II-1

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pipa

Pipa merupakan suatu alat yang digunakan untuk transportasi fluida (cair,gas)

dari suatu tempat ketempat lainnya, atau dari suatu equipment ke equipment lainnya.

Fungsi lain dari pipa yaitu dapat digunakan untuk bahan membuat pagar tralis,

tangga putar, canopy, dll.

2.1.1 Pipa Struktural

Secara umum, pipa struktural adalah jenis pipa konstruksi baja yang

memenuhi standar komposisi kimia dan sifat mekanik tertentu. Pipa ini dapat

digunakan untuk berbagai aplikasi struktural. Jenis pipa struktural yang umum

termasuk:

a. Pipa Baja Seamless

Pipa struktural baja seamless adalah produk pipa tahan lama yang biasa

digunakan untuk menumpuk dermaga, penumpukan pipa, caissons, dan bollards.

b. Pipa Baja ERW

Pipa Baja ERW merupakan pipa struktural yang biasa dikenal oleh industri

konstruksi sebagai pipa saluran berkualitas tinggi dan biasanya digunakan oleh

perusahaan minyak dan utilitas. Pipa baja ini bisa digunakan untuk tiang tanda,

kolom, dermaga, dan konstruksi terowongan.

c. Pipa Baja Spiral

Pipa baja spiral merupakan jenis pipa struktural yang ekonomis dan tahan

lama yang menawarkan daya tahan lama untuk hal-hal seperti casing jalan,

penumpukan dan parit.

d. Pipa Baja Karbon DSAW

Pipa baja karbo DSAW merupakan pipa struktural ini dilas pada OD dan

ID. Ini tersedia dalam berbagai kelas dan digunakan untuk casing jalan, jalan

yang membosankan, gorong-gorong, dan banyak lagi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-2

e. Pagar Pipa

Pipa ini adalah jenis pipa struktural yang menjadi populer untuk bangunan

pagar karena daya tahan dan kekuatannya yang tinggi. Pipa struktural ini

digunakan untuk melampirkan taman, tempat parkir, dan banyak lagi.

2.1.2 Klasifikasi dan Bahan Pipa

Klasifikasi dan bahan pipa dapat dikemukakan sebagai berikut :

1. Pipa GIP (Galvanized Iron Pipe)

Pipa ini sering disebut pipa galvanis yang merupakan semacam pipa besi yang

ditutupi dengan lapisan pelindung seng yang dapat sangat mengurangi

kecenderungan pipa untuk menimbulkan korosi.

Pipa galvanis mempunyai banyak manfaat salah satunya sebagai penyalur

utama bahan gas, air, minyak, uap atau gas agar instalasinya kuat, aman dan tahan

lama. Pada beberapa keperluan lain, bahan ini juga digunakan sebagai konstruksi:

misalnya penopang/ tiang dan sebagainya, tergantung kebutuhan penggunanya.

Keuntungan pipa galvanis :

a. Tahan pecah

b. Tahan lama

c. Sambungannya menggunakan ulir

d. Permukaannya kuat

2. Pipa plastic PVC

Pipa PVC yaitu jenis pipa plastik, umumnya digunakan sebagai bahan

penyalur air dingin dan air limbah ringan dan berat, terutama cairan kimia sebab

bahan pipa ini sangat baik untuk bahan cairan yang sifatnya menimbulkan reaksi

tertentu dengan ada tidaknya perubahan suhu

Berdasarkan tingkat ketebalannya, pipa peralon bisa dibagi menjadi 3 macam

yaitu :

Tipe C : Ini adalah pipa yang paling tipis. Ukuran diameter yang ada di pasaran

mulai dari yang 5/8 inci, 1/2 inci, 3/4 inci, 1 inci, 1 1/4 inci, 1 /2 inci, 2 inci, 2

1/2 inci, 3 inci, 4 inci sampai dengan 5 inci. Pipa jenis ini biasanya digunakan

saat membangun saluran pembuangan air dengan tekanan yang lemah dan

sebagai pelindung kabel listrik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-3

Tipe D : Ini adalah jenis pipa dengan ketebalan yang sedang. Biasanya dipakai

di dalam saluran pembuangan air dengan tekanan yang normal. Adapun ukuran

diameter yang dijual di pasaran mulai dari 1 1/4 inci hingga 10 inci.

