## PERANCANGAN ALAT PEMINDAH  BATERAI MENGGUNAKAN SISTEM PNEUMATIK UNTUK BEBAN MAKSIMAL 18 KG

## ABSTRAK
Final  line  merupakan  salah  satu  bagian  dari  proses  perakitan  yang  tidak mendapatkan  penambahan  peralatan  pendukung,  dimana  pada  line  ini terdapat  proses  pemasangan  baterai  yang  pengerjaanya  masih  dilakukan secara  manual.  Hal  tersebut  berbanding  terbalik  dengan  kebijakan perusahaan,  dimana  untuk  proses  pengangkatan  barang  yang  dilakukan secara  berulang-ulang  dengan  manual  tidak  boleh  lebih  dari  15  kg,  karena akan  berdampak  pada  kesehatan  dan  kualitas  secara  tidak  langsung,  Untuk itu  Peneliti  bermaksud  merancang  alat  penggangkut  yang  menggunakan sistem  pneumatik  untuk  gerak  translasinya  serta  penambahan  gear  dengan sistem  elektrik  untuk  gerak  rotasinya  Dengan  menggunakan  metode perhitungan  matematis.  Adapun  tujuan  akhirya  ialah  untuk  mengangkat  dan mengangkut  baterai  dengan  beban  maksimal  18  kg  agar  kesehatan  operator dan kualitas produknya tetap terjaga.
Kata Kunci : Alat pemindah baterai, sistem pneumatik, beban maksimal 18 kg

## 1. Pendahuluan
Baterai/accu merupakan komponen terpenting  dalam  sebuah  kendaraan  yaitu sebagai  sumber  tenaga  awal  penggerak mesin.  Baterai  yang  digunakan  ialah  jenis baterai  maintenance  free  12,40  volt  50-70 Ah  dengan  3  kategori,  yaitu  untuk  unit 1200  cc,  1300  cc  (diesel),  dan  1500  cc. Dengan  berat  yang  dimiliki  baterai  ini, dilihat  dari  segi  ergonomi  yang  telah ditetapkan  oleh  perusahaan  maka  tidak diperbolehkan untuk mengangkatnya dengan  manual  karena  memiliki  berat
sebesar  18  Kg.  Karena  itu  perancangan alat  pemindah  baterai  dibuat  agar  dapat meringankan  beban  kerja  dari  operator dimana alat ini berfungsi untuk mengangkat  dan  mengangkut  baterai  dari rak  penyimpanan  baterai  ke  tray  baterai yang berada di unit chevrolet. Beban yang diangkat  yaitu  beban  yang  paling  besar dari  ketiga  jenis  baterai  yang  akan diangkat  yang  terdapat  pada  baterai  untuk tipe  unit  1300  cc  (diesel)  dengan  berat  18 kg.

