 kg Beban  yang  bekerja  pada  rantai  sebesar 1747,6 kg Nomor rantai 50, rangkaian tunggal, 56 mata rantai, pitch = 15,875 mm Jumlah gigi sprocket, Z3 = Z4 = Z5 = 15 Diameter poros : sprocket 1 = 17 mm sprocket 2 = sprocket 3 = 28 mm
Gambar 3. Perhitungan Panjang Keliling Rantai

## 8. Pembuatan Prototype
Pembuatan prototype dilakukan  sebagai perwujudan dari perancangan alat.
Transmisi  mesin  roll  plat  yang  di kembangkan  adalah  dengan  menggunakan teknologi gear  box dan  poros  pengggerak  plat menggunakan bantuan motor listrik.
Keterangan : 1. Roll 1. 6. Sproket. 2.  Roll 2. 7. Puli 3.  Roll 3. 8. V- belt 4.  Batang Penekan 9. Rantai 5.  Motor Listrik 10. Besi Rangka Gambar 4. Perencanaan Mesin Rol Plat 9. Uji Pengerolan Prototype telah  selesai  dikerjakan  segera dilakukan evaluasi alat dengan cara mengoperasikan  alat  tersebut  menggunakan bahan baku yang digunakan UKM.
Hasil  uji  coba  mesin  rol  plat  ini  dapat dilihat pada gambar 5 dan gambar 6 berikut ini.
Gambar 5. Hasil rol plat tebal 1 mm
Gambar 6. Hasil rol plat tebal 2 mm

## KESIMPULAN
Berdasarkan  pada  hasil  analisis  dan pembahasan  pada  bab  sebelumnya,  dapat disimpulkan  beberapa  hal  berkaitan  dengan rancang  bangun  mesin  rol  plat  dengan  metode cold  rolling untuk  skala home  industry sebagai berikut:
1.   Motor  listrik  yang  digunakan  untuk  mesin rol  plat  memiliki  daya  0,367  kW  dan putaran 1400 rpm.
2.   Transmisi  sabuk-V  yang  digunakan  Tipe B,  Nomor  sabuk  37,  panjang  keliling sabuk 940 mm, jumlah satu buah.
3. Rantai  rol  yang  digunakan  nomor  rantai 50,  rangkaian  tunggal,  56  mata  rantai, pitch = 15,875 mm.
4.   Putaran rol penekan adalah 7 rpm.
5. Diameter  hasil  rol  plat  terkecil  adalah  15 cm  dengan  panjang  plat  50  cm  dan  tebal plat 2 mm

## DAFTAR PUSTAKA
Deutschman, Aaron D. 1975. Machine Design: Theory and Practice , Macmillan Publishing Co., New York. Kalpakjian,  S.  dan  Schmid,  S.  R.  (2001), Manufacturing Engineering and Technology ,  4 th edition,  Prentice  Hall, New York Khurmi R. S. & Gupta J. K. 1982. A Text Book
Of  Machine  Design ,  Eurasia  Publishing House (Pvt) LTD, New Delhi. Kurniawan,  Y.  2015.  “Perancangan  Alat  Roll Plat  Untuk  UKM  Pembuat  Alat  Rumah
Tangga  Di  Desa  Ngernak  Kabupaten Klaten”, Prosiding  Seminar  Nasional dan Teknologi , Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta,
Jakarta,  TM-013, hal 1–8. Murdiyanto,    D.  dan    Redationo,  N.  T.  2015.
Rancang  Bangun  Alat  Roll  Press  Untuk
Mengolah  Batang  Tanaman  Rumput Payung  (Cyperus  Alternifolius)  Menjadi
Serat  Bahan  Baku  Komposit .  Jurnal Rekayasa  Mesin.  Volume  6,  No.  2,  hal 111-118. Sularso  &  Suga  K.  2008. Dasar  Perencanaan Dan  Pemilihan  Elemen  Mesin ,  PT. Pradnya Paramita, Jakarta.