Tipe AW : Ini adalah pipa PVC yang paling tebal. Ukuran diameternya mulai

dari 1/2 inci sampai yang 1 inch. Adapun kegunaan dari pipa AW diperlukan

saat membangun saluran air bertekanan tinggi, seperti saluran pompa air tanah.

PVC memiliki keuntungan, yaitu:

a. Tahan terhadap bahan kimia

b. Sangat kuat

c. Biaya instalasi mudah

d. Daya konduksi panas yang rendah

e. Penginstalannya mudah

f. Hampir bebas pemeliharaan (virtually free maintenance)

g. Memiliki daya tahan korosi

3. Pipa Baja (Steel Pipe)

Pipa baja berfungsi sebagai jalur pipa untuk pasokan energi, misalnya : air,

minyak, gas dan cairan mudah terbakar lainnya. Pada dunia industri, kegunaan pipa

sangatlah dominan. Antara lain sebagai sistem transportasi berbagai produk

industri. Oleh karena itu pemilihan material sangatlah penting mengingat fluida

yang akan dialirkan mempunyai karakteristik yang berbeda-beda sehingga

medianya (pipa) akan menyesuaikan.

a. Carbon Steel

Baja karbon adalah bahan pipa yang paling umum dalam industri power plant,

kimia, proses, hidrokarbon dan pipa industri. Baja ringan adalah baja karbon dengan

kandungan karbon kurang dari 0,30%. Baja karbon menengah memiliki 0,30%

sampai 0,60% karbon. Baja karbon tinggi memiliki karbon diatas 0,6%.

b. Alloy Steel (Baja Paduan)

Baja paduan merupakan salah satu baja yang mengandung sejumlah elemen

paduan, seperti 0,3% kromium (Cr), nikel 0,3% (Ni), molibdenum 0,08% (Mo), dll

[ASTM A 941]. Baja paduan rendah adalah baja paduan yang mengandung kurang

dari minimum persentase paduan yang didefinisikan. Baja paduan umumnya

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-4

dipakai dalam operasi temperature tinggi dan tekanan tinggi seperti di pembangkit

listrik, penukar panas dan tabung tungku, serta reaktor kimia.

4. Pipa Tembaga

Pipa tembaga merupakan jenis pipa yang kuat dan tahan lama, dan biasanya

lebih banyak digunakan untuk instalasi air panas. Pipa Tembaga dapat menjadi

alternatif karena lebih flexibel dan tidak berkarat, selain juga tahan panas dan

tekanan tinggi.

Bahan pipa tembaga merupakan bahan tambang dari bumi sebagaimana

layaknya bahan boksit, monel, timah maupun besi, tetapi tembaga memiliki sifat

istimewa: karena kuat, tahan karat, mudah dibentuk dan dapat digunakan dalam

berbagai keperluan seperti kebel elektrinika dan sebagainya.

5. Pipa Beton

Pipa Beton merupakan suatu komposisi bahan bangunan yang dibuat dari

campuran semen atau bahan perekat sejenisnya, batu koral, air dan agregat dengan

atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi mutu pipa beton itu.

Digunakan untuk saluran limbah, terowongan, dan irigasi.

6. Pipa Kuningan

Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan kadar

tembaga antara 60-96% massa. Warna kuningan bervariasi dari coklat kemerahan

gelap hingga ke cahaya kuning keperakan tergantung pada jumlah kadar seng. Seng

lebih banyak mempengaruhi warna kuningan tersebut. Komponen utama dari

kuningan adalah Tembaga sehingga kuningan biasanya diklasifikasikan sebagai

paduan tembaga Kuningan sangat mudah untuk di bentuk ke dalam berbagai

bentuk, sebuah konduktor panas yang baik, dan umumnya tahan terhadap korosi

dari air garam. Karena sifat-sifat tersebut, kuningan kebanyakan digunakan untuk

membuat pipa, assesoris plambing alat plambing, tabung, sekrup, radiator, alat

musik, aplikasi kapal laut, dan casing cartridge untuk senjata api. Kuningan lebih

kuat dan lebih keras daripada tembaga. Dalam perdagangan dikenal 3 jenis

kuningan, yaitu:

a. Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95%

b. Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90%

c. Plat kuningan (brass sheet) kadar tembaga antara 60-90%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-5

