Mesin Pencetak Tablet

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang MasalahIndustri kecil dan menengah dapat menopang eknomi rakyat saat ini. Terbukti dengan adanya kebijakan pemerintah untuk memajukan indutri kecil dan menengah, maka masyarakat Indonesia dapat mengatasi masalah krisis moneter secara berkala. Penjaminan kwalitas produk yang dihasilkan merupakan suatu hal yang wajib dilakuakan dalam dunia industri agar produk tersebut mampu bersaing dengan produk sejenis terhadap produk dari industri-industri di negara maju. Penggunaan teknologi tepat guna (ttg) sangat dibutuhkan untuk meningkatkan kwalitas maupun kwantitas produk terutama pada negara berkembang seperti negara kita ini. Dan juga agar kita mampu bersaing dari industri sejenis pada negara-negara maju yang menggunakan teknologi yang lebih maju tentunya. Perancangan suatu alat yang sederhana, murah, dan praktis dalam penggunaan serta perawatannya diharapkan mampu menopang industri kecil dan menengah, yang pada umumnya memiliki pekerja/kariawan yang berpendidikan rendah. Kondisi industri kecil dan menegah untuk jenis pengolahan makanan maupun obat-obatan tradisional yang ada di Indonesia ini, masih sangat memprihatinkan. Dimulai dari faktor kebersihan saat pengolahan, penggunaan zat kimia berbahaya, maupun kwalitas kemasan dan lain sebagainya yang dinilai tidak lulus uji oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan di negara ini. Lebih lagi seperti kebanyakan industri-industri jamu tradisional skala rumah tangga akan menggunakan jasa industri (perusahaan) yang lebih besar untuk merubah serbuk jamu menjadi tablet-tablet jamu dikarenakan mereka tidak memiliki alat tersebut. Sebagian konsumen pengguna obat-obatan tradisional ataupun jamu terkadang tidak menyukai rasa yang ditimbulkan oleh obat maupun jamu tersebut. Hal ini dikarenakan rasanya yang terkadang pahit ataupun rasa yang kurang enak

1

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

dikonsumsi. Maka sebagian konsumen memilih untuk mengonsumsi obat ataupun jamu tradisional dalam bentuk tablet. Didasari oleh hal tersebut maka disini akan dicoba untuk membuat suatu alat pengolahan obat-obatan tradisional seperti jamu. Industri-industri pembuatan jamu tradisional terkadang tidak memperhatikan faktor ke-higienisan produk baik dari segi bahan baku, proses pengolahan, pengemasan, penyimpanan dan lain sebagainya. Alat yang direncanakan mampu membuat tablet dari serbuk jamu yang telah dihaluskan dengan higienis.

1.2 Rumusan Masalah Dari uraian latar belakang masalah yang telah dikemukakan diatas maka, pokok permasalahan yang akan diangkat, adalah : 1. Bagaimana melakukan perencanaan alat untuk membentuk serbuk jamu menjadi tablet jamu. 2. Bagaimana untuk memberi kemudahan dalam membentuk serbuk jamu menjadi tablet jamu. 3. Bagaimana merencanakan suatu alat pencetak tablet jamu dengan konstruksi yang sederhana dan mudah dalam penggunaan serata perawatannya.

1.3 Batasan Masalah 1. Kapasitas produksi ialah 1000 tablet per jam. 2. Pengoperasian alat ini ialah secara manual, yaitu dengan menggunakan dongkrak sebagai penekan. 3. Ketebalan tablet ialah 3,5 sampai 6 mm. 4. Perbandinga volume maksimum, serbuk jamu : tablet jamu ialah 3 : 1.

2

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

5. Diameter tablet jamu ialah 10 mm.

1.4 Tujuan 1. Memenuhi kebutuhan industri pengolahan jamu, skala rumah tangga, dalam hal pengolahan serbuk jamu menjadi tablet jamu. 2. Dapat menghasilkan tablet jamu dari serbuk jamu dengan proses yang higienis. 3. Meningkatkan nilai jual dari serbuk jamu menjadi tablet jamu.

1.5 Manfaat 1. Dapat mengaktualisaikan ilmu yang diperoleh selama bangku kuliah. 2. Dapat melakukan perancangan suatu alat ataupun mesin dengan terstruktur. 3. Untuk mendapatkan jamu dalam bentuk tablet dengan biaya produksi yang rendah. 4. Dapat melakukan analisa terhada mesin yang akan dibuat sebelum melakukan assembly dan setelah proses assembly.

1.6 Cara Kerja Alat Pembuat Tablet Kapasitas 1000 Tablet Per Jam. Alat pembuat tablet ini digunakan secara manual. Yaitu tanpa menggunakan motor sebagai tenaga penggerak, maupun menggunakan mekanisme yang bersifat otomatis. Akan tetapi hanya mengandalkan operator/pekerja. Alat ini memiliki cetakan (dies) berbentuk silinder dan penekan yang berbentuk silinder juga. Serbuk/tepung

jamu diisikan kesemua lubang cetakan (dies) secara

manual. Sebelumnya pelat penekan bawah yang diatasnya terdapat kumpulan silinder penekan telah dalam posisi menutup lubang cetakan paling bawah.

3

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Setelah semua lubang terisi penuh maka dilanjutkan dengan menarik plat penutup atas untuk menutup lubang cetakan paling atas. Pada plat penutup atas juga terdapat silinder-silinder penutup lubang bagian atas. Setelah semua lubang cetakan tertutup dengan rapat maka dilakukan penguncian dengan mendorong system pengunci hingga plat tidak dapat lagi bergerak ke atas. Dongkrak ulir kemudian diputar agar menekan serbuk jamu hingga mencapai ketinggian yang diinginkan (sesuai dengan tinggi tablet yang dikehendaki). Setelah itu plat penutup atas di buka dengan cara melepas system pengunci sambil menggeser plat atas tersebut ke sisi sebelah samping lalu dongkrak diputar lagi hingga silinder-silinder penekan sejajar dengan cetakan (dies) dan tablet-tablet jamu tersebut berada diatas permukaan dies. Langkah selanjutnya ialah dengan melewatkan plat penyapu yang berfungsi untuk melepas tablet-tablet yang masih menempel pada cetakan. Pada sisi depan plat penyapu dilapisi karet agar tablet-tablet tersebut tidak rusak pada saat menyentuh plat penyapu. Pada sisi tablet-tablet tersebut di dorong terdapat pelat pengarah agar jatuhnya tablet-tablet yang telah disapukan tepat ke wadah penampung.

