003201405003

PERANCANGAN MESIN BENDING DENGAN TENAGA
HIDROLIK
Skripsi
Disusun Oleh :
HENGKI TRIO ANTONI
NIM. 003201405003
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
PRESIDENT UNIVERSITY
2018
i
PERANCANGAN MESIN BENDING DENGAN TENAGA
HIDROLIK
Skripsi
Disusun Oleh :
HENGKI TRIO ANTONI
NIM. 003201405003
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
PRESIDENT UNIVERSITY
2018
ii
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama
: HENGKI TRIO ANTONI
NIM
: 003201405003
Program Pendidikan
: Strata Satu (S1)
Program Studi
: Teknik Mesin
Dengan ini menyatakan bahwa skripsi yang telah kami buat dengan judul: “Perancangan
Mesin Bending dengan Tenaga Hidrolik” adalah hasil karya sendiri, dan semua sumber
baik yang dikutip maupun dirujuk telah kami nyatakan dengan benar dan skripsi belum
pernah diterbitkan atau dipublikasikan dimanapun dan dalam bentuk apapun.
Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya. Apabila dikemudian
hari ternyata kami memberikan keterangan palsu dan atau ada pihak lain yang mengklaim
skripsi yang telah kami buat adalah hasil karya milik seseorang atau badan tertentu, kami
bersedia diproses baik secara pidana maupun perdata dan kelulusan kami dari Universitas
Presiden dicabut/dibatalkan.
Bekasi, Maret 2018
Yang menyatakan,
HENGKI TRIO ANTONI
iii
LEMBAR PENGESAHAN
Nama
: HENGKI TRIO ANTONI
NIM
: 003201405003
Program
: Strata 1
Program Studi
: Teknik Mesin
Judul Skripsi
: Perancangan Mesin Bending dengan Tenaga
Hidrolik
Telah di periksa dan di setujui untuk di ajukan serta di pertahankan dalam ujian
komprehensif guna memperoleh Gelar Sarjana Teknik Pada Fakultas Teknik Universitas
Presiden.
Bekasi, Maret 2018
Dosen Pembimbing
Nanang Ali Sutisna M.Eng
iv
LEMBAR PERSETUJUAN
PERANCANGAN MESIN BENDING DENGAN TENAGA HIDROLIK
SKRIPSI
Oleh :
HENGKI TRIO ANTONI
003201405003
Pembimbing
( Nanang Ali Sutisna M.Eng )
Mengetahui
Ketua Prodi Teknik Mesin
(Dr. Lydia Anggraini, ST, M.Eng )
TEKNIK MESIN
PRESIDENT UNIVERSITY
2018
v
SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: HENGKI TRIO ANTONI
NIM
: 003201405003
Program Pendidikan
: Strata Satu (S1)
Program Studi
: Teknik Mesin
Dengan ini memberikan ijin kepada pihak Universitas Presiden Hak Bebas Royalti NonEksklusif atas karya ilmiah kami yang berjudul : “Perancangan Mesin Bending Pipa
dengan Tenaga Hidrolik”.
Pihak UNIVERSITAS PRESIDEN berhak menyimpan, mengelola, mendistribusikan,
atau mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa
perlu meminta ijin dari kami selama tetap mencantumkan nama kami sebagai
penulis/pencipta karya ilmiah tersebut.
Kami bersedia menanggung secara pribadi, tanpa melibatkan pihak UNIVERSITAS
PRESIDEN, segala bentuk tuntutan hukum yang timbul atas pelanggaran Hak Cipta
dalam karya ilmiah kami.
Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya.
Bekasi, Maret 2018
Yang menyatakan,
HENGKI TRIO ANTONI
vi
MOTTO
Kesempurnaan hanya milik ALLAH SWT dan rencana-NYA adalah yang terbaik dari
semua yang mempunyai rencana.
vii
ABSTRAK
Dalam dunia industri yang perkembangannya semakin pesat ini dan munculnya alat – alat
yang membantu pengerjaan di dunia industri khususnya di bidang workshop fabrikasi.
Mesin bending pipa mengunakan tenaga hydroulic dan motor sangat membantu dalam
menyelesaikan pekerjaan sehari – hari khususnya saat pengerjaan bending.
Mengunakan tenaga manual saat proses pengerjaan bending selain menguras
tenaga dan meningkatnya loss time saat proses pengerjaan menjadi faktor utama
dibuatnya mesin bending mengunakan tenaga hydroulic dan motor. Disamping proses
pengerjaannya yang relative lebih singkat dari pada mengunakan tenaga manual juga
dilihat dari segi safety proses saat pengerjaan. Mesin bending mengunakan tenaga
hydroulic dan motor penggerak lebih safety dan mengurangi terjadinya kecelakan kerja
dan ikut mengkampanyekan zero accident di lingkuan kerja khususnya PT. Hankook Tire
Indonesia.
Selain mengunakan motor pengerak juga dibantu oleh inventer dan contaktor yang
berfungsi sebagai pengatur laju maju dan mundurnya roller. Sehingga proses pengerjaan
fabrikasi menjadi lebih akurat dan presisi tergantung jenis material yang akan dikerjakan.
Kata kunci :
Bending mesin hydroulic, inventer, contaktor, safety, saving cost.
viii
ABSTRACT
In this rapidly growing industrial world and the emergence of tools - tools that
help workmanship in the industrial world, especially in the field of fabrication workshops.
Pipe bending machine using hydrolic and motor power is very helpful in completing the
daily work - especially when the appeal
Using manual power during bending process in addition to exhausting and
increasing loos time when the process is the main factor making bending machine using
hydrolic power and motor. Besides the process of workmanship is relatively shorter than
the use of manual labor is also seen in terms of process safety during workmanship.
Bending machine using hydolic power and motor driving more safety and reduce the
occurrence of work accidents and participate in campaigning zero accident in the work
environment, especially PT. Hankook Tire Indonesia.
In addition to using the motor crushers are also assisted by inventer and
contributor that serves as a regulator of the rate of forward and reverse roller. So that the
process of fabrication becomes more accurate and precision depends on the type of
material to be worked on.
Keywords :
Bending mesin hydrolic, inventer, contaktor, safety, saving cost.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, atas segala rahmat, dan karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Perancangan Mesin
Bending Pipa dengan Tenaga Hidrolik”.
Skripsi ini disusun guna melengkapi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan
program pendidikan Strata Satu UNIVERSITAS PRESIDEN. Tentunya penulisan Skripsi
ini tidak terlepas dari berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan yang
sangat besar sekali sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada
semua pihak yang telah membantu baik materiil maupun non materiil sehingga penulisan
Skripsi ini dapat diselesaikan, terutama kepada :
1. Ibu Dr. Lydia Anggraini ST, M.Eng, Selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin
Universitas President.
