-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
1/19
USULAN RISET GRAND DOSEN MAHASISWA
RANCANG BANGUN
MESIN BENDING PIPA DENGAN DIAMETER 1/2inci1inci
MENGGUNAKAN SISTIM HIDROLIK
PKM - T
DISUSUN OLEH :
Dosen : Muslimin, S.T., M.T.NIP : 19770714 200812 1 005
Maman Firmansyah 1210010011/ 2010
Hafizha Amalia 1210010010 / 2010
Muhammad Firza A 1210010012/ 2010
Muhammad Irvan Yusup 1210010054/ 2010
TEKNIK MESIN
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2013
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
2/19
LEMBAR PENGESAHAN
PENELITIAN RISET GRAND (RG)
2013
1. Judul Kegiatan : Rancang Bangun Mesin Bending Pipa Dengan Diameter Inci sampai1 Inci Menggunakan Sistem Hidrolik
2. Bidang Kegiatan : PKMT
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Maman Firmansyah
b. NIM : 1210010011
c. Jurusan : Teknik Mesin
e. Program Studi : Teknik Mesin
f. Nomor HP/telp. : 089694510555
h. Alamat Surel (E-mail) : [email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 Orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap : Muslimin
b. NIDN : 0014077709
c. Nomor HP/telp. : 021-7863539
6. Biaya yang diajukan : Rp. 7.500.000,-
7. Waktu Pelaksaan : 6 Bulan
Mengetahui Depok, 25 April 2013
Ketua Jurusan, Ketua Pelaksana,
Tatun Hayatun,M.si Maman Firmansyah
19560201 198603 1 002 1210010011
Menyetujui,
Ketua Lembaga Penelitian Dosen Pembimbing
Dr. Drs. Tosin Alamsyah, ST., MT Muslimin
19960416 1995122 001 0014077709
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
3/19
DAFTAR ISIHALAMAN KULIT MUKA...................................................................................................i
HALAMAN LEMBAR PENGESAHAN...............................................................................ii
DAFTAR ISI......................................................................................................................iii
A. JUDUL..1
B. LATAR BELAKANG MASALAH...................................................................................1
C. PERUMUSAN MASALAH............................................................................................1
D.TUJUAN USULAN........................................................................................................2
E. LUARAN YANG DIHARAPKAN...................................................................................2
F. KEGUNAAN DAN MANFAAT.......................................................................................3
G. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................3
H. METODE PELAKSANAAN PROGRAM.......................................................................8
I. JADWAL KEGIATAN...9
J. RENCANA BIAYA........................................................................................................9
K. DAFTAR PUSTAKA...................................................................................................12
L. LAMPIRAN.................................................................................................................13
DAFTAR TABELTABEL 1. PANJANG CLAMPING DIE UNTUK BENDING PIPA 4
TABEL 2. GANCHART 9
TABEL 3. RANCANGAN BIAYA 10
DAFTAR GAMBARGAMBAR 1. PROTOTIPE MESIN PENEKUK PIPA 2
GAMBAR 2. METODE BENDING PIPA 3
GAMBAR 3 RANCANGAN MESIN 4
GAMBAR 3.1 RANCANGAN MESIN PENEKUK PIPA 4
GAMBAR 3.2 FREE BODY PROSES DRAW BENDING 5
GAMBAR 4. SPRINGBACK PADA PIPA 6
GAMBAR 5 DIAGRAM ALIR METODE PELAKSANAAN 8
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
4/19
A. Judul
Rancang Bangun Mesin Bending Pipa Dengan Diameter Inci sampai 1 Inci Menggunakan
Sistem Hidrolik
B. Latar Belakang Masalah
Industri pipa baja di Indonesia telah berkembang pesat yang pada awalnya hanya membuat pipa
bagi kebutuhan rumah tangga (diameter kecil), maka pada saat ini penggunaan pipa telah mencapai tingkat
penggunaan yang beraneka ragam. Perkembangan industri pipa yang pesat ini disebabkan oleh semakin
banyaknya industri yang menggunakan pipa sebagai bahan baku.Fokus kami adalah industri kecil yang
menggunakan proses penekukan pipa dalam kegiatannya seperti tukang las pagar dan juga didasari
kesulitan kami saat mendesain rangka mobil listrik untuk perlombaan, karena di beberapa bagian lebih
efisien menekuk pipa dibandingkan dengan memotong dan mengelasnya.