4

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

1.7 Diagram Alir Pembuatan Alat

Observasi dan Wawancara

Desain

Pembuatan Gambar Kerja

Pemilihan dan Pembelian Bahan Elemen Mesin

Pembuatan plat cetakan (dies)

Pembuatan plat penekan dan penutup

Pembuatan silinder penekan dan penutup

Perakitan Komponen Mesin

Mesin Siap Pakai

5

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Pembuatan rangka

BAB II DASAR PERENCANAAN

Kwalitas produk yang dihasilkan oleh industri skala rumah tangga terkadang tidak dapat bersaing dengan produksi sejenis yang dihasilkan dari industri-industri skala besar. Hal ini cenderung oleh kwalitas, kwantitas, harga, pelayanan, yang lebih baik dari industri skala besar. Akan tetapi bukan berarti industry kecil tidak dapat bersaing dengan industri berskala besar. Perancangan alat produksi yang sederhana diharapkan mampu untuk membantu meningkatkan kwalitas produksi pada industri rumahan tanpa mempengaruhi kwalitas produk, seperti halnya pada pengolahan serbuk jamu menjadi tablet jamu ini. Pada mumumnya jamu dipasarkan dalam bentuk serbuk maupun dalam bentuk cair yang siap minum. Akan tetapi untuk sebagian orang, mengkonsumsi jamu dalam sajian serbuk maupun seduh tidak enak. Hal ini terlebih oleh rasa untuk sebagian jamu yang pahit. Serta jamu dalam bentuk cair dirasa kurang praktis untuk dibawa-bawa. Maka dibuat jamu dalam bentuk tablet. Pada industri-industri pengolahan jamu skala rumah tangga biasanya hanya membuat jamu dalam bentuk cair maupun serbuk. Untuk serbuk jamu yang akan diolah menjadi tablet biasanya dibuat pada pabrik pengolahan jamu yang berskala besar dengan mengganti ongkos pembuatan tablet. Hal ini dikarenakan mesin pencetak tablet yang relative mahal dan tidak terjangkau oleh industri-industri kecil. Dalam perancangan suatu komponen mesin, diharapkan melalui suatu tahapan perhitungan untuk menentukan dimensi maupun bahan yang akan digunakan. Hal ini dimaksudkan agar umur pemakaian mesin terseut dapat diprediksi dan mencegah terjadinya kerusakan (failure) sebelum umur pemakaian yang diberikan. Dari penelitian-penelitian sebelumnya seperti: 1)

Rohana, 2007, Formulasi Tablet Ekstrak Teh Hijau, Skripsi Universitas Airlangga menyimpulkan bahwa campuran granul dicetak menjadi tablet dengan tekanan 1 Ton menggunakan mesin pencetak tablet hidrolik press. Dan setelah dilakukan pengujian pada hasil tablet maka tingkat kekerasan tablet rata-rata ialah 15 kP

6

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

2)

Majalah Ilmu Kefarmasian, Vol II, No.2, Agustus 2005, 100- 109, oleh Ilma Nugrahani, Hasan Rahmat, Joshita Djajadisastra, Departemen Farmasi FMIPA-UI. Karakterisik Granul dan Tablet Propranolol Hidroklorida dengan Metode Granulasi Peleburan, menyebutkan bahwa pada proses penekanan tablet (compression) membutuhkan gaya penekanan sebesar 10 – 20 kg/cm², hal ini bertujuan agar tablet yang dicetak memenuhi syarat fisik untuk tablet sediaan lepas terkendali non swellable (Parrot,1971).

2.1 Kapasitas Produksi Kapasitas produksi yang direncanakan ialah berdasarkan kebutuhan akan alat pencetak tablet pada skala industri rumah tangga. Pada umumnya industri rumahan pembuat jamu hanya memproduksi jamu antara 1 sampai 10 kg setiap harinya. Produk yang dihasilkan pada umumnya berbentuk serbuk (granular). Alat yang direncanakan, mampu untuk membuat tablet sebanyak 1000 tablet/jam. Untuk memperoleh kapasitas produksi yang sebesar itu, maka direncanakan jumlah cetakan (dies) sebanyak 25 buah. Hal ini juga disebabkan oleh waktu yang dibutuhkan untuk satu kali proses (mulai dari proses pengisisn sampai menjadi tablet) diasumsikan sebesar 90 detik

2.2 Penekan Pada proses pembuatan tablet ini, dibutuhkan suatu mekanisme penekan yang berfungsi untuk menekan serbuk jamu yang berbentuk granulat. Hal ini bertujuan untuk merubah serbuk jamu tersebut menjadi padatan berbentuk silinder (tablet). Gaya penekanan yang dibutuhkan untuk menekan tablet dapat diperoleh dengan menggunakan dongkrak. Dongkrak penekan ini ada yang berupa dongkrak hidrolik maupun dongkrak mekanik. Daya penekanan yang diberikan ialah: P = F/A ..................................................................................................................... (1)

Dalam hal ini :

7

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

P

= Pembebanan (stress) (kg/cm²)

A

= Luas penampang (cm²)

F

= Gaya yang diberikan (kg)

2.3 Plat Penekan Plat penekan yang akan digunakan dalam perancangan kali ini berfungsi sebagai media pembentuk (pola) dari serbuk jamu menjadi tablet jamu. Dari hasil survey, ditemukan bahwa diameter tablet pada umumya ialah lebih kecil dari 11 mm dan kebanyakan dengan diameter 10 mm dan dengan tebal tablet yang direncanakan ialah 3,5 – 6 mm. Maka plat cetakan ini direncanakan diberi lubang dengan diameter 10 mm dengan cara di bor. Jumlah lubang cetakan yang direncanakan ialah sebanyak 25 buah lubang. Pada saat proses penekanan berlangsung maka plat cetakan akan menerima pembebanan yang berasal dari dongkrak penekan. Pemilihan tebal plat cetakan didasarkan pada beban yang akan diterima oleh plat cetakan tersebut. Dalam perencanaan suatu elemen mesin, maka tegangan (stress) yang akan diterima oleh elemen mesin tersebut direncanakan pada batas proportional limit, karena pada batas ini elemen mesin tersebut masih pada kondisi elestis. Diagram tegangan regangan untuk material baja dapat dilihat dari gambar 2.1 dibawah ini :

Gambar 2.1 Diagram tegangan regangan untuk baja (Mott, 1999 “Machine Elements in Mechanical Design”, 27)

8

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Pembebanan yang terjadi pada elemen mesin dapat bermacam-macam. Seperti berdasarkan arah, besar, maupun letak gaya yang bekerja pada elemen tersebut. Salah satunya ialah seperti ditunjukkan pada gambar 2.3 yaitu pembebanan pada tumpuan balok sederhana dengan jenis beban terpusat dan beban berada ditengah. Distribusi beban yang terdapat pada plat penekan dengan konstruksi sederhana dengan pembebanan ditengah dapat digambarkan seperti pada gambar 2.3.