2. Bapak Nanang Ali Sutisna M.Eng, Selaku
Dosen Pembimbing, yang telah
menyediakan waktu dan pemikirannya untuk memberikan bimbingan dan arahan
bagi penulis dalam penyusunan penulisan skripsi ini.
3. Seluruh Dosen dan Staff Universitas President yang telah membantu penulis
selama penulis berkecimpung di dunia akademik.
4. Orang tua yang tidak pernah lelah memberikan dukungan, semangat,
motivasi,nasehat dan do’a kepada penulis.
5. Risma Setiani S.kom, (Istri) yang tidak lelah memberikan dukungan, semangat
motivasi kepada penulis.
6. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan penyusunan
Skripsi.
7. Engineering Team PT. HANKOOK TIRE INDONESIA
x
Kepada beliau – beliau, kami tidak dapat membalas kebaikan semua, selain
semoga amal kebaikan dibala oleh Tuhan Yang Maha Esa. Amin.
Mengingat keterbatasan kemampuan diri penulis, penulis sadar bahwa penulisan
Skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu adanya saran dan kritik yang
bersifat membangun sangat penulis harapkan.
Akhir kata penulis berharap semoga penulisan ini dapat memberikan manfaat bagi
kita semua yang membaca, terutama untuk perkembangan teknologi informasi dikalangan
akademis, praktisi, serta masyarakat umum.
Bekasi, Maret 2018
Penulis
xi
DAFTAR ISI
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................................. iii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................................iv
LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................................ v
SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ...............................................vi
MOTTO ............................................................................................................................ vii
ABSTRAK ....................................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ......................................................................................................... x
BAB I ................................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN ............................................................................................................... 1
1.1
Latar Belakang Masalah ........................................................................................ 1
1.2.
Perumusan Masalah............................................................................................... 2
1.3.
Batasan Masalah .................................................................................................... 3
1.4.
Tujuan dan Manfaat .............................................................................................. 3
1.5.
Sistematika Penulisan ............................................................................................ 4
BAB II .................................................................................................................................. 5
DASAR TEORI ................................................................................................................... 5
2.1.
Pengertian Bending ............................................................................................... 5
2.2
Deformasi plastis ................................................................................................... 5
2.3
Faktor yang Mempengaruhi Proses Bending ........................................................ 6
2.3.1
Ketebalan Material ......................................................................................... 6
2.3.2
Metode Bending ............................................................................................. 6
2.3.3
Ukuran Material ............................................................................................. 6
2.3.4
Peralatan Pendukung ...................................................................................... 6
2.4.
Prinsip Kerja Mesin Bending ................................................................................ 7
2.5.
Analisa Bahan ....................................................................................................... 9
2.5.1.
Baja Paduan Berdasarkan Komposisi ............................................................ 9
2.5.2.
Baja Paduan Berdasarkan Struktur .............................................................. 10
2.5.3.
Baja Paduan Berdasarkan Penggunaan ........................................................ 10
2.5.4.
Pengaruh Unsur Carbon Terhadap Baja ...................................................... 11
xii
2.6.
Faktor Keamanan ................................................................................................ 13
2.7.
Hidrolik ............................................................................................................... 14
2.7.1. Hukum – Hukum Dasar Hidrolik ..................................................................... 14
BAB III .............................................................................................................................. 17
METODOLOGI PENELITIAN......................................................................................... 17
3.1.
Diagram Alir ....................................................................................................... 17
3.1.1.
Identifikasi Masalah ..................................................................................... 18
3.1.2.
Pengumpulan Data ....................................................................................... 18
3.1.3.
Membuat Konsep Desain ............................................................................. 18
3.1.4.
Analisa Perancangan .................................................................................... 18
BAB IV .............................................................................................................................. 20
ANALISA PERANCANGAN MESIN BENDING .......................................................... 20
4.1
Desain mesin bending ......................................................................................... 20
4.1.1
Keterangan Komponen – Komponen Mesin bending .................................. 22
4.2.
Cara Kerja Mesin Bending .................................................................................. 23
4.3.
Analisa Bahan ..................................................................................................... 23
4.3.1.
Analisa Bahan Rangka Mesin ...................................................................... 24
4.3.2.
Analisa Bahan Poros .................................................................................... 25
4.3.3.
Analisa Bahan Roller ................................................................................... 26
4.4.
Analisa Komponen – Komponen Mesin Bending............................................... 27
4.4.1.
4.5.
Analisa Gaya yang Dibutuhkan ................................................................... 27
Analisa Tegangan Pada Poros ............................................................................ 33
4.5.1.
Analisa Tegangan Tekan Pada Poros ........................................................... 33
4.5.2.
Analisa Tegangan Geser Pada Poros ........................................................... 35
4.6.
Analisa Tegangan Pada Roller ........................................................................... 37
BAB V ............................................................................................................................... 40
KESIMPULAN dan SARAN ............................................................................................ 40
5.1.
Kesimpulan.......................................................................................................... 40
5.2.
Saran .................................................................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 41
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.2
Deformasi plastis....................................................................................... 5
Gambar 2.8a
Prinsip kerja mesin bending ( 1 ) .............................................................. 7
Gambar 2.8b
Prinsip kerja mesin bending ( 2 ) .............................................................. 7
Gambar 2.8c
Prinsip kerja mesin bending ( 3 ) .............................................................. 8
Gambar 2.8d
Prinsip kerja mesin bending ( 4 ) .............................................................. 8
Gambar 2.8e
Prinsip kerja mesin bending ( 5 ) .............................................................. 8
Gambar 2.6.1.1 “ Hukum pascal “ Tekanan di alirkan ke segala arah dan sama besar .... 14
Gambar 2.6.1.2 Pipa U Untuk menentukan massa jenis ................................................... 15
Gambar 4.1
Desain mesin bending ............................................................................. 20
Gambar 4.3.1
Rangka mesin bending ........................................................................... 24
Gambar 4.3.2
Poros ....................................................................................................... 25
Gambar 4.3.3
Roller ...................................................................................................... 25
Gambar 4.4.1
(1) Analisa Gaya yang dibutuhkan ......................................................... 26
Gambar 4.4.1
(2) Analisa Gaya yang dibutuhkan ......................................................... 28
Gambar 4.4.1
(3) Hollow bar 50mm x 50mm .............................................................. 29
Gambar 4.4.1
(4) Gaya yang terjadi pada material ........................................................ 31
Gambar 4.5
Spesifikasi Poros .................................................................................... 32
Gambar 4.5.1
Gaya yang terjadi pada poros L1 ............................................................ 32
Gambar 4.5.2
Gaya yang terjadi pada poros .................................................................. 34
Gambar 4.6
Spesifikasi roller .................................................................................... 36
xiv
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Dalam dunia industri yang perkembangan dan persaingannya semakin
pesat, tentunya memerlukan alat-alat penunjang dalam proses produksi yang
memadai untuk menyelesaikan perkerjaan dengan mudah khususnya di bagian
workshop fabrikasi khususnya pada PT. Hankook Tire Indonesia (tempat penulis
melakukan riset), dan untuk mempercepat pengerjaan waktu serta efesiensi biaya
yang di keluarkan oleh perusahaan tersebut. Dengan proses pengerjaan penekukan
(bending) secara manual tentunya akan menguras tenaga dan menimbulkan lost
time yang sangat merugikan perusahaan. Karena proses pengerjaannya yang lama.