7. Pipa besi tuang ( cast iron)

Pipa besi tuang adalah jenis pipa yang sangat keras dibanding pipa besi sejenis

karena dengan hasil cor, karbon (Ca) sehingga mempunyai sifat carbon (sifat

mengeras) dan tahan atas karat. Oleh karenanya sangat sesuai digunakan sebagai

penyaluran limbah industri pada proyek sanitasi (purification Plan). Akan tetapi

cukup banyak pengusaha menggunakan bahan pipa besi tuang ini pada proyek kecil

hingga sedang di gedung komersial.

(Teknik Perawatan Mekanik,2014).

2.2 Proses Pengerolan

Proses pengerolan yang dimaksud adalah proses perubahan bentuk yang

semula berbentuk lonjoran lurus berubah bentuk menjadi melengkung dan

melengkungnya tersebut disesuaikan dengan kegunaan dan kebutuhan.

2.2.1 Pengerolan Plat

Pengerolan plat merupakan kegiatan membengkokkan plat dari bentuk datar

menjadi lengkung dengan cara dijepit dan ditekan pada 3 batang poros roll besi

sehingga membentuk lingkaran dengan jari-jari sesuai yang diinginkan. Metode

pengerolan plat dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu:

1. Pengerolan persection

Proses pengerolan ini dilakukan pada tiga bagian utama yaitu salah satu ujung

palat dirol terlebih dahulu sehingga membentuk lengkungan dengan jari-jari sesuai

keinginan kemudian ujung plat berikutnya dirol sehingga lengkungnnya sama,

setelah itu dilakukan pengerolan bagian tengah dan sekitarnya yang belum dirol.

Kemudian diselesaikan dengan memutar penuh seluruh bagian permukaan plat

sehingga membentuk lingkaran yang sempurna. Pengerolan metode ini dilakukan

pada ketebalan plat kurang dari 6mm dengan panjang plat lebih dari 3 meter,

misalnya ducting stainless, tanki dll.

2. Full rolling / Pengerolan langsung

Pengerolan dilakukan mulai dari ujung plat bagian depan kemudian diputar

perlahan melewati bagian tengah sampai ke ujung plat belakang. Penekanan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-6

dilakukan pada setiap kali putaran. Hal ini dilakukan berulang-ulang sehingga

membentuk lingkaran yang diharapkan. Pengerolan metode ini dilakukan pada:

a. Plat yang sifatnya kaku saat di roll sehingga pada saat plat yang panjangnya lebih

dari 3 meter plat tersebut tetap kencang dan tidak turun ke bawah.

b. Pengerolan yang berbentuk kerucut, misalnya: chute, cone dll.

c. Ketebalan plat lebih dari 6 mm dengan panjang kurang dari 3 meter.

2.2.2 Pengerolan Pipa

Menurut Hermawan (2014), pengerolan pipa ini merupakan proses mengerol

pipa yang asalnya dalam bentuk lonjoran lurus berubah bentuk menjadi lengkungan

dan kelengkungan pipa ini disesuaikan dengan kebutuhan dan kegunaan.

Beberapa metode yang sering digunakan dalam kegiatan pengerolan pipa

untuk menghasilkan bentuk yang diinginkan. Metode-metode tersebut antara lain:

a. Ram style bending

Metode ini dilakukan dengan menggunakan sebuah batang penekan dan pipa

yang akan ditekuk dipasang pada dua buah penahan, setelah itu batang penekan

akan menekan pipa tepat diantara dua buah penahan, sehingga pipa akan tertekuk

seperti yang ditunjukkan pada Gambar II.1.Ram Bending

Gambar II.1 Ram Bending

b. Rotary draw bending

Metode ini dilakukan dengan cara menjepit salah satu ujung pipa, kemudian

pipa akan diputar ke sekeliling dies dengan radius bengkok sesuai dengan radius

dies rol yang digunakan seperti yang ditunjukkan pada Gambar II. 2. Rotary draw

bending

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-7

Gambar II.2 Rotary draw bending

c. Rol bending

Metode ini digunakan untuk membengkokan pipa secara kontinu serta

membentuk suatu lengkungan yang besar. Metode ini dilakukan dengan

menggunakan tiga buah dies rol yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu rol bawah