Gambar 2.2 Balok sederhana dengan beban terpusat (Shigley, 1995“Machinical Engineering Design”, 971)

Dan dapat ditentukan reaksi-reaksi yang terjadi pada elemen mesin yang mengalami pembebanan ditengah (seperti terlihat pada gambar 2.3). R1 =R2 =

F 2

............................................................................................................. (2)

Dalam hal ini : R1 = Reaksi pada titik A (kg)

9

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

R2 = Reaksi pada titik C (kg) F = Gaya yang bekerja paba titik B (kg) Sedangkan untuk menentukan besarnya gaya vertical yang bekerja pada elemen tersebut dapat ditentukan degan persamaan 3 dan 4: VAB = R1 .............................................................................................................. (3) VBC = -R2 ............................................................................................................ (4) Dalam hal ini : VAB = Reaksi vertical pada titik A (kg). VBC = Reaksi vertical pada titik C (kg). F = Gaya yang bekerja pada titik B (kg). Besarnya momen yang terdapat pada elemen mesin tersebut dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

MAB =

FX 2

.............................................................................................................. (5)

MAB = Momen sepanjang AB (kg.mm) FX

= Gaya yang bekerja sepanjang x (kg.mm)

Untuk menentukan lendutan (defleksi) yang terjadi ialah dengan persamaan dibawah ini :

Ymax = -

F . l3 48 . E . I

................................................................................................... (6)

Dalam hal ini :

10

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Ymax = Defleksi maksimal yang terjadi (mm) = Modulus elastisitas (kg/mm²)

E F

= Gaya yang bekerja pada titik B (kg)

I

= Momen Inersia (mm 4 ).

Defleksi/lendutan maksimal yang diijinkan untuk komponen mesin dengan tingkat presisi yang tidak terlalu tinggi ialah 0,0005 sampai 0,003 in/in panjang batang, (Robert L. Mott, Mechanical Elements in Mechanical Design, Third Edition, hal 701). Untuk material ST 37 (Indian Standard, 1570, Part I, 1978), akan memiliki tegangan terik minimum (Tensile strength minimum)

σs

sebesar 360 N/mm² dan

tegangan luluh minimum (yield stress minimum) fy sebesar 220 N/mm². Enduranca Strength (fe) atau boleh disebut juga sebagai fatique strength yang menunjukkan kemampuan material menerima pembebanan fatique adalah sebesar 0,8 sampai 0,9 kali yield stresnya. Endurance limit untuk besi tuang dan baja karbon sedang adalah untuk 1 juta kali siklus. Dan faktor perlakuan permukaan memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap kekuatan

tarik

yang

dimiliki

oleh

suatu

elemen

mesin.

Faktor

perlakuan

pemukaan/surface ( K sur ) untuk berbagai jenis kondisi permukaan dapat dilihat pada gambar 2-3.

11

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Gambar 2.3 Diagram faktor perlakuan permukaan (Gupta,1995 “Machine Design”,142)

( fe ) tanpa konsentrasi stress ( fe ) dengan konsentrasi stress

Faktor konsentrasi fatiq (Kt)

=

Faktor ukuran / size (Ksz)

= (1) untuk diameter 7- 50 mm = (0,85 – 0,75) untuk diameter lebih dari 50mm

2.4 Kolom Pembebanan pada suatu elemen mesin dapat berupa pembebanan yang tegak lurus maupun sejajar dengan sumbu rangka. Untuk pembebanan yang sejajar dengan sumbu rangka disebut dengan kolom (column). Pembebanan yang terjadi pada kolom ialah pembebanan axial kompresive atau disebut dengan buckling. Contoh untuk kolom ialah seperti pada connecting rod, piston rod, tiang penyangga. Dan contoh pembebanan yang sejajar dengan sumbu rangka (kolom) pada mesin ini ialah pada silinder penekan. Rumus yang digunakan dalam perancangan suatu konstruksi berupa kolom ialah sebagai berikut : Panjang efektif dari kolom dapat ditentukan dengan rumus dibawah ini Le= K. L ............................................................................................................... (7) Dalam hal ini:

12

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

L = Panjang kolom (mm) K = Nilai konstanta berdasarkan jenis tumpuan. Dan nilai K untuk berbagai jenis tumpuamn pada kolom ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gamabar 2.4 Jenis Tumpuan Pada Kolom Dan Penentuan Nilai K (Mott, 1999, 193) Rasio kelangsingan (slenderness ratio) digunakan untuk menentukan panjang efektif dari kolom berdasarkan nilai radius of gyration yang dimiliki oleh kolom tersebut. Slenderness ratio = K L/ rmin ....................................................................................... (8) rmin = radius of gyration I A

=

....................................................................................................................... (9)

I = Momen inertia (mm³) A = Luas penampang kolom Momen Inersia ( I ) dari berbagai bentuk penampang dapat dilihat pada table di lampiran

13

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Setelah itu tentukan nilai transitional slenderness ratio/column constant (Cc ). Jika nilai Cc <

KL r min

maka digunakan rumus Euler dan jika Cc >

KL r min

digunakan rumus Johnson.

Rumus Euler π2 E A K L/ r min 2

Pcr =

........................................................................................... (10)

Rumus Johnson Pcr = ASy 1 −

S y K L/r min 4 π2 E

............................................................................... (11)

Dalam hal ini Pcr

=

Critical load (N).

rmin = Radius of gyration (mm). Sy

= Yield point (N/mm²).

E = Modulus Elastisitas (N/mm²). A = Luas penampang kolom (mm²).. K

= Konstanta berdasarkan jenis tumpuan.

L = Panjang kolom (mm). Untuk menentukan beban maksimum yang mampu diterima oleh kolom dan kolom dalam keadaan stabil ialah Pa

=

Pa

=

Pcr N

................................................................................................................... (12)

𝐴𝑙𝑙𝑜𝑤𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑙𝑜𝑎𝑑

N = Safety factor

Pada gambar 2.6 ditunjukkan diagram alir dalam penentuan beban maksimum yang mampu diangkut oleh kolom agar kolom tetap dalam keadaan stabil.

14

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Gamabar 2.5 Diagram Alir Penentuan Beban Maksimum Yang Diteriama Kolom (Mott, 1999, 195) Penentuan faktor keamanan (safety factor) N dapat ditentukan berdasarkan jenis pembebanan dan juga material yang digunakan 1) Untuk elemen mesin pada umumnya dengan material yang ulet menggunakan faktor keamanan N = 3. 2) Untuk elemen mesin dengan pembebanan statik dengan material yang ulet menggunakan faktor keamanan N = 2. 3) Untuk elemen mesin pada umumnya dengan material yang rapuh (brittle) menggunakan factor keamanan N = 3.