dan di lihat dari segi safety kurang aman bagi operator yang mengerjakan tugas
tersebut secara manual.
Semakin majunya teknologi yang digunakan maka semakin cepat laju
produksi yang dihasilkan oleh industri itu sendiri. Di samping mempengaruhi
lebih cepat dan banyak hasil produksinya, juga produk yang dihasilkan lebih baik
dari segi kualitas maupun kuantitas. Dalam dunia industri seseorang dituntut
untuk lebih aktif dan kreatif. Seseorang dituntut mampu memiliki kemampuan
terhadap hasil produk untuk di inovasi. Guna tercapainya kemajuan dan
perkembangan dalam industri itu sendiri. Untuk menghasilkan/membuat
alat/mesin yang baru dirasa memang sulit. seseorang harus kreatif mampu
mempunyai ide dan menuangkan gagasannya tersebut. Dalam upaya untuk
memperbaiki dan meningkatkan kualitas dan efisiensi, maka di butuhkan sebuah
alat penunjang yang bisa mempermudah, mempercepat proses pengerjaan
1
penekukan (bending) pada workshop fabrikan untuk hasil yang lebih akurat dan
presisi.
Pada umumnya alat mesin bending ini di gunakan untuk membengkokkan
pipa dalam pembuatan kanopi (canopy), pagar tralis, jendela tralis, pintu tralis.
Perancangan alat mesin bending pipa ini di khususkan hanya untuk mengerol
material dengan ukuran maximum 50 x 50 mm. Karena dalam pengaplikasiannya
tidak banyak di gunakan untuk membengkokkan satu lingkaran penuh. Misalnya
dalam pembuatan kanopi (canopy) hanya membutuhkan ¼ lingkaran untuk
membuat bagian rangka atapnya.
Untuk itu penulis melakukan sebuah perancangan mesin bending pipa
pada PT. Hankook Tire Indonesia, untuk mengatasi masalah yang ada pada proses
penekukan (bending) pipa ini. Selain untuk mempermudah dan mempercepat
dalam proses pengerjaan, hasil yang di dapat juga di harapkan lebih baik. Dalam
pembuatan mesin bending pipa ini di butuhkan pemilihan bahan yang tepat, dan
juga desain yang baik sehingga mesin ini mampu bekerja secara optimal. Serta
pengoperasiannya sangat sederhana, agar semua operator dapat menggunakan
mesin tersebut.
1.2.
Perumusan Masalah
Berdasarkan permasalah di atas, maka dapat di rumuskan permasalahan yang ada,
yaitu :
Terjadinya loss time saat proses pengerjaan manual bending maka berinovasi
membuat mesin bending auto.
2
1.3.
Batasan Masalah
Dari perumusan masalah di atas, batasan masalahnya adalah sebagai berikut :
a. Hanya membahas tentang perhitugan tenaga hidrolik yang dibutuhkan saat sedang
melakukan proses bending.
b. Membahas tentang kekuatan komponen – komponen mesin bending yaitu poros
dan roller serta wiring diagram.
c. Perancangan mesin bending sesuai kebutuhan yaitu proses bending material JIS
G3101 : 1995 grade SS400 dengan spesifikasi 50 x 50 x 2500mm
1.4.
Tujuan dan Manfaat
Tujuan yang ingin di peroleh dalan pembuatan perancangan mesin bending
hidrolik ini adalah sebagai berikut :
a. Dapat menghitung kapasitas mesin hidrolik yang dibutuhkan untuk menekuk
material.
b. Membuat rancangan mesin bending dengan tenaga hidrolik.
Manfaat mesin bending hidrolik ini antara lain:
a. Mempermudah dan mempercepat kinerja operator untuk mengoperasikan mesin
bending dengan tenaga hidrolik ini, sehingga menjadi lebih efektif dan efisien.
b. Proses kerja lebih aman dan meminimalisir terjadinya kecelakaan kerja
3
1.5.
Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan skripsi ini sangat di butuhkan sehingga dapat
mempermudah dalam penyelesaian penyusunan penulisan skripsi ini, Berikut adalah
sistematika dalam penulisan sebagai berikut :
BAB I
PENDAHULIAN
Dalam bab ini menjelaskan tentang latar belakang, perumusan
masalah, batasan masalah, dan sistematika penulisan.
BAB II
DASAR TEORI
Dalam bab ini mejelaskan tentang mesin bending, macam – macam
mesin bending, pengertian hidrolik, hukum – hukum hidrolik dan
komponen – komponen mesin bending.
BAB III
METODELOGI PENELITIAN
Dalam
bab
ini
menjelaskan tentang diagram
alir proses
perancangan mesin bending.
BAB IV
PERANCANGAN MESIN BENDING
Dalam bab ini menjelaskan tentang analisa material yang
digunakan,
perancangan
kekuatan
bahan
yang
dibutuhkan,
perancangan design mesin bending, perancangan wiring diagram
BAB V
KESIMPULAN dan SARAN
Dalam bab ini menjelaskan tentang kesimpulan secara keseluruhan
dalam pembuatan laporan. Dan kritik dan saran untuk perbaikan
selanjutnya.
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1.