(lower rol) dan rol atas (upper rol ) seperti yang ditunjukkan Gambar II. 3. Rol

bending

Gambar II.3 Rol bending

d. Compression bending

Metode ini dilakukan dengan cara menjepit salah satu ujung pipa, kemudian

pipa akan digeser mengelilingi dies rol yang diam, sehingga membentuk radius

tekuk yang sesuai dengan radius dies rol. Proses pelengkungan metode ini seperti

kereta geser slide piece seperti yang ditunjukkan pada Gambar II. 4. Compression

bending

Gambar II. 4 Compression bending

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-8

2.3 Alat Pengerolan Pipa Dengan Metode Roll Bending

Metode roll bending ini digunakan untuk membengkokan pipa secara kontinu

serta membentuk suatu lengkungan yang besar. Metode ini dilakukan dengan

menggunakan tiga buah dies rol yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu rol bawah

(lower rol) dan rol atas (upper rol )

Proses kerja pada alat ini dilakukan secara bertahap dan perlahan-lahan baik

dalam penekanannya maupun memutarkannya. Adapun tahap-tahap pada proses

pengerolan pipa ini yaitu:

1. Mengukur benda kerja yang akan dirol diukur dan diberi tanda pada bagian

bagaian tertentu.

2. Mengerol benda kerja, benda kerja yang sudah diberi tanda selanjutnya akan

dimulai proses pengerolan. Pada proses ini dilakukan secara perlahan dan

berulang-ulang dari kiri kekanan atau sebaliknya.

3. Memeriksa benda kerja yang sudah dirol akan diperiksa kelengkungannya

apakah sudah sesuai dengan keinginan.

4. Memeriksa hasil akhir benda kerja yang sudah selesai dirol akan diperiksa

kembali, untuk memeriksa bentuk dan ukuran yang sudah sesuai dengan yang

diharapkan.

2.3.1 Komponen-Komponen Utama Alat Pengerol Pipa

Secara umum komponen-komponen utama pada alat pengerol pipa adalah

sebagai berikut :

1. Dies roll

Dies roll merupakan komponen yang berperan penting pada proses

pembengkokan pipa yang berfungsi sebgai tempat duduknya pipa atau penopang

dan pada saat mesin beroperasi. Tampaknya pada Gambar II. 5 dies roll, dua roller

sebagai penopang dan satu roller sebagai penekan.

Gambar II. 5 Dies roll

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-9

Kriteria–kriteria bahan dies roll yaitu :

a. Kuat atau mampu tekan.

b. Ulet atau mampu puntir.

c. Tidak mudah berubah bentuk.

d. Mudah dilakukan proses pemesinan.

Pertimbangan menentukan diameter dies roll

a. Mampu membuat diameter pengerolan diameter 500 mm.

b. Jika diameter roll terlalu besar, maka tidak bisa membuat diameter

pengerolan yang kecil.

c. Tergantung pada poros yang akan dipasang pada roll, jika diameter poros

besar dan diameter roll kecil, maka tidak akan setimbang untuk menahan

beban pengerolan.

2. Poros

Poros berfungsi sebagai elemen penerus daya dan putaran dari mesin

penggerak dan juga sebagai tempat duduknya elemen-elemen lain seperti roller

dies. Pada dasarnya poros harus mampu menerima beban momen puntir, beban

momen luar dan menerima kombinasi beban torsi. Tampak pada Gambar II. 6 poros

bertingkat yang mempunyai ulir.

Gambar II. 6 Poros

Oleh karena itu pada perancangan poros harus memperhatikan kriteria-

kriteria sebagai berikut:

a. Kekuatan poros.

b. Kekakuan poros.

c. Putaran kritis.

d. Material poros.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-10

3. Bantalan

Bantalan adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros

berbeban, sehingga gerakan yang terjadi yaitu gerakan berputar atau

menggelinding dan gerakkan bolak-balik dapat berlangsung dengan halus, aman,

dan panjang umur.