15

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

4) Untuk elemen mesin pada umumnya dengan material yang rapuh dan jika jenis pembebanan tidak diketahui maka menggunakan faktor keamanan N = 4 atau lebih. 5) Untuk elemen mesin pada umumnya dengan material yang ulet dan jika jenis pembebanan tidak diketahui ataupun jika menerima beban impak maka menggunakan faktor keamanan N = 4 atau lebih.

2.3 MUR DAN BAUT Mur dan baut merupakan komponen yang pada umumnya digunakan untuk menyambung dua atau lebih komponen mesin yang bersifat dapat dilepas. Bentuk ulir yang terdapat pada mur maupun baut berupa lembaran segitiga yang digulung pada sebuah silinder, seperti ditunjukkan pada gambar 2.7. Jarak antara satu puncak dengan puncak berikutnya dari profil ulir disebut jarak bagi.

Gambar 2.6 Hal umum tentang ulir (Sularso, 1995, “Dasar Perencanan dan Pemilihan Elemen Mesin”, 287) 2.3.1 Macam-macam Mur dan Baut ► Baut Penjepit a)

Baut Tembus, untuk dua bagian melalui lubang tembus, dimana jepitan

diketatkan dengan ulir yang di tapkan oleh sebuah mur. b)

Baut Tap, untuk menjepit dua bagian, dimana jepitan diketatkan dengan

ulir yang di tapkan pada salah satu bagian.

16

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

c)

Baut Tanam, merupakan baut tanpa kepala dan diberi ulir pada kedua

ujungnya untuk dapat menjepit kedua bagian. Untuk lebih jelasnya lihat gambar 2.8.

Gambar 2.7 Baut Penjepit (Sularso, 1995, 293)

► Sekrup Mesin Sekrup ini mempunyai diameter sampai 8 mm dan untuk pemakain tidak ada beban besar. Kepalanya mempunyai alur lurus atau alur silang untuk dapat dikencangkan dengan obeng. Jenis-jenis sekrup mesin ditunjukkan pada gambar 2.9.

Gambar 2.8 Macam-macam kepala sekrup (Sularso, 1995, 294) ► Baut untuk Pemakaian Khusus a) Baut Pondasi, berfungsi untuk memasang mesin atau bangunan pada pondasi. b) Baut Penahan, berfungsi untuk menahan dua bagian dalam jarak yang tepat.

17

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

c) Baut Mata dan Baut Kait, berfungsi untuk kaitan untuk alat pengangkat. d) Baut T, berfungsi untuk mengikat benda kerja atau alat pada meja dasar yang mempunyai alur T, sehingga letaknya dapat diatur e) Baut Kereta, bagain persegi di bawah kepala di masukan ke dalam lubang persegi yang pas sehingga baut tidak ikut berputar pada waktu mur diketatkan dan dilepaskan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar.2.9 Macam-macam sekrup mesin dan baut untuk pemakaian khusus (Sularso, 1995, 294)

► Mur Pada umumnya mur mempunyai bentuk segi enam tetapi untuk pemaikan khusus dapat dipakai mur dengan bentuk yang bermacam-macam seperti: mur bulat, mur tutup, mur mahkota dan mur kuping. Untuk lebih jelasnya, pada gambaar 2.11 ditunjukkan jenis-jenis mur.

18

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Gambar 2.10 Macam-macam mur (Sularso, 1995, 294)

Jenis mur maupun baut bardasarkan jumlah baris ulir ialah baris tunggal, ganda dan tripel. Dikatakan baris tunggal ialah jika hanya ada satu jalur yang meliliti silinder, dan dua atau tiga jalan bila ada dua atau tiga jalur. Jarak antara puncak-puncak yang berbeda satu putaran dari satu jalur disebut “kisar” . Jadi kisar pada ulir tunggal adalah sama dengan jarak baginya, sedangkan untuk ulir ganda dan tripel, besarnya kisar berturut-turut sama dengan dua kali dan tiga kali jarak baginya. Ulir dapat berupa ulir kanan dan ulir kiri, dalam hal ini ulir kanan akan bergerak maju bila diputar searah jarum jam, dan ulir kiri akan bergerak maju bila diputar berlawanan arah jarum jam. Seperti terlihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.11 Ulir tunggal, ulir ganda, ulir tripel (Sularso, 1995, 288) Untuk baja liat yang mempunyai kadar karbon 0,2-0,3(%), tegangan tarik yang diizinkan

19

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

 a adalah sebesar 6kg/mm² jika difinis tinggi, dan 4,8 kg/mm² jika difinis biasa.

σ

Tegangan tarik yang terjadi pada baut ( t ) dapat ditentukan dengan rumus dibawah ini

σt

=

W (

4

)d

2

....................................................................................... (13)

σt = Tegangan tarik yang terjadi pada batang (kg/mm²) W = Beban rencana (kg)

d 1 = Diameter inti (mm) Untuk menentukan ukuran ulir yang akan digunakan, ditentukan dari tabel 2.1.

20

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Tabel 2.1 Ukuran standar ulir kasar metris (JIS B 0205)

(Sularso, 1995, 290)

Menurut standar, tinggi mur ( H ) = ( 0,8 – 1,0 ) D D = Diameter luar ulir Jumlah ulir yang terdapat pada mur ( z ) 21

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

z =

H ......................................................................................................................... (14) p p = jarak bagi Tekanan kontak yang terjadi pada permukaan ulir (q) harus lebih kecil atau sama dengan tekanan kontak yang diizinkan (qa)

q

W  qa ..................................................................................................... (15)  d 2 hz Dalam hal ini : W

= Gaya tarik pada baut

d2

= Diameter efektif ulir luar

h

= Tinggi profil yang bekerja menahan gaya

z

= Jumlah lilitan ulir

q

= Tekanan kontak yang terjadi pada permukaan ulir.

qa

= Tekanan kontak yang diizinkan pada permukaan ulir.

Tegangan geser yang diizinkan pada ulir (τa ) yaitu sebesar 0,5-0,75 dari tegangan tarik yang diizinkan (σa)

2.6 RANGKA Rangka merupakan salah satu elemen mesin yang berfungsi untuk menopang komponen-komponen mesin lainnya. Pada umumnya rangka terbuat dari material baja maupun alluminium yang dirol panas dan ada juga yang dirol dingin.Material yang digunakan untuk pembuatan rangka disebut dengan baja struktur. Bentuk-bentuk penampang dari rangka, ditunjukkan pada gambar 2.13.