Pengertian Bending
Bending merupakan pengerjaan dengan cara memberi tekanan pada bagian tertentu
sehingga terjadi deformasi plastis pada bagian yang diberi tekanan. Sedangkan proses
bending merupakan proses penekukan menggunakan alat bending manual maupun
menggunakan mesin. Pengerjan bending biasanya dilakukan pada bahan plat baja karbon
rendah untuk menghasilkan suatu produk dari bahan plat. [1]
2.2
Deformasi plastis
Perubahan bentuk pada benda saat diberi tekanan melebihi batas Yield
strengthnya, sehingga mengakibatkan putusnya ikatan atom satu dengan yang lainnya
sehingga benda tidak dapat kembali ke bentuk semula. [2]
Gambar 2.2 Deformasi plastis
5
2.3
Faktor yang Mempengaruhi Proses Bending
Faktor yang mempengaruhi dalam proses kerja bending adalah :
a. Ketebalan material
b. Metode bending
c. Ukuran material
d. Peralatan pendukung
2.3.1
Ketebalan Material
Proses bending akan mengakibatkan penarikan pada sisi luar dan pengkerutan
pada sisi dalam diameter kelengkungan. Ketebalan plat akan berpengaruh pada radius
bending dapat dibentuk dan kemampuan material untuk dapat mengalami peregangan
tanpa terjadi distorsi.
2.3.2
Metode Bending
Prosedur atau metode yang tepat proses bending yang dilakukan sangat
berpengaruh pada kualitas produk yang dihasilkan.
2.3.3
Ukuran Material
Material dengan ukuran besar apabila dilengkungkan dengan radius yang kecil
akan mudah mengalami distorsi dibandingkan material dengan ukuran kecil dan radius
bending yang besar.
2.3.4
Peralatan Pendukung
Peralatan pendukung seperti alat ukur berfungsi sebagai media untuk melakukan
pengecekan hasil bending, dan indikator tekanan untuk mengetahui seberapa besar
tekanan yang diterima oleh material saat proses bending.
6
2.4.
Prinsip Kerja Mesin Bending
Dalam memahami kinerja dari mesin terlebih dahulu harus mengetahui dasar
penggunaan dari mesin tersebut. Dasar penggunaan ialah tata cara atau prinsip kerja
dalam pengoperasian dari suatu mesin. Prinsip kerja mesin bending ini pada awalnya
adalah menempatkan pipa di atas roller 1.
Gambar 2.8a prinsip kerja mesin bending ( 1 )
Kemudian material melewati roll 2 yang berada ditengah sampai berada di atas roll 3.
Pada posisi ini material harus benar-benar berada di tengah dari roll 1 dan 3. Agar proses
bending tidak cacat
Gambar 2.8b prinsip kerja mesin bending ( 2 )
Selanjutnya poros geser diturunkan sampai menyentuh material dan diputar, sehingga
terjadi bending di titik roll 2.
7
Gambar 2.8c prinsip kerja mesin bending ( 3 )
Gambar 2.8d prinsip kerja mesin bending ( 4 )
Ketika motor menyala dan putaran motor ditransmisikan ke inverter kemudian dari akan
ditransmisikan ke poros melalui sprocket dan rantai. Ketika rantai pada poros berputar
maka poros pun ikut berputar karena terpasang pasak pada gear dengan poros. Poros
inilah yang memutar roller sehingga material akan bergerak dari kiri ke kanan. Bending
yang terjadi di titik roll 2 akan terdistribusi pada tiap material, sehingga material akan
melengkung akibat tekanan bending tersebut
Gambar 2.8e prinsip kerja mesin bending ( 5 )
8
Proses berakhir ketika ujung pipa tepat berada di atas roll 1 dan motor dimatikan.
Kemudian motor dinyalakan lagi dengan arah putaran berlawanan, sehingga pipa akan
bergerak dari kanan ke kiri. Langkah yang terkhir ini dilakukan agar hasil pengerollan
lebih sempurna. Proses ini dilakukan secara berulang-ulang sampai bending pada pipa
sesuai keinginan dan kegunaan.
2.5.
Analisa Bahan
Pada baja yang terdiri dari unsur karbon saja biasanya ada pula unsur-unsur lainnya
yang ikut dalam baja, umumnya disebut baja paduan. Baja paduan ini terdiri dari kromium,
mangan, silisium, nikel, wolfram, molibdin, titanium, vanadium, dan unsur- unsur
lainnya.[3]
Baja paduan dapat diklasifikasikan sesuai dengan :
a . Komposisi
b . Struktur
c . Penggunaan
2.5.1. Baja Paduan Berdasarkan Komposisi
Berdasarkan komposisi, baja paduan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
a. Baja tiga komponen
Terbentuk dari tiga unusr komposisi didalamnya seperti mangan, silisium, nikel,
wolfram,
b. Baja empat komponen
Terbentuk dari tiga unusr komposisi didalamnya seperti wolfram, molibdin,
titanium, vanadium
9
2.5.2. Baja Paduan Berdasarkan Struktur
Berdasarkan strukturnya, baja paduan dapat diklasifikasikan sebagai berikut [2] :
a. Baja Ferrite, terdiri dari sejumlah besar unsur pemadu Cr, W, dan Si tetapi
karbonnya rendah dan tidak dapat dikeraskan.
b. Baja Pearlite, didapat jika unsur-unsur paduan relatif kecil maksimum 5% dan
baja ini mampu dimesin, sifat mekaniknya meningkat oleh kekerasan.
c. Baja Martensit, baja ini unsur pemadunya lebih dari 5%, sukar dalam proses
pemesinan.
d. Baja Autensit, terdiri dari 10% : 30 % unsur pemadu tertentu Ni, Mn dan Co
misalnya baja tahan karat stainless steel, non magnetis dan baja tahan panas.
e. Baja Ledeburit atau karbit, terdiri dari sejumlah karbon dan unsur-unsur
pembentuk karbit, yaitu Cr, W, Mn, Ti, Zr.
2.5.3. Baja Paduan Berdasarkan Penggunaan
Berdasarkan
penggunaannya baja dapat diklasifikasikan menjadi 3 bagian yang pokok
yaitu :
a. Baja konstruksi, baja ini dapat dibedakan menjadi 3 bagian yaitu : baja paduan
rendah, maksimum 2%, baja paduan menengah 2 % : 5% dan baja paduan tinggi
lebih dari 5%. Persentase kadungan karbon baja konstruksi ini adalah lebih
kurang 0,3% : 0,83%
b. Baja perkakas, baja ini dipakai untuk alat pemotong, persentase kandungan
karbonnya lebih kurang 0,84% : 2%.
c. Baja dengan sifat fisik khusus, baja ini dipakai pada hal-hal yang khusus
misalnya : baja tahan karat, baja tahan panas, baja tahan pakai suhu tinggi, paja
paduan istimewa.
10
2.5.4. Pengaruh Unsur Carbon Terhadap Baja
Sifat dari logam baja unsur-unsur yang dikandung akan mempengaruhi sifat
keuletan dan kekerasan. Unsur-unsur untuk baja antara lain, nikel, phospor, silikon,
mangan, kromium, molybdenum, vanadium, wolfram, belerang dan karbon.