## 2.Metode Penelitian
Metode  yang  dilakukan  disini  adalah metode perhitungan kekuatan lengan robot terhadap  defleksi  beban  serta  penggunaan
motornya  dan  penggunaan  part-part  yang akan dirakit menjadi akselerator pemindah baterai. 3.Hasil Dan Pembahasan
a.Lengan pemindah baterai
o lengan  pemindah  baterai  memiliki panjang total 145 cm dengan penambahan
jarak  aman  sebesar  10  cm,  sedangkan beban  baterai  terbesar  terdapat  padda baterai untuk unit 1300 cc (diesel), karena itu  beban  ini  digunakan  sebagai  dasar
Fadwah Maghfurah 1
S.Rahardjo 2 Achmad Suprayogo 3 fmaghfurah@yahoo.com Soegiatmo.rahardjo@yahoo.co.id Ach.Supra@yahoo.com Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Jakarta
perhitungan mesin pemindah baterai yaitu sebesar  18  kg,  dimana  beban  rencananya adalah : P = 18 kg x 1,2 =21,6 kg
o Defleksi terhadap beban objek : 0,00098 cm
o Defleksi pada batang terhadap berat beban batang itu sendiri 0,003 cm
o Defleksi total lengan 0,00398 cm
o Defleksi  yang  diijinkan  0,375  cm (Tabel SNI 03-1729-2002)
o Daya Motor 0,19 HP
o Poros  dengan  beban  lentur  25  mm
o Diameter dalam ulir 5,025 mm
o Ulir  kasar  Simetri  M24  d1  =  20,752 mm
o Tegangan  geser  ulir  poros  ( ) 0,04216401 ≈ 0,042 kg/
o Tegangan  geser  ulir  pada  mur  ( ) tegangan geser ulir pada mur (τ_n)
o Jumlah gigi pada pinion 24 gigi
o Jarak bagi lingkaran  9,42 mm
o Tinggi  kepala  gigi/adendum  ( ), tinggi  kaki  gigi/dedendum  ( )  3,75 mm
o Tinggi gigi (h) 6,75 mm
o Ukuran  gear  yang  digerakkan  dengan
rasio gear adalah 3:1 terhadap pinion216 mm o Jumlah  gigi  ( )  = = =  72
gigi o momen  puntir  yang  diterima  =  3508,2 kg.cm
o Jari-jari jarak lubang baut, R = 7,4 cm, maka gaya P (kg) 474,08 kg
o Luas permukaan gear F ( ) 366,2496 cm 2
o puntir τ (kg/ ) 1,29 kg/
o bahan baut yang digunakan adalah baja ST40,  tegangan  puntir/geser  maksimal bahan baut (kg/ ) 800 kg/
o Baut  d=  17,7  mm  ≈  18  mm ( M18) sebanyak 4 buah
b.Menentukan silinder pneumatik o Digunakan dua buah silinder untuk dua gerak yaitu untuk gerak yang dilakukan  secara  horizontal  (maju- mundur)  dan  gerakan  secara  vertical
(naik-turun).  Untuk  silinder  horizontal beban  yang  akan  di  pindahkan  adalah sebesar 21,6 kg, jadi gaya yang bekerja adalah 211,896 N
o Tekanan  kerja  yang  diinginkan  adalah sebesar  5  kg/ ,  jadi  diameter silinder  pneumatic  yang  dibutuhkan adalah sebesar 26,23 mm
o Kebutuhan  udara  mampat =  8,54
⁄
o Kecapatan gerak piston a. langkah maju   10,62 ⁄ b. langkah mundur 13,61 ⁄
o Waktu yang dibutuhkan
a. langkah maju  5,08 detik
b. langkah mundur 3,97 detik
o diameter  silinder  pneumatic  yang dibutuhkan  sebesar D = 55,01373 mm ≈ 55,01 mm
o diameter piston yang dibutuhkan untuk mendorong baterai dengan berat 95 kg ialah sebesar 55,01  mm dan pemilihan ukuran  pada  catalog  adalah  sebesar  63 mm dengan stroke 450 mm.
o Kebutuhan udara mampat = 16,461
⁄
o Kecapatan gerak piston a. langkah maju 5,28 ⁄
b. langkah mundur 6,27 ⁄ o Waktu yang dibutuhkan
a. langkah maju 5,11 detik
b. langkah mundur 4,31 detik
o Menentukan  bantalan  gelinding  rol kerucut baris tunggal
Nomor bantalan = 30305 D (diameter luar bantalan) = 62 mm d (diameter dalam bantalan) = 25 mm T (tebal bantalan) = 18,25 mm C (kapasitas nominal dinamis spesifik)
= 3300 kg
Co  (kapasitas  nominal  statis)  =  2250 kg beban  ekivalen  dinamis  P  (kg)  untuk bantalan aksial  104,66 kg Kecepatan putaran yang dilakukan alat pemindah  baterai  adalah  5  rpm,  maka faktor  kecepatan  ( )  untuk  bantalan rol = 1,766
Faktor umur ( ) = 55,69 umur nominal ( ) untuk bantalan rol = 9994  tahun.  Pelumas  yang  terdapat  pada bantalan adalah pelumasan gemuk,