22

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Gambar 2.12 Bentuk permukaan baja struktur (Mott, 1999, 17)

23

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Kebanyakan baja struktur adalah berdasarkan ASTM (American Society for Testing and Materials). Baja struktur yang umum digunakan untuk konstruksi ringan adalah seperti A283, A284, A285. Menentukan nilai modulus section (Z 11 ) atau biasa disebut dengan (S) yang terjadi pada profil dengan menggunakan rumus di bawah ini :

S =

M



........................................................................................................................ (16)

S atau Z 11

= Section Modulus (mm³)

M

= Momen maksimum yang mungkin terjadi pada profil (kg.mm)

ε

= Modulus Elastisitas (kg/mm²)

Dan nilai S yang dimiliki profil rangka harus lebih besar dari nilai S yang diperoleh dari perhitungan. Di bawah ini ditunjukkan propertis profil berbentuk siku (L). Dan dengan tabel yang terdapat

pada lampiran, dapat ditentukan ukuran profil siku yang akan

digunakan.

24

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

BAB III PERENCANAAN & PERANCANGAN Alat ini direncanakan sebagai alat bantu dalam proses pengolahan dari serbuk jamu menjadi tablet jamu. Bahan jamu yang sudah dalam bentuk serbuk diisikan ke dalam cetakan secara manual dengan bantuan sebuah corong. Setelah cetakan terisi penuh sesuai takaran yang dikehendaki lalu plat penutup bagian atas yang pada salah satu sisinya terdapat silinder penutup sebesar lubang cetakan diletakkan di atas cetakan dan dilakukan penguncian guna menutupi lubang cetakan tersebut. Setelah itu dongkrak mekanik dinaikkan dengan cara memutar engkol yang dihubungkan dengan poros dongkrak tersebut hingga ketinggian yang dikehendaki. Dongkrak yang dihubungkan dengan plat penekan bawah yang juga terdapat silinder penekan yang berfungsi untuk menekan serbuk jamu agar serbuk jamu menjadi padat (tablet). Sehingga untuk menentukan tebal tipisnya tablet yang akan diproduksi juga berpengaruh terhadap tinggi rendahnya plat penekan bawah dinaikkan. Setelah proses penekanan selesai, maka dilanjutkan dengan proses pengeluaran produk. Langkah pertama yang dilakukan ialah dengan melepas system pengunci yang terdapat pada plat penutup bagian atas. Lalu plat penutup bagian atas diangkat ke sisi yang lain. Dongkrak lalu dinaikkan dengan cara memutar engkol yang dihubungkan dengan poros dongkrak. Ketika dongkrak dinaikkan maka tablet-teblet tersebut akan keluar kepermukaan plat cetakan. Setelah itu tablet-tablet tersebut disapukan ke wadah yang disediakan, denga cara melewatkan penyapu diatas plat cetakan tersebut.

3.1 SKEMA PERENCANAAN Perencanaan alat pembuat tablet ini didasarkan oleh kebutuhan industriindustri pengolahan jamu yang berskala kecil. Pengolahan serbuk jamu menjadi tablet jamu diharapkan mampu menambah nilai jual dari jamu tersebut. Pada proses pembentukan serbuk jamu menjadi tablet jamu dengan metode pemadatan,

25

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

dibutuhkan suatu cetakan (dies) serta penekan yang berfungsi untuk memadatkan serbuk jamu yang berbentuk granulat tersebut. Dalam hal ini bentuk tablet yang terbentuk tergantung pada bentuk cetakan (dies) yang dibuat. Pada perancangan kali ini bentuk tablet yang direncanakan ialah berbentuk silinder pejal. Cetakan yang direncanakan berupa susunan silinder berlubang yang disatukan peda sebuah plat baja. Plat baja beserta silinder cetakan ini diapit oleh dua buah plat baja juga (bagian atas dan bawah) yang didalamnya terdapat susunan silinder penekan sesuai dengan susunan silinder berlubang tersebut Plat penekan bawah, silinder cetakan (dies) maupun plat penekan atas dihubungkan oleh empat buah pilar berbentuk silinder pejal. Keempat silinder pejal ini direncanakan untuk mampu mempertahankan konstruksi pada saat penekanan tablet berlangsung dan proses pembuatan tablet dapat berlangsung dengan baik. Untuk konstruksi rangka, direncanakan dengan menggunakan profil siku (L). Penyambungan konstruksi rangka alat angkut ini dilakukan dengan cara di las busur. Rangka ini direncanakan agar mampu menopang seluruh beban dengan aman dan stabil. Analisa-analisa yang dilakukan sebelum memulai perakitan alat angkut ini ialah analisa terhadap : 1. Kapasitas produksi 2. Penekan 3. Plat penekan 4. Silinder penekan 5. Tiang penyangga 6. Mur dan Baut 7. Rangka Seperti terlihat pada gambar 3.1. Adapun bentuk sketsa alat pencetak tablet terlihat pada gambar 3.2.

26

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Gambar 3.1 Skema Perancangan

Gambar 3.2 Gambar Alat Pembuat Tablet

27

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

3.2 KAPASITAS PRODUKSI Kapasitas produksi yang direncanakan ialah sebesar 1000 tablet per jam. Waktu yang dibutuhkan mulai dari proses pengisian bahan baku jamu ke dalam cetakan, proses penekanan, hingga menjadi sebuah tablet diasumsikan sebesar 90 detik. Dan cetakan yang direncanakan memiliki 25 buah lubang cetakan. Maka untuk

setiap

jamnya

akan

terdapat

40

kali

pencetakan

yaitu

3600 detik : 90 detik = 40 Dikarenakan setiap jamnya ada 40 kali pencetakan dan setiap pencetakan menghasilkan 25 buah tablet maka: Kapasitas produksi

= 40 × 25 = 1000 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡 𝑗𝑎𝑚.