4. Penekan

Metoda penekan pada alat pengerol pipa secara umum ada 2 jenis yaitu

dengan memakai tuas power screw dan memakai dongkrak hidrolik.

a. Tuas Power Screw

Tuas power screw mempunyai keuntungan untuk mengangkat dan menekan

beban yang berat, sehingga pada alat pengerol pipa biasanya digunakan untuk

penekanan, tetapi tuas power screw mempunyai kekurangan yaitu harus

menggunakan gaya tangan atau tenaga manusia yang besar seperti yang

ditunjukkan Gambar II.7 Tuas Power Screw.

Gambar II.7 Tuas Power Screw

b. Dongkrak Hidrolik

Dongkrak hidrolik mengaplikasikan fluida untuk menghasilkan tekanan

yang diperlukan untuk pengangkatan, daya yang dihasilkan jauh lebih besar dan

tenaga yang dibutuhkan untuk pengoperasian lebih sedikit. Seperti yang

ditunjukkan Gambar II. 8 Dongkrak Hidrolik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-11

Gambar II. 8 Dongkrak Hidrolik

5. Pemutar

Metoda pemutar pada alat pengerol pipa secara umum ada 2 jenis yaitu

dengan memakai hand wheel dan motor listrik.

a. Hand wheel

Alat putar ini merupakan alat yang paling sederhana dan digerakkan atau

diputar dengan tenaga tangan. Kepala putaran selain sebgai tempat memutar juga

berfungsi sebagai beban pemberat agar putaran lebih tahan lama, seperti yang

ditunjukkan Gambar II.9 Hand Wheel.

Gambar II.9 Hand Wheel

b. Motor Litrik

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mngubah

energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk

misalnya blower, impeller pompa dll, seperti yang ditunjukkan Gambar II.10

Motor Listrik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-12

Gambar II.10 Motor Listrik

2.4 Dasar-Dasar Perhitungan

2.4.1 Perhitungan Gaya Yang Dibutuhkan Untuk Pembengkokkan Pipa

Gaya yang diperlukan untuk roll bending dapat dihitung dengan persamaan sebagai

berikut :

Suatu pipa akan bengkok jika tegangan yang terjadi pada pipa tersebut sama besar

atau lebih besar dari tegangan luluh pipa tersebut :

𝜎𝑏 ≥ 𝜎𝑦…………………………………...…...….(1)

Atau 𝑀𝑏

𝑊𝑏≥ 𝜎𝑦 .………………..……………….………..(2)

a. Momen bengkok (𝑀𝑏)

Momen bengkok yang terjadi pada proses roll bending dapat dilihat seperti Gambar

II.11 dan dapat dicari seperti yang ditunjukkan persamaan (4).

Gambar II.11. Gaya Yang Terjadi Pada Proses Roll Bending Pipa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-13

𝑅𝐴 = 𝑅𝐵 = 12

𝐹………….…….………..…...…(3)

𝑀𝐶 = 𝑀𝑏 = 𝑅𝐴 × 1

2 𝐿 = 1

2𝐹 ×

1

2𝐿 = 1

4× 𝐹 × 𝐿

sehingga,

𝑀𝑏 = 14

. 𝐹. 𝐿 …………………..……….…...…(4)

b. Momen tahanan bengkok

Momen tahanan yang terjadi pada pipa dapat dicari dengan persamaan (5)

𝑊𝑏 =𝐼𝑥

𝐶 𝑊𝑏 =

𝜋

64 (𝐷4− 𝑑4)

1

2𝐷

Atau,

𝑊𝑏 = 𝜋

32 (𝐷4− 𝑑4)

𝐷……….…………......…….……(5)

Kemudian persamaan (4) dan persamaan (5) disubtitusikan kedalam persamaan (2), maka

persamaan akhir untuk mencari gaya yang dibutuhkan untuk pembengkokan pipa yaitu :

𝜎𝑏 ≥ 𝜎𝑦

𝑀𝑏

𝑊𝑏≥ 𝜎𝑦

14 . 𝐹. 𝐿

𝜋32 (𝐷4 − 𝑑4)