## b.Pemilihan tiang
Tiang  yang  digunakan  sebagai  penyangga terdiri  2  bagian,  bagian  bawah  yang  diam dan  atas  yg  bergerak,  dipilih  baja  hollow dengan penampang lingkaran sebagai tiang yang  bergerak  naik-turun  membentuk prismatic  joint  dimana  bahan  yang  dipilih adalah  baja  konstruksi  ST  37  dengan ukuran  diameter  tiang  bawah  101,6  mm dan  diameter  tiang  atas  89,1  mm  dengan tinggi  kedua  tiang  sama  650  mm.  beban yang  diterima  batang  adalah  95  kg,  maka beban gesek (kg) 9,5 kg dan
Modul  penampang  untuk  lendutan (deflection) baja ST37 = Modul penampang terhadap lendutan lebih kecil  dari    Momen  lawan  (w)  untuk  baja hollow  lingkaran  diameter  101,6  mm sebesar  37,9 .  Sehingga  tiang  dalam kondisi aman.
Perhitungan  kekuatan  tiang  menggunakan dengan teori Buckling 330,35 kg
Jadi  beban  yang  dapat  diterima  oleh  tiang lebih  besar  dari  pada  beban  aktual  yang diterima  tiang  ( > )  maka tiang  masih  dalam  posisi clearance dan dapat digunakan

## c.Pemilihan plat dasar
Plat  dasar  yang  digunakan  adalah  baja  st 37  berbentuk  lingkaran  dengan  diameter 300  mm  dan  lebar  15  mm.  plat  dasar  ini akan  diikat  pada  lantai  beton  dengan menggunakan dynabolt  berukuran 9,5 mm sebanyak 8 buah dan jarak dari titik tengah tiang (R) sejauh 135 mm. Besar daya  yang diterima (P) dynabolt adalah :
Momen  lengan  =  16  kg  x  (135  cm  /  2)  = 1080 kg.cm Momen baterai = 21.6 kg x 135 cm = 1916 kg.cm
P = =
= 296 kg = 2903,76 N
Tegangan  yang  diterima  lebih  kecil  dari tegangan  maksimal  dynabolt    =  2,9  kN  < 9,9 kN maka dynabolt dapat digunakan.
d. Pengecekan sambungan las
Beberapa bagian dari alat pemindah  baterai  ini  disatukan  dengan sambungan  las.  Jenis  las  yang  di  pilih adalah  SMAW  dengan  jenis  kawat  las RB26 diameter 3,2 mm standar AWS SFA 5,1: E6013 dimana besar kekuatan tariknya ( adalah 60000 ⁄ = 42 ⁄ =
4200 ⁄ dan dengan sudut
sambungan  sebesar .  Bagian  yang dilakukan sambungan las siku adalah :
1.Pipa  bawah  dengan  plat  dudukan  dasar, yaitu  Jadi  tegangan  yang  terjadi  pada pengelasan  tiang  pipa  lebih  kecil  dari tegangan  yang  ijinkan  (τ  =  3,66104332
⁄ ≤ =  490 ⁄ ),  maka
dengan  demikian  tiang  dalam  kondisi aman.
2.Pipa  atas  dengan  plat  bawah,  yaitu  Jadi tegangan  yang  terjadi  pada  pengelasan tiang  pipa  lebih  kecil  dari  tegangan  yang ijinkan  (τ = 3,48701558 ⁄ ≤ = 490 ⁄
),  maka  dengan  demikian
tiang dalam kondisi aman.
3.Plat  atas  dengan  cover,  yaitu  Jadi tegangan  yang  terjadi  pada  pengelasan tiang  pipa  lebih  kecil  dari  tegangan  yang ijinkan (τ = 3,517753848 ⁄ ≤ = 490
⁄ ),  maka  dengan  demikian
tiang dalam kondisi aman.
4.Pelat  bawah  dengan  poros,  yaitu  Jadi tegangan  yang  terjadi  pada  pengelasan tiang  pipa  lebih  kecil  dari  tegangan  yang
ijinkan (τ = 18,98127 ⁄ ≤
= 490
⁄ ),  maka  dengan  demikian  tiang
dalam kondisi aman.