Unsur karbon (C) pada baja merupakan unsur utama yang terdapat dalam besi sehingga
disebut baja. Unsur karbon dapat membuat baja menjadi keras dan rapuh. Sifat keras dan
lunak unuk baja tergantung persentase karbon, semakin tinggi komposisinya semakin kuat
dan rapuh, dan semakin rendah komposisinya baja akan semakin lunak dan elastis.[4]
Baja karbon adalah suatu baja yang mengandung karbon sampai maksimum 2%. Baja
karbon ini dapat dibagi atas 3 bagian, yaitu [4] :
a. Baja karbon rendah
b. Baja karbon sedang ( medium )
c. Baja karbon tinggi ( HSC )
2.5.4.1. Baja Karbon Rendah
Baja karbon rendah (mild steel) mengandung karbon antara 0,008% - 0,3% C.
Setiap satu ton baja karbon rendah mengandung 10 – 30 kg karbon. Baja karbon ini dalam
perdangangan dibuat dalam bentuk plat- plat baja, baja strip dan baja batang atau profil.
Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung dalam baja, maka baja karbon rendah dapat
digunakan atau dijadikan baja-baja sebagai berikut :
a. Baja karbon rendah yang mengandung 0,008 % - 0,10% C dijadikan baja-baja
plat atau strip.
b. Baja karbon rendah yang mengandung 0,05 % C digunakan untuk keperluan
badan-badan kendaraan.Baja ini mempunyai kekuatan tarik kira-kira 40 kgmm-2.
c. Baja karbon rendah yang mengandung 0,15% - 0,25% C digunakan untuk
11
kosntruksi jembatan, bangunan atau dijadikan baja-baja konstruksi.
d. Baja karbon rendah yang mengandung 0,20% - 0,30% C digunakan untuk
membuat baut-baut dan paku-paku keling atau untuk keperluan konstruksi.
Baja karbon rendah ini mempunyai sifat yang mudah dikerjakan dengan mesin ataupun
ditempa dan karena itu baja karbon ini disebut juga baja tempa atau baja mesin atau baja
alat-alat perkakas.
2.5.4.2. Baja Karbon Sedang
Baja karbon sedang ini mengandung karbon antar 0,30% - 0,60%C. Setiap ton
baja karbon ini mengandung karbon antara 30 – 60 kg. Baja karbon ini banyak
digunakan untuk keperluan alat-alat perkakas bagian- bagian mesin. Berdasarkan
jumlah karbon yang terkandung dalam baja, maka baja karbon ini dapat digunakan
untuk hal-hal sebagai berikut :
a. Mengandung 0,40% C digunakan untuk keperluan industri kendaraan misalnya
untuk bahan membuat baut-baut atau mur- mur, poros engkol, batang-batang
torak atau poros-poros dan lain sebagainya.
b. Mengandung 0,50% dipergunakan untuk membuat roda-roda gigi, martil, clamp
(alat penjepit).
c. Mengandung 0,55% - 0,60% C dipergunakan untuk membuat pegas- pegas.
2.5.5.3. Baja Karbon Tinggi
Baja karbon ini mengandung karbon antara 0,70% - 1,30% (70 – 130 point)
dan setiap 1 ton mengandung karbon antara 70 – 130 kg. Baja karbon ini banyak
dipergunakan untuk pekerjaan – pekerjaan yang mengalami panas ( heat treartment).
Berdasarkan jumlah karbon yang terkandung di dalam baja, maka baja karbon ini dapat
digunakan untuk hal-hal sebagai berikut :
12
a. Mengandung kira-kira 0,95% C dipergunakan untuk keperluan pembuatan
pegas-pegas, alat-alat perkakas seperti paron/landasan, palu/martil, gergaji, dan
alat-alat/pahat-pahat potong.
b. Mengandung karbon 1% - 1,5% dipergunakan untuk keperluan pembuatan
kikir, pisau-pisau cukur, mata-mata gergaji dan bola-bola untuk bantalan bola.
2.6.
Faktor Keamanan
Faktor Keamanan (Safety factor) adalah faktor yang digunakan untuk
mengevaluasi agar perencanaan elemen mesin terjamin keamanannya dengan dimensi
yang minimum. [6]
Faktor Keamanan/ Safety Factor (sf) berdasarkan tegangan luluh adalah :
a. sf = 1,25 – 1,5 : kondisi terkontrol dan tegangan yang bekerja dapat
ditentukan dengan pasti
b. sf = 1,5 – 2,0 : bahan yang sudah diketahui, kondisi lingkungan beban dan
tegangan yang tetap dan dapat ditentukan dengan mudah.
c. sf = 2,0 – 2,5 : bahan yang beroperasi secara rata-rata dengan batasan
beban yang diketahui.
d. sf = 2,5 – 3,0 : bahan yang diket
e. sf = 3,0 – 4,5 : bahan yang sudah diketahui. Kondisi beban, tegangan dan
lingkungan yang tidak pasti.
13
2.7.
Hidrolik
Sistem hidrolik adalah teknologi yang memanfaatkan fluida (zat cair) untuk
melakukan gerakan segaris atau putaran. Dalam system hidrolik, fluida digunakan sebagai
penerus gaya. Prinsip dasar hidrolik adalah jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka
tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang
kekuatannya (Hukum Archimedes). Bentuk sifat zat cair adalah menyesuaikan terhadap
ruangan
yang ditempatinya. Zat cair mempunyai sifat tidak dapat dikompresikan
(incrompressible), beda dengan gas yang bisa dikompresikan.
2.7.1. Hukum – Hukum Dasar Hidrolik
2.7.1.1. Hukum Pascal
Seorang ilmuan Francis bernama Pascal menemukan prinsip dasar tentang fluida
yang ada kaitannya dengan cairan sebagai tenaga yang melipat gandakan gaya dan
modifikasi gerakan-gerakan. Pascal mengatakan bahwa :
“ Tekanan yang diberikan pada suatu fluida, akan diteruskan ke segala arah, bekerja
dengan gaya yang sama besar pada luas yang sama dan bergerak kearah tegak lurus
terhadap titik-titik mereka bekerja “
Gambar 2.6.1.1 “ Hukum Pascal” tekanan di alirkan ke segala arah dan sama besar
14
Tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas. Tekanan
(P) adalah satuan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Maka dapat
didefinisikan sebagai berikut :
𝑃=
𝐹
𝐴
( N/m2 )
Dimana :
P = Tekanan ( bar )
F = Gaya ( N )
A = Luas penampang ( m2 )
2.7.1.2. Hukum Hidrostatik
Hukum utama hidrostatik berbunyi :
“ Tekanan hidrostatik pada sembarang titik yang terletak pada bidang mendatar di
dalam wadah suatu jenis zat cair sejenis dalam keadaan seimbang adalah sama “
Gambar 2.6.1.2 Pipa U untuk menentukan massa jenis zat cair
15
Volume kecil fluida pada kedalaman tertentu dalam sebuah bejana akan
memberikan tekanan ke atas untuk mengimbangi berat fluida yang ada di atasnya. Untuk
suatu volume yang sangat kecil, tegangan adalah sama di segala arah, dan berat fluida
yang ada di atas volume sangat kecil tersebut ekuivalen dengan tekanan yang dirumuskan
sebagai berikut :
Pℎ = ρ.g.h
Dimana :
Pℎ = Tekanan hidrostatik ( N/m2 )
ρ = Kerapatan fluida ( kg/m3 )
g = Percepatan grafitasi ( m/s2 )
h = Tinggi cairan fluida ( m )
16
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1.