𝐷

≥ 𝜎𝑦

8. 𝐷. 𝐹. 𝐿

𝜋(𝐷4 − 𝑑4) ≥ 𝜎𝑦

𝐹 ≥𝜎𝑦.𝜋.(𝐷4−𝑑4)

8.𝐷.𝐿 …………………………....……(6)

2.4.2 Perhitungan Torsi

2.4.2.1 Torsi pada roll penggerak

Dengan adanya gesekan anatara pipa dan roller, maka torsi yang dibutuhkan untuk

menggerakkan roll dapat ditentukan dari persamaan (7) dan yang ditunjukkan seperti

Gambar II.12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-14

Gambar II.12. Torsi Yang Terjadi Pada Roll

𝑇 = 𝐹𝑁 . 𝜇 × 1

2𝐷𝑟𝑜𝑙………………….…….….……(7)

2.5.2.2 Penentuan Gaya Tangan

Untuk mencari torsi penggerak dapat di cari dengan persamaan sebagai berikut :

𝑇 = 𝐹𝑡 𝑥 𝑙……………………………...…..…(8)

Atau,

Ft = 𝑇𝐿 ……………………..........…………….(9)

2.4.3 Pehitungan Poros

Menurut sularso dan suga (2013), poros merupakan salah satu bagaian yang

terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama

dengan putaran, yang peranan utamanya dipegang oleh poros. Poros digunakan untuk

mendukung suatu momen putar dan mendapatkan tegangan puntir atau tekuk.

a. Klasifikasi poros

1. Menurut pembebanannya

a) Poros transmisi

Poros jenis ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya

ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli, sabuk atau sproket

rantai, dll.

b) Spindle

Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana

beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros

ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-15

c) Gandar

Poros yang biasanya dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak

mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar. Gandar hanya

mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula, sehingga akan

mengalami beban puntir saja.

1. Menurut arah memanjangnya ( longitudinal )

a) Poros lurus

b) Porog bengkok (poros engkol)

2. Menurut penampang melintangnya

a) Poros bulat

b) Poros profil

b. Perencanaan poros

Poros yang digunakan dalam alat pengerol pipa ini adalah poros transmisi, poros ini

menerima beban lentur dan beban puntir. Menurut sularso dan suga (2013), untuk mencari

diameter yang akan digunakan dapat dihitung dengan persamaan (10)

3/1

22 ...1,5

TKtMKm

ads

….…...…...…(10)

Keterangan :

)/(.

2

21

mmNSfSf

ua

……...………………………….…..…(11)

Km = Koreksi momen lentur

Km = 1,5 => Tumbukan halus

Km = 1 - 2 => Tumbukan ringan

Km = 2 - 3 => Tumbukan berat

Kt = Koreksi momen puntir

Kt = 1 => Beban dikenakan secara halus

Kt = 1 - 1,5 => Beban dikenakan sedikit kejutan

Kt =1,5 - 3 => Beban dikenakan dengan kejutan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-16

2.4.4 Pemilihan Bearing

Pemilhan bantalan haruslah benar sesuai dengan kaidah dan ketentuannya

sehingga memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya akan bekerja secara

baik, apabila bantalan tidak bekerja dengan baik maka kerja suatu sistem akan

menurun atau dapat dikatakan tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya. Jadi

bantalan dalam suatu kontruksi mesin dapat juga dikatan sebagai pondasi.

a. Klasifikasi bantalan :

1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros

a) Bantalan luncur

Pada jenis bantalan ini terjadi gesekkan luncur antara poros dengan bantalan

karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan

lapisan pelumas.

