Rangkuman dokumen: 1. Dikemukakan ide merancang alat bantu berupa gagang kuas cat yang panjang dan dapat diatur untuk mengecat tempat tinggi secara efisien. 2. Dilakukan perhitungan struktur dan desain mekanisme teleskopik gagang serta sistem pasokan cat berdasarkan spesifikasi. 3. Hasil akhirnya adalah desain Automatic Wall Painting Brush dengan panjang 1805 mm, berat 1,91 kg dan estimasi biaya

1. Ke lo m po k 3Ke lo m po k 3
m e m pe rse m bahkan :m e m pe rse m bahkan :
[ Automatic Wall[ Automatic Wall
Painting Brush ]Painting Brush ]

2. Ide AwalIde Awal
Kuas cat yang ada saat ini memiliki
keterbatasan dalam mengecat
tempat yang tinggi. Diperlukan
bambu yang cukup berat,
panjangnya tidak bisa diatur, dan
tidak praktis karena harus
menurunkan kuas untuk memberikan
cat kemudian menaikkan kuas lagi.
Penyimpanan bambu juga
menimbulkan masalah lain.

4. Proses pemberianProses pemberian
cat inicat ini
membutuhkanmembutuhkan
waktu 21, 5 detikwaktu 21, 5 detik
merupakan waktumerupakan waktu
yang cukupyang cukup
banyak hilangbanyak hilang

5. Ide DesainIde Desain
Untuk itu, kami merancang alat bantu
berupa gagang kuas cat yang panjang
sehingga dapat menjangkau tempat tinggi
dan panjangnya dapat diatur dengan
mudah, serta sistem yang memungkinkan
cat disuplai langsung ke kuas rol. Alat ini
mudah digunakan serta mudah disimpan
karena dapat dipendekkan. Gagang ini
dirancang untuk digunakan dengan kuas
rol yang telah ada dan rol dapat diganti
jika dibutuhkan.

6. Yang harus didesain, dipilihYang harus didesain, dipilih
dan ditetapkan :dan ditetapkan :
• Merancang lay out, dimensi gagang
maksimum dan minimum
• Merancang mekanisme gagang yang dapat
memanjang-pendek
• Merancang sistem penyaluran (suplai) cat
ke ujung kuas
• Merancang material untuk bagian-bagian,
perkiraan bobot keseluruhan gagang
• Menentukan spesifikasi pompa yang
dibutuhkan untuk mensuplai cat
• Perkiraan total biaya yang dibutuhkan

7. Penentuan awal untukPenentuan awal untuk
desain :desain :
• Panjang maksimal keseluruhan gagang
dan kuas : 1,8 m
• Kuas rol yang digunakan berukuran lebar
230 mm
• Panjang minimum keseluruhan gagang
dan kuas 80 cm
• Debit cat kontinyu sebesar :5,433 cc/detik

8. Yang akan didesain :Yang akan didesain :
• Mekanisme naik turun gagang
• Material gagang
• Lay out / desain gagang (gambar)
• Mekanisme sistem penyaluran cat
• Material sistem penyalur cat
• Kebutuhan / spek pompa sistem cat
• Perkiraan total biaya

9. Data yang didapatkanData yang didapatkan
• Bobot kuas+cat siap pakai : 580 gr
• Kemampuan sebar cat teoritis : 8-10 m2/l
• Perkiraan banyak cat yang dibutuhkan untuk
mengecat area seluas 100-200 m2 : 20 ltr
• Cat yang dibutuhkan untuk mengecat area seluas
2,76 m2
• : 1 kali pencelupan = 300 gr
• Massa jenis cat yang siap digunakan = 1,822 kg/l
• Perkiraan debit cat kontinyu = 5,433 cc/dtk

10. Konsep atau RancanganKonsep atau Rancangan
AwalAwal
• Berdasarkan target rancangan awal Automatic
Wall Painting Brush maka konsep awal
perancangan menggunakan mekanisme
teleskopis yang diterapkan pada gagang
penyangga.
• Dengan menerapkan gaya putar pada engkol
(gaya torsi) maka mekanisme gear yang terdapat
pada poros engkol akan memutar dan
menggerakkan kabel gigi yang ujungnya
terpasang pada silinder diameter terkecil.
• Pergerakan silinder dimulai dengan silinder yang
memiliki diameter terkecil hingga diameter
terbesar.