Diagram Alir
Secara umum metodologi penelitian dalam merancang mesin bending ini di
tunjukkan pada gambar 3.1 berikut ini.
Mulai
Identifikasi masalah
Pengumpulan data
Membuat konsep desain
Evaluasi
Desain ?
Ya
Ya
Analisa perancangan
Selesai
Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian
17
3.1.1. Identifikasi Masalah
Mesin bending manual yang masih mengunakan tenaga manusia memerlukan
waktu yang cukup lama dan memakan biaya yang mahal, Hasil dari proses manual
bending sangat jauh dari kata akurat.
3.1.2. Pengumpulan Data
Sumber data – data yang diperoleh dari literatur yang bertujuan untuk menjawab
permasalahan dan memudahkan mendapatkan informasi agar tercapainya sebuah tujuan
3.1.3. Membuat Konsep Desain
Konsep desain yang dibuat harus memenuhi dengan standart material yang sudah
ditetapkan dan mudah dalam pengaplikasiannya. Dari segi material yang digunakan serta
kekuatan meterial yang digunakan..Dalam hal ini konsep desain mengunakan :
a. Motor listrik sebagai motor pengerak
b. Mengunakan tiga buah poros sebagai penopang roller
c. Mengunakan inverter sebagai reducer motor listrik
d. Mengunakan chain dan sproket sebagai transmisi putaran
3.1.4. Analisa Perancangan
Proses kerja memerlukan suatu perencanaan yang benar-benar matang. Hal ini
sangat penting guna menuntun dalam proses kerja, membatasi masalah-masalah apa saja
yang perlu diselesaikan sesuai dengan perencanaan, sehingga hasilnya sesuai dengan
yang diharapkan.Perencanaan yang dibuat yaitu perencanaan yang lebih menekankan
pada kekuatan pada komponen – komponen mesin bending , maka perlu diperhatikan halhal berikut :
18
a. Analisa bahan
b. Analisa kekuatan poros
c. Analisa kekuatan roller
d. Desain mesin bending
e. Analisa gaya yang dibutuhkan
19
BAB IV
ANALISA PERANCANGAN MESIN BENDING
4.1
Desain mesin bending
Desain mesin bending harus sangat diperhatikan, Selain dari pengalaman perhitungan dan analisis
tehnik juga diperhatikan sebagai sarana refrensi. Walaupun dalam pengaplikasiannya nilai teoritik
jarang di praktikan di lapangan.Desain mesin bending ditentukan dari pertimbangan sabagai
berikut :
a. Mengunakan tenaga motor listrik sebagai sumber penggerak mesin bending
b. Mengunakan inverter sebagai reducer motor listrik dalam artian bila mengunakan
inverter tenaga yang dihasilkan sama besar walaupun kecepatan motor listrik tersebut
pelan.
c. Mesin ini mengunakan tiga buah poros yaitu dua poros tetap dan satu poros geser yang di
topang mengunakan bantalan poros ( block bearing ) serta mengunakan chain dan
sprocket untuk mentrasmisikan putaran.
d. Desain mesin bending ini mempunyai dimensi tinggi mesin 1000mm dan mempunyai
lebar 800mm dan panjang 800mm. Dimensi mesin yang sangan aman bagi operator dan
mudah ditempatkan dalam ruangan.
e. Sangat mudah dalam maintenance dan penggantian suku cadang mesin bending
Gambar : 4.1 Design mesin bending
20
Keterangan komponen mesin bending :
Part No
Part Name
Qty
Material
1
Frame 1
4
SS400
2
Frame 2
2
SS400
3
Frame 3
6
SS400
4
Frame 4
1
SS400
5
Frame 5
2
SS400
6
Frame 6
1
SS400
7
Top plate
4
SS400
8
Frame 7
1
SS400
9
Bottom plate
4
SS400
10
Chanel
1
SS400
11
Base plate ( UCP )
2
SS400
12
Frame 8
1
SS400
13
Roller
3
S45C
14
Stopper
1
SS400
15
Poros tetap
2
S45C
16
Sprocket
3
SS400
17
Poros geser
1
S45C
18
UCP
6
-
19
Hydrolic
1
-
20
Motor
1
-
21
Bolt M6 x 30
2
-
22
Bolt M8 x 40
3
-
23
Bolt M10 x 80
2
-
24
Bolt M10 x 130
2
-
25
Bolt M14 x 60
2
-
26
Bolt M14 x 140
8
-
27
Chain
1
-
28
Electrical base
1
-
29
Handle
1 Set
-
Table 4.1 Keterangan komponen mesin bending
21
4.1.1
Keterangan Komponen – Komponen Mesin bending
Komponen mesin bending dikelompokan menjadi beberapa komponent yaitu :
a. Komponen utama
b. Komponen pendukung
c.
4.1.1.1
Komponen Utama
Komponen utama adalah komponen yang berperan langsung saat melakukan proses
bending yaiu :
a.
b.
c.
d.
e.
f.
4.1.1.2
Motor listrik
Sprocket
Poros tetap dan poros geser
Roller
Inverter
Hidroulic
Komponen Pendukung
Komponen utama adalah komponen yang tidak berperan langsung saat melakukan proses
bending yaiu :
a. Rangka mesin
b. Pengunci
c. Handle
22
4.2.
Cara Kerja Mesin Bending
Dalam prosesnya mesin bending ini mengunakan motor listrik sebagai motor
penggeraknya dan mengunakan sprocket dan chain untuk mentrasmisikan laju dari motor
listrik. Serta mengunakan hidrolik sebagai sumber tekanan untuk membengkokan
material. Mesin bending ini mempunyai kelebihan di control elektriknya yaitu
mengunakan inverter sebagai pengatur putaran motor, selain sebagai pengatur putaran
motor inverter juga sebagai control utama mesin bending ini.