Berikut macam-macam bantalan luncur yang ditunjukkan Gambar II.12 :

Gambar II.13 Macam-Macam Bantalan Luncur

b) Bantalan gelinding

Pada bantalan ini terjadi gesekkan gelinding antara bagian yang berputar

dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol, atau rol

jarum dan rol bulat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-17

Berikut macam-macam bantalan gelinding yang ditunjukkan Gambar II.13

Gambar II.14 Macam-Macam Bantalan Gelinding

2. Atas dasar arah beban terhadap poros

a) Bantalan radial

Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.

b) Beban aksial

Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.

c) Beban gelinding khusus

Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus

sumbu poros.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-18

Pada pembuatan alat pengerol pipa ini, bantalan yang digunakan adalah

bantalan gelinding. Dikarenakan bantalan gelindng memiliki kelebihan

dibandingkan bantalan luncur, tidak perlu melakukan pelumasan, merupakan

peredam yang baik, dan memiliki umur yang panjang.

Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam memilih jenis bantalan

yaitu:

a) Diameter poros dimana bantalan akan dipasang.

b) Gaya luar yang bekerja pada bantalan atau dikenal dengan istilah gaya

ekivalen.

b. Perencanaan bearing

Bearing yang direncanakan dalam alat pengerol pipa ini adalah tipe ball bearing .

Menurut sularso dan suga (2013), untuk mencari spesifikasi bearing yang cocok dapat

dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

1. Beban yang ditumpu

a) Beban radial (Wr : N/kgf)

b) Beban aksial (Wa : N/kgf)

c) Putaran poros (n : rpm)

d) Diameter poros (d : mm)

2. Faktor beban (fw )

3. Beban rencana

a) Beban radial (Fr) = Wr . fw………………………………….………(12)

b) Beban aksial (Fa) = Wa . fw…………………………………….…...(13)

4. Beban ekivalen dinamis

Pr = x . v . Fr + y . Fa……………………………………………...……(14)

v = beban putar pada cincin dalam / luar

5. Nominal umur bearing (LH) = 2000-4000 Jam

6. Faktor kecepatan :

a) Ball bearing 3/13.33

nfn …….……………………………(15)

7. Faktor umur :

a) Ball bearing 3/1

500

Lhfh …………..…………………....…(16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-19

8. Kapasitas nominal dinamis spesifik

Pr.fn

fhC ……..……………………………..…(17)

2.4.5 Perhitungan Pasak

Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-

bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dll pada poros. Momen

diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros.

Menurut letaknya pada poros, pasak dibedakan menjadi :

a. Pasak pelana

b. Pasak rata

c. Pasak benam

d. Pasak singgung

Berikut gambar macam-macam pasak yang ditunjukkan Gambar II.20.

Gambar II.15 Macam-Macam Pasak

Yang paling umum dipakai adalah pasak benam yang dapat meneruskan

momen yan besar. Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat, dimana

terdapat bentuk prismatik dan tirus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-20

Jika momen rencana dari poros adalah T (kg.mm), dan diameter poros

adalah ds (mm), maka gaya tangensial F(kg) pada permukaan poros adalah

𝐹 =𝑇

(𝑑𝑠/2)…...…………………………..…(18)

Gaya geser bekerja pada penampang mendatar 𝑏𝑥𝑙 (𝑚𝑚2) oleh gaya F (kg), dengan

demikian tegangan geser 𝜏𝑘 (𝑘𝑔/𝑚𝑚2) yang ditimbulkan adalah

𝜏𝑘 =𝐹

𝑏𝑙……………………..………...….…(19)

Dari tegangan geser yang diizinkan 𝜏𝑘𝑎(𝑘𝑔/𝑚𝑚2), panjang pasak 𝑙1(mm) yang

diperlukan dapat diperoleh

𝜏𝑘𝑎 ≥𝐹

𝑏.𝑙1, atau 𝑙1 ≥

𝐹

𝜏𝑘𝑎 . 𝑏……….......…(20)

Harga 𝜏𝑘𝑎 adalah harga yang diperoleh dengan membagi kekuatan tarik 𝜎𝐵 dengan

faktor keamanan 𝑆𝑓𝑘1 × 𝑆𝑓𝑘2. Harga 𝑆𝑓𝑘1 umumnya diambil 6, dan 𝑆𝑓𝑘2 dipilih antara 1-

1,5 jika beban dikenakan secara perlahan-lahan, antara 1,5-3 jika dikenakan dengan

tumbukan ringan dan 2-5 jika dikenakan secara tiba-tiba dan dengan tumbukan berat.