Kami mengamati sebuah bengkel las di daerah bekasi, disana para pekerja menekuk pipa secara
manual sehingga hasil tekukan pipa kurang presisi dan tidak seragam, para pekerja menilai harga mesin
penekuk pipa otomatis masih telalu mahal, mesinmesin penekuk pipa otomatis yang ada di pasaran, baik
elektrik maupun hidrolik umumnya berharga mahal dan dengan spesifikasi yang tinggi, sehingga menekuk
pipa dengan cara manual dinilai lebih ekonomis dibandingkan dengan menggunakan mesin tekuk otomatis.
Tetapi, hasil penekukan secara otomatis mempunyai kelebihan, diantaranya tenaga yang dibutuhkan tidak
benyak dan hasil yang presisi dan seragam, kelebihan dan kekurangan tersebutlah yang kami
pertimbangakan dalam rancang bangun mesin penekuk pipa.
C. Perumusan Masalah
Perumusah masalah yang ada dalam rancang bangun mesin penekuk pipa dengan system hidrolik
adalah :
1. Bagaimana merancang mesin ini agar mampu menekuk pipa dengan ukuran maksimal 1 in.2. Bagaimana cara merancang mesin ini agar mampu medahan gaya yang diberikan oleh mesin
hidrolik.
3. Bagaimana cara menghitung springback pada saat penekukan pipa.4. Bagaimana cara menyusun dies dan clamping dies dengan presisi.5. Bagaimana menyesuaikan daya yang diperlukan oleh motor listrik untuk penggerak actuator.6. Bagaimana menyesuaikan agar alat dapat berfungsi dengan baik.
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
5/19
D. Tujuan
Tujuan rancang bangun mesin penekuk pipa dengan system hidrolik ini adalah :
1. Mampu memberikan gambaran pada mahasiswa tentang pemanfaatan dari mesin tekuk pipa.2. Dapat membantu mahasiswa maupun pengajar dalam kebutuhan proses pengerjaan praktikum
maupun perlombaan.
3. Mampu memfasilitasi mahasiswa dalam merancang karyakaryanya.4. Menciptakan peluang bisnis sebagai jasa penekuk pipa.
E. Luaran Yang Diharapkan
Luaran yang diharapkan adalah berupa prototype Mesin Penekuk Pipa Dengan Bahan Steel
Beukuran in1 inchi.Prototive mesin ini ditunjukan pada Gambr 1. dibawah ini.
Gambar 1. Prototipe Mesin Penekuk Pipa steel
Spesifikasi mesin yang diharapkan :
Dimensi : Panjang 2725 mm x Tinggi 1300 mm
Kontrol : Hidrolik
Sistem operasi : Automatis (Penggunaan relay)
Dies : in sampai 1 in
Kapasitas motor : Max Preassure 21 ton
Bending angle : 900
sampai 1800
F. Kegunaan
Manfaat dan kegunaan perancangan Mesin Bending Pipa ini adalah :
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
6/19
1. Mampu menghasilkan hasil yang baik dan akurat2. Mesin di desain dengan penambahanpenambahan alat pembantu yang digunakan untuk
mempermudah perhitungan hasil dari bending pipa
3. Membantu mahasiswa dalam mengerjakan rancanganracangan yang menggunakan bahan dasarpipa.
4. Membantu dosen untuk melakukan penelitian terhadap jenis jenis pipa.5. Dapat menciptakan usaha dalam menggunaan jasa penekuk pipa.
G. Tinjauan Pustaka
1. Dasar Teori
Beberapa metode yang biasanya digunakan dalam melakukan penekukan pipa untuk menghasilkan
bentuk dan hasil akhir yang berbeda. Metodemetode yang digunakan antara lain [1]:
a. Metode Ram (Ram Style Bending)b. MetodeRotary (rotary draw bending)c. Metode rol (roll bending )d. Metode Compression Bending
Metode-metode tersebut digambarkan seperti pada Gambar 1 berikut :
Gambar 2. Metode Bending Pipa
Studi ini adalah rancang bangun mesin penekuk pipa kompresi sistem multiple die untuk berbagai
macam diameter pipa dengan kapasitas lebih dari 360 penekukan per jam. Diameter pipa yang dibending
adalah maksimum 1 inchi dan optimal digunakan untuk inch (untuk aplikasi rangka mobil dan aplikasi
lainnya) Bentuk rancangan mesin yaitu sebagai berikut:
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
7/19
Gambar 3. Rancangan Mesin Gambar 3.1.Rancangan Mesin Penekuk Pipa
1.2 Rancangan Mesin Penekuk Pipa
1.2.1 Perhitungan Radius Bending
Analisis bending perlu mempertimbangkan radius minimum penekukan karena hal ini sangat
berpengaruh terhadap pipa yang dihasilkan. Bila radius minimum dilanggar maka akan menyebabkab
rusaknya pipa yang ditekuk karena terjadi ketidakefisiensinan loha, pada bagian yang mengalami tarikan.