## d. Menentukan gripper
Berat  baterai  yang  akan  diangkat  adalah 21,6 kg, maka gaya yang bekerja pada gripper ( =
211,896 N
Maka  jika  dilihat  dalam tabel  dipilih  gripper  parallel  dengan diameter  piston  25  mm  dengan maksimal  sebesar  240  N  dan  memiliki stroke  maksimal  per  gripper  sebesar  7,5 mm,  sedangkan  tebal  handle  baterai  yang diangkat adalah 5 mm.

## Hasil Rancangan
Gambar 1. defleksi akibat beban objek
Gambar 2. defleksi akibat beban batang

## Gambar 3. Lengan Pemindah Aktuator

## 4.1. Kesimpulan
1. Dalam  perancangan  alat  pemindah baterai  ini,  sedikitnya  ada  tiga  gerak yang  digunakan,  yaitu  tiga  gerak translasi  yang  dibantu  dengan  sistem pneumatik  dan  satu  gerak  rotasi  yang dibantu dengan sistem motor listrik.
2. Dua  gerak  translasi  ini  terdiri  dari gerak naik/turun ( Up/Down ) dan gerak maju/mundur serta gerak pengoprasian dari gripper.
3. Jenis  baja  yang  digunakan  adalah  baja hot  finished  hollow  EN  10210:1994 grade  S235  untuk  lengan,  baja  S30C
untuk  poros  dan  nut,  baja  St  37  untuk tiang dan plat.
4. Ukuran  diameter  silinder  pneumatik untuk  gerak  naik/turun  yaitu  32  mm, sedangkan  ukuran  diameter  silinder pneumatik  untuk  gerak  maju/mundur yaitu  63  mm  dengan  tekanan  kerja yang sama yaitu 5 kg/ .
5. Panjang langkah ( stroke ) untuk silinder pneumatik  dengan  gerak  naik/turun yaitu  880  mm,  sedangkan    panjang langkah ( stroke ) untuk silinder pneumatik  dengan  gerak  maju/mundur yaitu 450 mm.
6. Motor  listrik  yang  digunakan  adalah jenis  DC  (searah)  sebesar  0,18  KW untuk melakukan gerak translasi.

## 4.2 Saran
1. Melihat  kondisi  dan  lokasi  tempat kerja  yang  ada  di  perusahaan,  dimana ruang  geraknya  yang  terbatas,  maka sistem pemindah baterai dengan sistem pneumatik  dan motor listrik  seperti ini dinilai  sangat  menguntungkan  jika dibandingkan  dengan  menggunakan tenaga manusia.
2. Dengan
menggunakan sistem pemindah  baterai  seperti  ini,maka sistem pengoperasiannya
dapat disempurnakan
kembali dengan menggunakan sistem PLC.
3. Semoga  perancangan  alat  pemindah baterai  ini  dapat  dijadikan  pedoman atau pertimbangan ketika akan mengaplikasikan  pembuatannya  pada final line assembly.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  Andrew  P. Hidrolika  dan  Peneumatika
Pedoman  bagi  Teknisi  dan  Insinyur . Alih  bahasa    Ir  Gunawan  Prasetyo. Jakarta : Erlangga. 2003
2.  Ari  S,  Iwan  S,  dan  Sumardi. Perancangan  Lengan  Robot  Pneumatik
Pemindah Plat Menggunakan Programmable Logic Controller , Tugas
akhir. Teknik Elektro, UNDIP. 2004.
3. K. Gieck, 2005, Kumpulan Rumus Teknik , PT.Pradya Paramita, jakarta.
4. R.S.  Khurmi  dan  J.K.  Gupta,  1997, Machine  Design ,  Euroasia  Publishing House, Ram Nagar, New Delhi.
5.  Rudenko,  N,1996, Mesin  Pengangkat , Erlangga, Jakarta.
6.  Sularso    &    Suga    Kiyokatsu,    2008, Dasar Perencanaan dan pemilihanElemen Mesin , PT.Pradya Paramita, jakarta.
7. Sunggono kh, V,  Ir, 1995, Buku Teknik Sipil , Nova, Bandung.
8. www.maswie2000.wordpress.com