11. Konsep atau RancanganKonsep atau Rancangan
AwalAwal
• Sedangkan pasokan cat yang diterima
oleh roller selama pengecatan disediakan
oleh pompa. Untuk mendukung kerja dari
Automatic Wall Painting Brush maka
dibutuhkan pompa yang terdapat
dipasaran dengan nilai head dan kapasitas
aliran yang sesuai dengan spesifikasi
perhitungan dalam pengecatan.

12. Perhitungan Gagang CatPerhitungan Gagang Cat
• Gagang cat ini terdiri dari 4 silinder
hollow yang berbeda diameternya
• Untuk memudahkan perhitungan,
diasumsikan batang penyangga
terbuat dari sebuah silinder hollow
dengan diameter terkecil dengan
panjang maksimum

14. Perhitungan Gagang CatPerhitungan Gagang Cat
• Silinder terkecil:
• do = 0,03m, di = 0,029m
• l = 0,33 m, le = 8l = 2,64m
• E = 72 Gpa(Alumunium Alloy 2014)
• Sy = 97 Mpa(Alumunium Alloy 2014)
• I =
• Critical load(Pcr)E
• Critical Stress()E
( ) 4944
10042,5
64
mdd io
−
×=−
π
( )
( ) ( )
N
l
EI
l
EI
P
e
Ecr 07.514
64,2
1004.51072
2
2
992
2
2
2
2
=
××××
===
−
πππ
( )
MPa
Al
EI
A
P
e
Ecr
Ecr 093,11
)029.003.0
4
()64.2(
1004.51072)(
)(
222
992
2
2
=
−×
××××
===
−
π
ππ
σ

15. Perhitungan Gagang CatPerhitungan Gagang Cat
• Ns = Nsx x Nsy = 1,75
• Karena
• maka gagang secara keseluruhan
tidak mengalami buckling
MPaN sECRall 41,19)( =×= σσ
yall S5,0≤σ
allsEcr N σσ <×)(

16. Tabel PerhitunganTabel Perhitungan
Secara KeseluruhanSecara Keseluruhan
d out d in l le E I
Silinder 1 0.03 0.029 0.33 0.66 7.20E+10 5.03965E-09
Silinder 2 0.033 0.032 0.33 0.66 7.20E+10 6.73849E-09
Silinder 3 0.036 0.035 0.33 0.66 7.20E+10 8.78175E-09
Silinder 4 0.04 0.039 0.33 0.66 7.20E+10 1.20968E-08
Luas Critical Load Critical Stress ns Stress Allowable
Silinder 1 4.6315E-05 8225.552 17760017.73 1.75 3.11E+07
Silinder 2 5.1025E-05 10998.33954 21554805.57 1.75 3.77E+07
Silinder 3 5.5735E-05 14333.27601 25716831.44 1.75 4.50E+07
Silinder 4 6.2015E-05 19743.99941 31837457.73 1.75 5.57E+07

17. Perhitungan Gaya diPerhitungan Gaya di
EngkolEngkol
PERHITUNGAN GAYA BERAT GAGANG
diameter radius luar radius dalam panjang volume massa jenis Al Alloy massa (kg)
batang 1 0.03 0.015 0.0145 0.33 1.53E-05 2800 0.042817
batang 2 0.033 0.0165 0.016 0.33 1.68E-05 2800 0.047171
batang 3 0.036 0.018 0.0175 0.33 1.84E-05 2800 0.051525
batang 4 0.04 0.02 0.0195 0.33 2.05E-05 2800 0.057331
kuas rol 0.58
pipa suplai 0.012 0.006 0.005 0.658 2.27E-05 2800 0.063475
selang 0.006 0.003 0.002 4.5 7.07E-05 1365.6 0.096529
cat 5.65E-05 1.822 0.000197
m tot (kg) 0.939045
gravitasi 9.81
gaya berat (N) 9.212031