Penafsiran pendekatan radius minimum dimana pipa apat dibending, dapat ditentukan dengan
menggunakan rumus berikut [2] :
r = 50 (2.1)
catatan : r = radius bending (mm)
d = diameter pipa (mm)
= persentase perpanjangan
1.2.2 Clamping Die
Panjang clamp yang diijinkan adalah 2 sampai 3 kali diameter pipa.
Tabel 1. panjang clamping die untuk bending pipa
1.2.3 Perhitungan momen bending dan gaya penjepitMomen bending yang terjadi pada proses bending pipa dengan bentuk penampang lingkaran
berlubang ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus [2] [3]:
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
8/19
M = .6 . d
3 1 ( 1 2 )3
Momen bending ini sangat berpengaruh untuk perhitunganperhitungan selanjutnya.
Gambar 3.2. Free body proses draw bending
Momen bending yang terjadi adalah momen torsi pada proses draw bending dan dicari dengan
persamaan [4]:
M = T = Ft . r
catatan : M = Momen bending ( N.mm)
T = Torsi ( N.mm)
Ft = Gaya tangensial ( N )
r = radius turning wheel ( mm )
Berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya telah diketahui momen bending dalam pipa. Momen
bending dalam adalah sama dengan momen luar bending yang digunakan untuk menekuk pipa yang dalam
hal ini juga disebut dengan momen torsi, radius yang digunakan adalah radius bending die yang telah
dihitung sehinggu menghasilkan gaya yang maksimum.
M = T = Ft . r
Ft =
Selanjutnya dicari gaya normal (gaya clamping die) yang terjadi dengan menggunakan rumus
gesekan. Karena clamping die diharapkan tidak bergerak maka gesekan yang terjadi haruslah maksimal
yang berarti bahwa gaya tangensial yang terjadi adalah juga gaya geseknya.
= s . N1
N1 =
1.2.4 Perhitungan gaya pada preasure dies
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
9/19
Torsi yang terjadi pada perhitungan diatas sama dengan torsi akibat gaya pressure die dikalikan
jarak kepusat bending die. N2 =
1.2.5 Perhitungan springback
Radius setelah springback dapat dicari dengan rumus :
rr = ( )
2 + r
catatan :rr= radius setelah springback ( mm )
to = tebal = diameter pipa ( mm ) = persentase perpanjanganr = radius bending die ( mm )
Springback pada proses bending pipa selalu terjadi, oleh karena itu sudut bending yang ditetapkan
hasilnya tidak sama dengan sudut bending pada pipa setelah proses dilakukan. Hal ini dapat ditasi dengan
melakukan penyetelan sudut bending yang melebihi, sehinnga pipa yang dibending dapat mempunyai dudut
bending yang diharapkan. Permisalan jika yang diinginkan sudut penekukan setelah springback adalah 900
, maka dengan menggunakan springback rasio sudut bending dapat ditentukan [5]:
K =
r ( setelah springback ) = ( )
Gambar 4. Springback pada pipa
1.2.6 Perencanaan silinder hidrolis untuk bending die
Mekanisme penggerak untuk penekuk pipa ini yaitu poros aktuator menggerakan handle sehingga
die berputar dan memaksa pipa berbentuk seperti die hingga sudut yang diinginkan.
Data yang diperlukan dalam perencanaan :
Diameter torak = mm
Diameter batang torak = mm
Stroke ( L ) = mm
Putaran bending die ( N ) = Rpm
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
10/19
Kecepatan torak silinder dihitung berdasarkan rumus [6]:
=2..
60
= rad/s
Maka kecepatan maju batang torak untuk silinder bending die adalah
V = x r
V = mm/s
Kapasitas aliran pompa actual dihitung berdasarkan rumus [6]:
Q = v . A
Q = mm3/s
Kapasitas pompa
Q pompa =60
Q pompa = mm3/s = cc/rev = lt/ min
7.2.8 Motor
Untuk menggerakan pompa sehingga terjadi aliran fluida digunakan motor. Daya motor yang
dibutuhkan dapat dicari dengan persamaan [6]:
P = 600
P = kW
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
11/19
H. Metode Pelaksanaan
Gambar 5.Diagram Alir Metode Pelaksanaan
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
12/19
I. Jadwal Kegiatan
No. AgendaBulan Ke-
1 2 3 4 5 6
1 Penyusunan proposal
2 Analisa data dan perhitungan
3 Survey Material dan Pembelian
5 Pembuatan komponen
6 Perakitan
7 Uji coba alat
8 Analisa hasil
9 Penyusunan laporan akhir
Tabel 2. Ganchart
Keterangan :
Agenda Belum dikerjakan
Agenda dikerjakan
Agenda selesai dikerjakan
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
13/19
J. Rancangan Biaya
Rancangan biaya untuk pembuatan Mesin bending pipa dengan diameter in 1 inBerbasis hidrolik ini dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu biaya proses produksi dan
biaya pembelian bahan habis pakai.