4.3.
Analisa Bahan
Pemilihan bahan pada pembuatan mesin bending ini harus benar-benar diperhatikan.
Pembuatan dengan bahan yang baik akan mendapatkan hasil yang baik pula, dari segi
kualitas. Komponen-komponen yang terdapat pada mesin bending ini cukup banyak.
Pembahasan pemilihan bahan difokuskan pada komponen yang berpengaruh besar
terhadap tingkat keamanan dan keawetan mesin.
Material yang digunakan untuk proses bending adalah yang berbahan karbon
rendah dimana mempunyai kandungan karbon < 0.3% Yang mempunyai sifat mudah
berubah bentuk dan bagus untuk proses pengerjaan welding, forging, drilling, machining,
cold drawing dan heat treating.
Dalam proses bending mengunakan material standart JIS ( Japanese Industrial Standart ).
JIS G3101 ( 1995 ) SS400 yang mempunyai yield strength 245 Mpa dan tensile strength
400 – 510 Mpa. [9]
23
4.3.1. Analisa Bahan Rangka Mesin
Pada mesin bending pipa ini , rangka merupakan bagian/komponen yang vital dalam
merancang mesin bending. Pemilihan bahan dasar rangka juga sangat berpengaruh
terhadap hasil pembuatan alat/mesin pengerol pipa. Memilih bahan dasar yang baik dan
kokoh merupakan hal utama yang harus diperhatikan. Selain konstruksi rangka yang baik
dan kokoh, bahan dasar rangka juga harus kuat dan mampu dikerjakan fabrikasi dan
pemesinan. Berdasarkan pernyataan tersebut maka untuk bahan dasar rangka dipilih
standard JIS G3101 Grade SS400 spesifikasi hollow bar 3mm x 100mm x 100mm.
Gambar 4.3.1 Rangka mesin bending
24
4.3.2. Analisa Bahan Poros
Poros adalah sebuah komponen dari mesin bending pipa yang berfungsi sebagai
poros utama untuk memutarkan roller pada saat proses pengerolan pipa. Selain itu, poros
juga berfungsi sebagai penahan beban pada saat proses pengerolan berlangsung, serta
penahan tekanan pada saat dilakukannya proses pengerolan pipa.
Bahan yang baik digunakan untuk membuat poros adalah :
1. Kuat ( mampu tekan )
2. Ulet ( mampu puntir )
3. Tidak mudah berubah bentuk
4. Mudah dalam pengerjaan pemesinan
Gambar 4.3.2 poros
Berdasarkan kriteria tersebut maka bahan poros dipilih standard JIS G4051 Grade SS45C
[9]
25
4.3.3. Analisa Bahan Roller
Pada mesin bending pipa terdapat sebuah komponen yang berperan penting
terhadap proses pengerolan pipa. Komponen tersebut berupa roller yang berfungsi
sebagai dudukan atau tempat pipa untuk proses pengerolan pipa. Dikarenakan
berhubungan langsung dengan pipa pada saat pengerolan, maka untuk bahan dasar dari
roller harus bersifat kuat dan ulet atau mampu puntir dan mampu tekan.
Bahan yang baik untuk membuat roller mempunyai sifat antara lain :
1. Kuat ( mampu tekan )
2. Ulet ( mampu puntir )
3. Tidak mudah berubah bentuk
4. Mudah dalam pengerjaan pemesinan
Gambar 4.3.3 roller
Berdasarkan kriteria tersebut maka bahan poros dipilih standard JIS G4051 Grade SS45C
[9]
26
4.4.
Analisa Komponen – Komponen Mesin Bending
4.4.1. Analisa Gaya yang Dibutuhkan
Gaya yang dibutuhkan untuk membengkokkan material benda kerja dapat di peroleh dari
perhitungan di bawah ini. [7]
Gambar 4.4.1 ( 1 ) Analisa gaya yang dibutuhkan
σb =
M
b.
I
1
h
2
Dimana :
σb
= Yield strength ( Mpa )
= Momen bending / lentur ( 𝑚2 )
MB
b
= Lebar material
h
= Tinggi material
27
σb =
=
=
=
=
=
M
1
h
2
1
b.h3
12
b.
1
1
1
1
F.� 2 L � . � 2 h �
1
b.h3
12
F.� 2 L � . � 2 h �
1
b.h2
12
1
1
F.� 2 L � . 2
1
b.h2
12
1
3
F.L
b.h2
3 F.L
b.h2
Karena b = h maka σb =
σb =
3 F.L
b3
Maka gaya yang dibutuhkan dapat dihitung dengan :
F=
σb . b3
3. L
……………………………………………………. ( Rumus 4.1 )
28
Spesifikasi material yang akan dilakukan analisa adalah hollow bar, maka gaya yang
dibutuhkan dapat dihitung dengan rumus :
Gambar 4.4.1 (2) Analisa gaya yang dibutuhkan
σb =
=
M
b.
I
1
h
2
1
1
F.� 2 L � . � 2 h �
I
Maka gaya yang dibutuhkan dapat dihitung dengan :
F=
�
σb . I
1
1
L�. � 2
2
h�
…………………………………………. ( Rumus 4.2 )
29
Spesifikasi material yang akan dilakukan analisa adalah hollow bar 50 x 50 x 2500mm
(JIS G3101 – 1995 SS400 ). Maka gaya yang dibutuhkan dapat dihitung dengan rumus
4.2 sebagai berikut:
Gambar 4.4.1(3) Hollow bar 50mm x 50mm
F=
�
σb . I
1
1
L�. � 2
2
h�
Dimana :
ℎ = 50 mm
= 0,05 m
𝑏2 = 44 mm
= 0.044 m
𝑏 = 50 mm
= 0,05 m
L = 2500 mm
= 2,5 m
σb
= Yield strength = 245 Mpa
= 245000000 N/m2
30
Momen inersia pada material :
1
I = ( 12 x b4 )
Itotal = I1 - I2
1
1
I1 = ( 12 x b4 )
1
= ( 12 x 0,054 )
= 0,0000005187 m4
I2 = ( 12 x 𝑏2 4 )
1
= ( 12 x 0,0444 )
= 0,0000003111 m4
I = I1 - I2
= 0,0000005187 – 0,0000003111
= 0,2076 x 10-6 𝑚4
Maka gaya yang dibutuhkan untuk membending material dapat di hitung mengunakan
rumus ( 4.2 ) :
F=
1
σb . I
1
� 2L�. � 2 h�
Dimana :
F
= Beban / Gaya ( N )
σb
= Yield strength = 245 Mpa = 245 x 106 N/m2
I
= Momen Inertia ( m4 )
ℎ
= Tinggi hollow bar ( m )
L
= Jarak antar poros (m)
31
Gambar 4.4.1 (4) Gaya yang terjadi pada material
Gaya yang terjadi pada material :
F =
F =
�
σb . I
1
1
L�. � 2
2
h�
245 x 106 N/m2 . 0,2076x 10−6 m4
1
.