3.3 PENEKAN Penekan yang direncanakan ialah bersifat manual, yaitu hanya digerakkan oleh operator alat dan tanpa meggunakan mesin maupun motor sebagai tenaga penggeraknya. Penekan ini berfungsi untuk menekan serbuk jamu hingga berbentuk silinder padatan (tablet). Penekan yang digunakan ialah jenis dongkrak mekanik dengan dilakukan modifikasi pada mekanisme pemutarnya. Pada bagian pemutar dongkrak mekanik tersebut dibuat mekanisme pemutar poros dongkrak berbentuk lingkaran dengan diameter 30 cm, dan pada sisi terluarya dipasang pegangan (handle). Hal ini bertujuan agar proses menaikkan maupun meurunkan dongrak dapat dilakukan dengan waktu yang relative lebih singkat. Pada sisi paling bawah dongkrak ini diikat dengan baut, hal ini berfungsi agar dongkrak tetap pada kondisi stabil pada saat dongkrak dioperasikan. Agar tablet yang dicetak memenuhi syarat fisik untuk tablet sediaan lepas terkendali non swellable maka gaya penekanan yang dibutuhkan oleh tablet (P) ialah 10-20 kg/cm²

(Parrot,1971). Dalam hal ini digunakan nilai penekanan

sebesar 20 kg/cm², karena data spesifik mengenai serbuk jamu seperti komposisi, nilai kompresibilitas, serta homogenitas tidak diketahui dengan harapan tablet yang terbentuk dapat memenuhi persyaratan untuk tablet sediaan lepas terkendali.

Gaya penekanan yang dibutuhkan untuk cetakan tablet ialah: 28

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

P=

F A

F=P×A Dalam hal ini : F

= Gaya penekanan (dongkrak) yang dibutuhkkan (kg)

A

= Luas penampang tablet dengan diameter 1 cm sebanyak 25 buah (cm²) = 𝜋 4 𝑑² x 25 = 0,785 × (1 𝑐𝑚) ² × 25 = 19,625 cm²

P

= Gaya penekanan yang diberikan (kg/cm²) = 20 kg/cm²

Maka =P×A

F

= 20

kg

cm2

× 19,625 cm²

= 392,5 kg

Maka gaya penekan yang dibutuhkan untuk menekan 25 buah tablet ialah 392,5 kg. Atau dengan kata lain gaya yang dibutuhkan untuk menekan satu buah tablet ialah : =

392,5 kg 25

= 15,7 kg Dan dalam perancangan kali ini dipilih penekan (dongkrak) dengan kapasitas lebih besar dari 392,5 kg.

3.4 PLAT PENEKAN ATAS Plat penekan ini berfungsi sebagai tempat silinder-silinder penekan berada. Silinder-silinder penekan tersebut ditempatkan pada plat penekan dengan cara, plat penekan tersebut diberi lubang sebanyak 25 buah dan dimasukkan secara paksa. Diameter silider penekan terhadap plat penekan diberi suaian paksa (sesak) agar silinder penekan tidak lepas pada saat alat dioperasikan. Plat penekan yang direncanakan ialah dengan dimensi p x l = 290 mm x 290 mm.

29

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Pada plat penekan ini juga dibuat 4 buah lubang dengan diameter 25 mm yang berfungsi sebagai pengarah agar silinder penekan dapat masuk dengan tepat terhadap silinder cetakan (dies). Plat penekan bagian atas yang direncanakan harus mampu menerima pembebanan sebesar 392,5 kg tanpa mengalami perubahan bentuk (defleksi) yang cukup berarti.

Gambar 3.3 Letak Pembebanan Pada Plat Penekan Atas

Dari gambar diatas maka pembebanan yang terjadi pada plat penekan bawah dapat disesederhanakan seperti terlihat pada Gambar 3.4 dibawah ini.

Gambar 3.4 Pembebanan Pada Plat Penekan Atas F = Gaya yang bekerja pada plat penekan atas yang berasal dari dongkrak dengan kapasitas lebih besar dari 392,5 kg. Dan untuk factor keamanan diambil nilai 1,2. Maka beban rencana ialah 392,5 kg × 1,2 = 471 kg. Reaksi-reaksi VA

=

30

F 2

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

=

471 kg 2

= 235,5 kg VB

= Reaksi di titik A ( VA ) - F = 235,5 kg - 471 kg = - 235,5 kg

Momen-momen 𝑀𝐴

= 𝑀𝐵 = 0

𝑀𝐶

=

Fx 2

=

471 kg ×115 mm 2

= 27082,5 kg.mm Dibawah ini dapat ditunjukkan diagram gaya bebas pada plat penekan bagian atas :

Gambar 3.5 Diagram Gaya Lintang ( SFD ) dan Diagram Momen Bengkok ( BMD ) Plat Penekan Atas Bahan plat penekan bawah terbuat dari ST 37 ( Indian Standard, 1570, Part I, 1978) 31

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Tensile strength minimum ( σs )

= 360 N/mm² = 36,73 kg/mm²

Yield stress minimum ( fy )

= 220 N/mm² = 22,44 kg/mm²

Endurance strength ( fe )

= 0,8 – 0,9 fy = 0,8 x 22,44 kg/mm² = 17,95 kg/mm²

Panjang plat penekan ( p)

= 290 mm

Lebar plat penekan (l)

= 290 mm

Tebal plat penekan

= 10 mm

Modulus Elastisitas (E)

= 21.000 kg/mm²

Defleksi atau lendutan yang terjadi pada plat penahan atas dapat dilihat pada gambar 3.6 dibawah ini :

Gambar 3.6 Defleksi Yang Terjadi Pada Plat Penekan Atas Y max =

P x l 3 (mm) 48 x E x I

P = F = Beban yang diterima oleh plat penahan yaitu 471 kg. I =

𝑏 ×ℎ4 12 230 𝑚𝑚 × 10 𝑚𝑚3 12

=

32

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

= 19.166,66 mm 4 Y max =

=

P xl3 48 x E x I 2000 kg x  230 mm  3 48 x 21.000 kg / mm 2 x 19.166,66 mm 4

= 0,02966 mm Defleksi/lendutan maksimal yang diijinkan untuk komponen mesin dengan tingkat presisi yang tidak terlalu tinggi ialah 0,0005 sampai 0,003 mm/mm panjang batang, (Robert L. Mott,1994 hal 701). Maka defleksi yang terjadi pada plat penahan per satuan panjang ialah :

0,125 mm  0,000128 230 mm

Defleksi yang diijinkan yaitu 0,0005 sampai 0,003 > 0,000128 maka konstruksi aman terhadap defleksi/lendutan yang terjadi.

3.5 SILINDER PENEKAN Untuk melakukan penekanan terhadap serbuk jamu dilakukan oleh dongkrak yang digerakkan secara manual. Daya penekanan sebesar 471 kg yang berasal dari dongkrak tersebut diteruskan oleh silinder-silinder penekan bawah yang berjumlah 25 buah. Karena pada saat proses penekanan tablet berlangsung, dari sisi bagian atas juga ditutup oleh silinder-silinder penekan bagian atas, maka silinder penekan ini akan menerima pembebanan yang berasal dari dongkrak tersebut.