Tabel 2. Anggaran BiayaNo Nama Bahan / Alat Volume Harga Satuan
(Rp)Sewa(Rp)
Jumlah Harga (Rp)
Biaya Proses Produksi
A. Penyewaan Alat Pengerjaan
1Mesin Gerinda
Potong 1 Unit 250.000 250.000
2Mesin Gerinda
Tangan 1 Unit 150.000 150.000
3 Mesin Las 1 Unit 300.000 300.000
4 Mesin Bor Meja 1 Unit 200.000 200.0005 CNC Milling 1 Unit 300.000 300.000
Total 1.200.000
B. Pembelian Bahan Habis Pakai
1. Pada Dies dan Kontrol Hidrolik
1 Steel 40x40 1 pcs 70.000 70.000
2 Steel 30x30 1 pcs 60.000 60.000
3 St. Steel 300x20 1 pcs 200.000 200.000
4 Plat Baja 2m2 x 3mm 1 pcs 300.000 300.000
5 Power Pack 21 ton 1 pcs 2.400.000 2.400.000
6 Actuator+Piston 1 pcs 1.500.000 1.500.000
7 Roda karet 4 pcs 20.000 80.000
8 Roda karet kecil 8 pcs 15.000 120.000
9 Baut+mur M12 10 pcs 5.000 50.000
10 Baut+mur M10 14 pcs 3.000 42.000
11 Ring 40 pcs 500 20.000
12 Sistem kelistrikan 1 set 150.000 150.000
13 Dies 1 set 1.200.000 1.200.000
Total 6.192.000
2. Finishing
1 Cat 1 Liter 60.000 60.000
2 Tiner 1 Liter 38.000 38.000
3 Kuas 2 Buah 5.000 10.000
Total 108.000
Jumlah Biaya 7.500.000
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
14/19
K. DAFTAR PUSTAKA
[1]S. Kalpakjian, 1989 ,Manufacturing Engineering and Technology, Addison Wesley,[2]Sularso, Ir, MSME Kiyokatsu Suga., 1991. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan
ElemenMesin., PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
[3]G. Takeshi Sato dan N. Sugiarto, Menggambar Mesin sesuai standar ISO, PT.PradnyaParamita, Jakarta.
[4]Groover, Michael P., 1996. Fundamental of modern manufacturing., Prentice hall,UpperSaddle River, New Jersey.
[5]J. E. Shigley and C. R. Mischke, 1983. Mechanical Engineering Design, McGrawHillBook Company, New York.
[6]Popov, E.P. 1996.Mekanika Teknik, Erlangga. Jakarta.
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
15/19
L. LAMPIRAN
Lampiran 1.
Biodata Singkat Ketua, Anggota, dan Dosen Pembimbing.Ketua Pelaksana Kegiatan
Nama : Maman FirmansyahNIM : 1210010011
Tempat, Tanggal Lahir : Jakarta, 26 Januari 1992
Alamat : Jl. Tipar Cakung RT 001/07 No. 72, Jakarta Timur
Universitas/Institut/Polteknik : Politeknik Negeri JakartaJurusan : Teknik Mesin
Semester : VI (Enam)
Ketua Pelaksana
Maman Firmansyah
NIM. 1210010011Anggota 1
Nama : Hafizha Amalia
NIM : 1210010010Tempat, Tanggal Lahir : Jakarta, 25 Nopember 1992
Alamat : Jl. Edelweis Barat 4 C5/7 Vila Galaxi, Bekasi Selatan
Universitas/Institut/Polteknik : Politeknik Negeri Jakarta
Jurusan : Teknik MesinSemester : VI (Enam)
Anggota Pelaksana
Hafizha Amalia
NIM. 1210010010Anggota 2
Nama : Muhammad Firza A
NIM : 1210010012
Tempat, Tanggal Lahir :Bekasi, 31 Januari 1993Alamat :Jl. Sutan Agung km 28, Rt/Rw 03/04, No 43, rawapasung,
Universitas/Institut/Polteknik : Politeknik Negeri JakartaJurusan : Teknik MesinSemester : VI (Enam)
Anggota Pelaksana
Muhammad Firza A.