Selanjutnya, perhitungan untuk menghindari kerusakan permukaan samping pasak

karena tekanan bidang juga diperlukan. Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas

dikenakan pada luas permukaan samping pasak. Kedalaman alur pasak pada poros

dinyatakan dengan 𝑡1 dan kedalaman alur pasak pada naf dinyatakan dengan 𝑡2. Abaikan

pengurangan luas permukaan oleh pembulatan sudut pasak. Dalam hal ini tekanan

permukaan 𝑝 (𝑘𝑔/𝑚𝑚2) adalah

𝑝 =𝐹

𝑙×(𝑡1 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑡2)…………………………(21)

(Sularso dan Suga, 2013).

2.4.6 Pemilihan Kapasitas Dongkrak Hidrolik Untuk Penekan Pengerolan

Pemilihan kapasitas dongkrak hidrolik yang dibutuhkan adalah sesuai dengan hasil

gaya pembengkokan pipa yang dibutuhkan. Jika kapasitas dongkrak yang dipilih lebih kecil

dari pada gaya pembengkokan, proses roll bending pipa pun tidak akan terjadi karena

kapasitas penekan tidak lebih besar dari gaya pembengkokan, sehingga penekan tidak

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-21

mampu untuk membengkokkannya. Oleh karena iu, kapasitas dongkrak yang dipilih harus

lebih besar dari gaya pembengkokan pipa tersebut.

2.5 Proses Pemesinan

Pemesinan adalah proses deformasi palstis dengan menggunakan tools/mesin

perkakas yang menghasilkan gram, dengan maksud untuk membentuk sesuai dengan

keinginan.

2.5.1 Mesin Bubut

Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda

yang diputar. Bubut sendiri merupakan proses pemakanan benda kerja yang sayatannya

dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang

digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja.

Prinsip kerja dari mesin bubut adalah gerak makan dilakukan oleh pahat dan gerakn

potong dialkukkan benda kerja, pahat bergerak translasi, benda kerja bergerak berputa.

Benda kerja akan diputar/rotasi dengan kecepatan tertentu bersamaan dengan sumbu putar

dari benda kerja. Gerakkan putar dari benda kerja disebut gerak potong relative dan gerak

potong translasi dari pahat disebut gerak umpan (feeding).

Fungsi utama mesin bubut adalah untuk membuat benda-benda berepenampang

siindris. Misalnya, poros lurus, poros bertingkat, poros tirus, poros beralur, poros berulir, dan

berbagai permukaan silindris lainnya. (Widarto, 2008)

2.5.2 Mesin Milling

Mesin milling adalah mesin perkakas untuk mengerjakan/menyelesaikan

permukaan dari benda kerja denagn menggunakan pisau frais/perkakas potong

(milling) yang berfungsi sebagai pahatnya.mengerjakan sesuatu benda kerja pada

mesin milling umumnya disebut mengefrais, misalnya: mengefrais datar,

mengefrais tegak, mengefrais alur, mengefrais gigi, dan sebagainya.

Fungsi mesin milling yaitu meratakan permukaan, membuat alur, membuat

roda gigi, membesarkan lubang, mengebor, meluaskan lubang (reamer) dan lain-

lain..

Sesuai dengan kebutuhannya, mesin frais dibagi menjadi beberapa jenis,

antara lain:

a. Mesin frais datar dimana sumbu pisau penyayatnya horizontal.

b. Mesin frais tegak dimana sumbu pisau penyayatnya terletak vertical.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-22

c. Dan tipe mesin frais lainnya seperti: mesin frais taret, mesin fraiscopy,

mesin frais tusuk, mesin frauis universal, mesin frais portal. Seperti yang

ditunjukkan pada Gambar II.22 Proses Milling. (Widarto,2008)

2.5.3 Mesin Drilling

Mesin drilling merupakan sebuah alat atau perkakas yang digunakan untuk

melubangi suatu benda. Cara kerja mesin drilling adalah dengan cara memutar mata pisau

dengan kecepatan tertentu dan ditekan kesuatu benda kerja dengan ukuran-ukuran tertentu.

Mesin drilling terdapat dua jenis yaitu mesin drilling duduk dan mesin drilling tangan.

(Widarto, 2008)