33

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Gambar 3.7 Silinder Penekan Untuk konstruksi yang arah pembebanannya sejajar dengan sumbu elemen mesin yang ditinjau maka disebut dengan kolom (column). Silinder-silinder penekan ini akan mengalami defleksi yang arahnya tegak lurus dangan arah pembebanan karena merupakan sebuah kolom. Panjang kolom

= 36 mm

Jenis tumpuan

= Kolom jepit-jepit (fixed-fixed)

KL

= 2 × 36 = 72 mm

Penampang kolom

=

34

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Radius of gyration (r) 𝐾𝐿

Rasio kelangsingan (𝑟

𝑚𝑖𝑛

= 2,5 mm )

72

= 2,5 = 28,8

Modulus Elastisitas

= 210.000 N/mm²

Yield Point

= 207 N/mm²

𝐶

𝐶

1 2 𝜋2 𝐸 𝑐= 𝑆 𝑦

2

1 2 × 3.142 207.000 𝑐= 207

2

= 140,425 𝐾𝐿

Dikarenakan rasio kelangsingan (𝑟

𝑚𝑖𝑛

) = 28,8 lebih kecil nilai dari 𝐶𝑐 =140,425,

maka dalam hal ini digunakan persamaan (11) S 𝑃𝑐𝑟 = 𝐴 × 𝑆 y 1-

2 y KL r 4 . π2 . E

= 78, 5 𝑚𝑚2 × 220 𝑁/𝑚𝑚2

1–

220 𝑁/𝑚𝑚 2 × 28,8 2 4 . π2 . 210.000 𝑁/𝑚𝑚 2

=16.889,5 N

Faktor keamanan (safety factor) = 3 Beban rencana maksimum yang mampu diterima oleh silinder penekan bawah ialah : 𝑃𝑎 =

Pcr N 𝑃𝑎 =

16889,5 N 3

= 5629,8 N = 574,5 kg

35

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Sedangkan besarnya beban rencana yang diterima oleh setiap silinder penekan ialah : =

𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑛𝑐𝑎𝑛𝑎 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑝𝑒𝑛𝑒𝑘𝑎𝑛 (𝑑𝑜𝑛𝑔𝑘𝑟𝑎𝑘) 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑛𝑒𝑘𝑎𝑛 =

471 kg 25

= 18,84 kg Pada gambar 3.8 dapat dilihat pembebana yang terjadi pada silinder penekan

Gambar 3.8 Pembebanan Pada Silinder Penekan Beban yang diterima oleh silinder penekan (column) lebih kecil dari beban rencana maksimum yang mampu diterima oleh silinder penekan tersebut: 18,84 kg < 574,5 kg, maka konstruksi ini dinyatakan aman terhadap pembebanan yang diberikan.

3.6 TIANG PENYANGGA Tiang penyangga yang direncanakan berfungsi sebagai tumpuan dan juga sebagai pengarah (guide), berjumlah 4 buah. Tiang penyangga ini dimasukkan pada setiap lubang plat (plat penekan bawah, plat penekan atas, plat cetakan) yang sebelumnya telah dibuat. Tiang penyangga ini berupa silinder pejal dan diameter 36

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

tiang penyangga dibuat lebih kecil agar plat-plat tersebut dapat bergerak bebas (sliding) sejajar sumbu poros. Tiang penyangga harus mampu menerima pembebanan sebesar 471 kg tanpa mengalami perubahan bentuk (deformasi) yang dapat menghambat proses pembuatan tablet. Dan diameter tiang penyangga yang direncanakan ialah 25 mm. Besarnya pembebanan untuk setiap tiang penyangga ialah beban dari dongkrak setelah dibagi oleh keempat buah poros tersebut : 𝐸=

471 �⁧ 𝑘𝑔

4 = 117,75 kg.

𝜎 𝜀

E = Modulus Elastisitas = 21.000 kg/mm² ε = Regangan (mm) Regangan ( ) 

l 

l 

perubahan panjang (l ) panjang semula (l o )

 x lo E

1,5 kg / mm 2  300 mm 21000 kg / mm 2

l  0,021 mm

𝑃=

𝐹 𝐴

𝐹 = 𝑃 ×𝐴 Dalam hal ini : A

= Luas penampang poros = 𝜋 4 𝑑² = 0,785 × (10 𝑚𝑚) ² = 78,5 mm²

P

= Tegangan tarik yang terjadi (tensile stress) (kg/mm²)

F

= Gaya yang diberikan = 117,75 kg

Maka

37

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

𝑃=

117,75 kg 78,5 mm²

= 1,5

𝑘𝑔

𝑚𝑚2

Tegangan tarik yang diijinkan ialah σd

=

Sut

N

Dalam hal ini 𝑆𝑢𝑡 = Ultimate tensile strength N = 2 (untuk material yang ulet) Maka σd

=

36,73 kg/mm2 2

= 18,365 kg/mm² Tegangan tarik (tensile stress) yang diijinkan yaitu 18,365 > tegangan tarik (tensile stress) yang terjadi yaitu 1,5 kg/mm² maka konstruksi aman terhadap tegangan tarik yang terjadi pada batang penyangga.

Gambar 3.9 Pembebanan Pada Batang Penyangga

38

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

3.7 Mur dan Baut Mur dan baut merupakan komponen yang sangat penting dalam proses penyambungan yang bersifat dapat dilepas. Dalam alat pembuat tablet ini mur dan baut digunakan untuk mengikat keempat batang penyangga dengan plat landasan. Dalam penyambungan kontruksi ini terdapat empat buah baut dan mur yang digunakan. Keempat mur-baut tersebut akan menerima pembebanan yang berasal dari penekan (dongkrak). Karena reaksi ini ditopang oleh empat pilar penahan yang terikat dengan baut tersebut maka reaksi pada masing-masing pengikat Vp = 471 kg / 4 1.

= 117,5 kg.

Baut Faktor koreksi (Cf )

= 1,4

Maka beban rencana (W)

= Vp x Cf = 117,5 kg x 1,4 = 164,5 kg

Baut yang digunakan ialah M16 dan bahan baut dari baja liat dengan 0.22% Carbon Tegangan tarik yang diizinkan ( σa ) = 4,8 kg/mm² (untuk difinis biasa) Tegangan tarik yang terjadi (σt ) pada baut M16 ialah: σt

=

=

W (

4

) d1

2

164,5 kg (

4

) ( 13,835 mm ) 2

= 1,098 kg/mm² Tegangan tarik yang terjadi pada baut ( σt ) harus lebih kecil, atau sama dengan tegangan tarik yang diizinkan 𝜎a ( Sularso, 2004: hal, 296). Maka pemilihan baut diatas dinyatakan aman terhadap tegangan tarik

39

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

karena tegangan tarik yang terjadi

1,098 kg/mm² pada batang <

tegangan tarik yang dizinkan 4,8 kg/mm² . Dari baut yang akan dipakai untuk mengikat plat penahan dengan pilar penyangga ialah ulir metris kasar M16 dengan

2.