NIM. 1210010012
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
16/19
Anggota 3Nama : Muh. Irvan Yusup
NIM : 1210010054
Tempat, Tanggal Lahir : Sukabumi, 28 September 1991
Alamat : Jln. Nagrak Rt 04/04, Desa limbingan. Kec. Sukaraja.Universitas/InstitutPolteknik : Politeknik Negeri Jakarta
Jurusan : Teknik Mesin
Semester : VI (Enam)Anggota Pelaksana
Muh. Irvan Yusup
NIM. 1210010054
Dosen PembimbingNama : Muslimin, S.T., M.T.
NIP : 19770714 200812 1 005
NIDN : NIDN 0014077709Alamat : Jl. Al hidayah Pipa Pertamina No. 56, Rt. 04
Rw. 09, Kel. Pondok Cina, Beji, Depok
Perguruan Tinggi : Politeknik Negeri JakartaJurusan : Mesin
No Telp./HP : 081910592887
Dosen Pendamping
Muslimin, S.T., M.T.NIDN. 0014077709
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
17/19
Lampiran 2.
Gambaran Teknologi yang diterapkan dalam mesin bending pipa dengan diameter
Inchi sampai dengan 1 Inchi menggunakan sistem hidrolik
Dengan bekerja sama dengan PT. Matra Perkasa Utama, kami mengembangkan beberapa
sistem otomasi yang sederhana namun dapat meningkatkan sector ergonomus. Sistem utama dari
mesin penekuk (bending) pipa ini adalah bertumpu pada motor hidrolik dengan kapasitas beban
max yang dapat didorong adalah 21 ton. Pipa steel dengan maksimum diameter 1in menerima gaya
vertical dari handle mesin. Karena tegangan ijin pipa jauh lebih kecil dibandingkan dengan gaya
dorong dari mesin penekuk (bending) maka pipa menekuk, radius tekukan pipa sebanding dengan
die yang terpasang pada mesin. Keunggulan mesin ini dibanding dengan mesin bending pipa
konvensional adalah:
1. Derajat tekukan pipa lebih presisi, jika pada mesin bending pipa konvensional kitamenekuknya dulu setelah itu mengukur derajat tekukan, maka pada mesin yang kami
rancang, kita menentukan derajat tekukan dahulu setelah itu kita nyalakan motor hidrolik,
dan setelah jarum penunjuk derajat menunjukkan besar derajat yang kita ingankan, maka
relay cut-off mengirim sinyal kepada motor listrik, sehingga motor listrik bekerja hanyapada derajat yang kita inginkan. Inovasi ini diharapkan bisa membuat hasil tekukan yang
lebih presisi karena pengerjaannya diukur dari awal.
2. Motor hidrolik membantu kerja pengguna saat menggunakan mesin ini, pemanfaatanmotor hidrolik diharapkan dapat menaikkan cycle time pipa tekukan, karena pengguna
tidak terlalu diserap energinya untuk memompa piston hidrolik untuk menekuk pipa.
Dengan demikian sisi ergonomis dari alat ini lebih baik dari mesin bending pipa
konvensional.
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
18/19
Lampiran 3.
SURAT PERNYATAAN KESEDIAAN KERJASAMA
Yang bertanda tanga dibawah ini:
Nama : Adrian Rusli, S.E
Alamat : JL. Madrasah Al Falah No. 7 Pangakalan 4,5 Narogong KM 13,Cikiwul
Bantargebang, Bekasi 17151. Jawa Barat - Indonesia
Bidang Usaha : Manufakturing pipa pemadam kebakaran
Nama Usaha mitra : PT. Matra Perkasa Utama
Jabatan : Pimpinan
Bersedia menjalin kerjasama dengan kelompok mahasiswa politeknik Jakarta yang diwakili oleh:
Nama : Maman Firmansyah
NIM : 1210010011
Alamat : Jl. Tipar Cakung RT 001/07 No. 72, Jakarta Timur
Jabatan : Ketua pelaksana
Dalam rangka pelaksanaan program riset grand PKM-T dengan judul Rancang Bangun Mesin
Penekuk Pipa dengan diameter in1 in berbasis hidrolik. Demikian surat kerjasama ini
dibuat sebagaimana mestinya.
Bekasi, 25 April 2013
Pimpinan P.T. Matra
Adrian Rusli, S.E.
Ketua Pelaksana
Maman FirmansyahNIM. 1210010011
-
7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa
19/19
Lampiran 4.
DENAH LOKASI PT. MATRA PERKASA UTAMA