18. • Torsi = F x r
• F = gaya berat = mg = 9,212 N
• r = pitch diameter (titik kontak)
• D pitch = 40 mm
• r pitch = 20 mm = 0,02 m
• Torsi gear = 9,211 x 0,02 = 0,18422Nm
• Torsi gear = torsi engkol
• r engkol = 80 mm = 0,08 m
• F di engkol =
N
rengkol
engkol
30275,2
08,0
18422,0
==
τ
Perhitungan Gaya diPerhitungan Gaya di
EngkolEngkol

19. Waktu MenaikkanWaktu Menaikkan
• Asumsi : 1 putaran engkol : 2 detik
: 0,5 rps
: 30 rpm
• 4 batang = 4 x 30 cm
= 1,2 m
• waktu menaikkan batang dari paling
pendek menjadi paling panjang = 19,108
s

20. Pemilihan PompaPemilihan Pompa
Kebutuhan Pompa sesuai spesifikasi:
•Head 5 m
•Kapasitas aliran 5,433cc/detik
Sesuai dengan kebutuhan maka
ditetapkan menggunakan pompa
sentrifugal jenis CA Magnetic Drive
Centrifugal Pump

21. Pemilihan PompaPemilihan Pompa

22. Penunjang PompaPenunjang Pompa
• Motor listrik 26 Volt DC,
9000 RPM
AST-7081-01
• Selang washer mobil
• Sebagai selang cat
• D out 6mm, d in 4 mm

23. Rancangan Akhir AutomaticRancangan Akhir Automatic
Wall Painting BrushWall Painting Brush
Tampak Depan Tampak Samping

24. 1
2
3
4
5
6Komponen :
1.Rumah kabel
2.Casing gear
3.Bearing
4.Gear
5.Bearing
6.Poros Engkol

25. Tampak Depan Tampak Samping

26. 1
2
3
Komponen :
1. Pipa Suplai Cat
2. Kuas Rol
3. Lubang Selang Cat

27. Poros Engkol
Gerakan
Turun
Gerakan
naik
Gambar
Keseluruhan
Rancangan Akhir AutomaticRancangan Akhir Automatic
Wall Painting BrushWall Painting Brush

28. Bill Of MaterialBill Of Material
No Nama Jumlah Material
1 Silinder Alumunium (d=30mm) 1 Alumunium Alloy 2014
2 Silinder Alumunium(d=33mm) 1 Alumunium Alloy 2014
3 Silinder Alumunium(d=36mm) 1 Alumunium Alloy 2014
4 Silinder Alumunium(d=40mm) 1 Alumunium Alloy 2014
5 Pegangan 1 Alumunium Alloy 2014
6 Pipa Suplai 1 Alumunium Alloy 2014
7 Selang 1 EPDM
8 Gear 1 Nylon 6,6
9 Kabel gigi 1 Nylon 6,6
10 Engkol 1 Alumunium Alloy 2014
11 Casing 1 Polypropylene
12 Bearing 2 Stainless Steel
13 Kuas Cat 1 -
Jumlah
13

29. Berat Total AlatBerat Total Alat
No Manufacturing Berat (Kilogram)
1 Turning, Machining 0.0428168
2 Turning, Machining 0.047171
3 Turning, Machining 0.0515253
4 Turning, Machining 0.0573309
5 Turning, Machining 0.1894098
6 Turning, Machining 0.0634753
7 Casting 0.0965286
8 Casting 0.08
9 Casting 0.12768
10 Turning, Machining, Bending 1.63E-01
11 Casting 4.14E-01
12 Casting 0.036
13 -- 0.58
Total = 1.91 Kilogram

30. Desain AkhirDesain Akhir
Automatic Wall Painting BrushAutomatic Wall Painting Brush
• Panjang maksimal : 1805 mm
• Panjang minimal : 795 mm
• Massa total : 1,91 Kilogram
• Estimasi Biaya : Rp 1.400.500