Diameter inti ( d1 )

= 13,835 mm.

Diameter efektif ( d2 )

= 14,701 mm

Diameter luar ( D )

= 16,00mm

Jarak bagi ( p )

=2

Mur Bahan mur sama dengan bahan baut yaitu baja liat dengan 0, 22% C dan tekanan kontak yang di izinkan (qa) ialah

3 kg/mm² (Sularso,

2004: hal 298). τa = 4,8 kg/mm² = 0,5 x 4,8 kg/mm² = 2,4 kg/mm² D

= 16,00 mm

d 2 = 14,701 mm qa

= 3 kg/mm²

p

= 2

Tinggi permukaan ulir yang menahan gaya yang bekerja pada mur (h)

h

=

=

D  d2 2 16 mm  14,701 mm 2

= 0,65 mm Menurut standar, tinggi mur (H)

40

= (0, 8 – 1,0 ) D

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

= 1 x 16mm = 16 mm Jumlah ulir yang terdapat pada mur ( z ) H =z . p z =

=

H p 16mm 2mm

=8 Besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir ( q ) q 



W  qa  .d2 .h. z

164 ,5 kg 3,14 . 14 ,701 mm . 0,65 mm . 8

= 0,68 kg/mm² Besarnya tekanan kontak pada permukaan ulir ( q ) harus lebih kecil dari tekanan kontak yang diizinkan qa (Sularso, 2004, hal 296). Mur pada kontruksi ini aman karena q ≤ qa yaitu 0,68 kg/mm² < 3kg/mm²..Maka bahan baut dan mur yang digunakan adalah baja liat dengan 0,22% C dengan seri Mur dan Baut yang dituju ialah M16.

3.8 RANGKA Rangka berfungsi untuk menopang seluruh beban. Dan beban terbesar yang akan diterima oleh rangka ialah sebesar 471 kg yang berasal dari penekanan dongkrak. Rangka yang direncanakan berupa profil siku (L). Dalam hal ini akan

41

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

dilakukan perhitungan pada bagian rangka yang menerima pembebanan maksimum yaitu pada bagian rangka yang menopang plat penekan bawah.

Gambar 3.10 Rangka Yang Ditinjau Pembebanan pada rangka (pada titik M-N) tersebut dapat disederhanakan seperti pada gambar 3.10 berikut. 471 kg ( DARI DONGKRAK )

Gambar 3.11 Pembebanan Pada Rangka (titik M-N) Beban maximum rencana

= 471 kg + (berat dongkrak +plat penekan + tiang penyangga) = 471 kg + 2 kg + 20 kg + 2 kg

42

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

= 495 kg Reaksi-reaksi VM

=

F 2

=

495 kg 2

= 247,5 kg VN

= Reaksi di titik A ( VM ) - F = 495 kg – 247,5 kg = - 247,5 kg

Setelah pembebanan pada titik M diketahui maka pembebanan pada titik A-B (rangka yang ditinjau) dapat dicari dan dapat disederhanakan seperti pada gambar 3.12. 247,5 kg ( DARI DONGKRAK )

Gambar 3.12 Pembebanan Pada Rangka yang ditinjau (titik A-B) Elastisitas ( ε )

= 210.000 N/mm² = 21.000 kg/mm²

Beban maximum rencana

= 247,5 kg

Reaksi-reaksi VA

=

43

F 2

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

=

247,5 kg 2

= 123,75 kg VB

= Reaksi di titik A ( VM ) - F = 247,5 kg – 123,75 kg = - 123,75 kg

Momen-momen 𝑀𝐴

= 𝑀𝐵 = 0

𝑀𝑀

=

Fx 2

=

123,75 kg ×200 mm 2

= 12.375 kg.mm Dibawah ini dapat ditunjukkan diagram gaya bebas pada rangka yang ditinjau

Gambar 3.13 Diagram Gaya Lintang ( SFD ) dan Diagram Momen Bengkok ( BMD ) Pada Rangka

44

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

Bahan rangka terbuat dari ST 37 ( Indian Standard, 1570, Part I, 1978) Tensile strength minimum ( σs )

= 360 N/mm² = 36,73 kg/mm²

Yield stress minimum ( fy )

= 220 N/mm² = 22,44 kg/mm²

Endurance strength ( fe )

= 0,8 – 0,9 fy = 0,8 x 22,44 kg/mm² = 17,95 kg/mm²

Panjang rangka ( p)

= 400 mm

Modulus Elastisitas (E)

= 21.000 kg/mm²

Defleksi atau lendutan yang terjadi pada rangka dapat dilihat pada gambar 3.14 berikut. GAYA PENEKANAN 247,5 kg ( YANG BERASAL DARI DONGKRAK )

Gambar 3.14 Defleksi Yang Terjadi Pada Rangka Y max =

P x l 3 (mm) 48 x E x I

P = Beban yang diterima oleh kedua plat penahan yaitu 247,5 kg. I = =

𝑏 ×ℎ4 12 230 𝑚𝑚 × 10 3 12

= 19.166,66 mm 4

P xl3 Y max = 48 x E x I

45

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

=

247, 5 kg x  400 mm  3 48 x 21.000 kg / mm2 x 19.166,660 mm4

= 0,81mm Defleksi/lendutan maksimal yang diijinkan untuk komponen mesin dengan tingkat presisi yang tidak terlalu tinggi ialah 0,0005 sampai 0,003 mm/mm panjang batang, (Robert L. Mott,1994 hal 701). Maka defleksi yang terjadi pada plat penahan per satuan panjang ialah :

0,81 mm  0,002025 400 mm

Defleksi yang diijinkan yaitu 0,0005 sampai 0,003 > 0,002025 maka konstruksi aman terhadap defleksi/lendutan yang terjadi. Dari table A-6 (Mechanical Engineering Design hal 946) maka ukuran rangka profil siku (L) dapat ditentukan berdasarkan nilai S atau Z 11 . Ukuran profil ialah 2  2

1 inchi 4

Konstruksi ini dinyatakan aman terhadap pembebanan seperti diatas karena nilai S yang direncanakan lebih kecil dari nilai S yang dimiliki oleh rangka.

46

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta

MESIN PENCETAK TABLET KAPASITAS 1000 TABLET PERJAM

Disusun Oleh : Arif Sugianto (00.03.2006)

TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 2009 47

Mesin pencetak Tablet Kapasitas 1000 Tablet perjam-IST AKPRIND Yogyakarta