2
1
0.4m x 2 . 0.05m
F = 10175 N
= 10175 N ≈ 1037,5 kgf
= 1038 kgf ≈ 1,1 Ton
32
4.5.
Analisa Tegangan Pada Poros
Spesifikasi material yang digunakan adalah JIS G4051 grade S45C. [9]
Gambar 4.5 Spesifikasi poros
4.5.1. Analisa Tegangan Tekan Pada Poros
Analisa tegangan yang terjadi pada poros :
Gambar 4.5.1 Gaya yang terjadi pada poros 𝐿1
Tegangan tekan dapat di hitung dengan :
σt =
F
A
33
Dimana :
d = 25mm = 0.025m
L = 100mm = 0,1m
F = 10175 N
Yield strength
= 343 Mpa
= 343000000 N/m2
A = d . L1
= 0,025m . 0,1m
= 0,025 m2
σt
=
10175 N
0,025 m2
= 407000 N/m2
= 407000 N/m2 ≈ 0,407 Mpa
= 0,407 Mpa
Safety faktor adalah 2 maka tegangan ijin :
σi =
=
σB
v
343 Mpa
2
= 171,5 Mpa
Poros aman terhadap tegangan tekan karena tidak melebihi dari tegangan ijin yang
diijinkan σt < σi
34
4.5.2. Analisa Tegangan Geser Pada Poros
Spesifikasi material yang digunakan adalah JIS G4051 grade S45C tegangan geser
yang terjadi pada poros dapat di hitung dengan :
tg =
F
A
Gambar 4.5.2 Gaya geser yang terjadi pada poros
Dimana :
d = 25mm = 0.025m
L = 190mm = 0,19m
F = 10175 N
ts = Shear strength
= 171,5. Mpa = 171,5 x 106 N/m2
35
Dimana :
π. d2
A=
=
4
3,14x0,0252
4
= 0,0049 m2
Sehingga tegangan geser adalah :
tg =
=
F
A
10175 N
0,0049 m2
= 2.076.531 N/m2
= 2,1 Mpa
Safety faktor adalah 2 maka tegangan ijin :
ti = ts / v
=
171,5 Mpa
2
= 85,75 Mpa
Poros aman terhadap tegangan tekan karena tidak melebihi dari tegangan ijin yang
diijinkan σt < σi
36
4.6.
Analisa Tegangan Pada Roller
Analisa Tegangan yang terjadi pada roller :
Gambar 4.6 Spesifikasi roller
Diketahui :
D = 66 mm = 0,066 m
r
= 33 mm = 0,033 m
π = 3,14
F = 10175 N
MB = 2035 N/m
Yield strength = 343 Mpa
= 343000000 N/𝑚2
37
Tegangan tekan yang terjadi pada roller dapat cari dengan rumus :
σt =
MB . r
1
.
64
π . d4
1
.
64
3,14 . 0,0664 m
1
.
64
3,14 . 0,0664 m
=
2035 N/m . 0,033 m
=
2035 N/m . 0,033 m
=
=
2035 N/m . 33
0,015 . 3,14 . 664
67155 N/m
893711
= 0,075 N/m
= 0,075 N/m ≈ 0,000000075 MPa
= 0,000000075 MPa
Safety faktor adalah 2 maka tegangan ijin :
σi =
=
σB
v
343 Mpa
2
= 171,5 Mpa
Poros aman terhadap tegangan tekan karena tidak melebihi dari tegangan ijin yang
diijinkan σt < σi
38
Dimana :
σt = Tegangan tekan ( MPa )
MB = Momen bending / lentur ( N/m )
r
= Jari – jari ( m )
d
= Diameter spesimen ( m )
39
BAB V
KESIMPULAN dan SARAN
5.1.
Kesimpulan
Pada perancangan dan pengamatan pada mesin bending pipa ini dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut :
a . Berdasarkan data dan penelitian yang dilakukan pada material JIS G3101 : 1995
grade SS400 spesifikasi material yang dilakukan penelitian adalah hollow bar
50mm x 50mm x 2500mm dengan ketebalan 3mm dapat di bending dengan
gaya 10175 N ( 1038 kgf ≈ 1,1 Ton )
b. Tegangan yang terjadi pada poros dan roller aman terhadap tegangan yang
terjadi karena tidak melebihi dari tegangan ijin. Dengan demikian kontruksi
yang dibuat dapat menahan beban yang terjadi.
5.2.
Saran
Saran untuk pengembangan pada mesin bending ini :
a. Analisa kekuatan rangka mesin saat menerima tekanan saat terjadi proses
bending
b. Analisa daya motor yang dibutuhkan
c. Improvement pada komponen – komponen mesin bending
40
DAFTAR PUSTAKA
[1]
https://en.wikipedia.org/wiki/Bending
[2]
Materials science and engineering : an introduction / William D. Callister, Jr.—
7th ed
[3]
Anonim.1993. ASM Handbook Volume 1: Properties and Selection: Irons, Steels,
and High-Performance Alloys. ASM International.
[4]
Engineering Materials 2 An Introduction to Microstructures, Processing and
Design Third Edition Michael F. Ashby and David R. H. Jones Department of
Engineering, Cambridge University, UK
[5]
Sularso dan Suga, K. 2002. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin.
Jakarta: Pradnya Paramita
[6]
Vidosic, J. P.: Machine Design Projects (New York: Ronald Press Co., c1957
[7]
Strength Of Materials Fifth Edition William A. Nash, Ph.D and Merle C. Potter,
Ph.D.
[8]
Buku Ajar Dasar Mekanika Fluida 2010, Adri Maldi Subardjah M.Sc
[9]
Handbook of Comparative World Steel Standart ( third edition ) Jhon E. Bringas
[10]
Fundamentals of Fluid Mechanics ( sixth edition ) Munson, Young, Okiishi, &
Huebsch
[11]
Juhana, Ohan, dan Suratman, M. 2000. Menggambar Teknik Mesin dengan
Standar ISO. Bandung: Pustaka Grafika.
41
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 2.6.1.1 ( https://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Pascal )
2. Gambar 2.6.1.2 ( http://fisikazone.com/hukum-dasar-fluida-statis )
42