perancangan mesin alat penekuk ring pondasi beton …eprints.umm.ac.id/53173/1/pendahuluan.pdf ·...
TRANSCRIPT
PERANCANGAN MESIN
ALAT PENEKUK RING PONDASI BETON (BEGEL)
KAPASITAS 30PCS/MENIT
MENGGUNAKAN SISTEM PNEUMATIK
Skripsi
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademi
Dalam Meyelesaikan Program Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
Okky Maulana Fadzillahkoi Riko
201410120311200AN JUDUL
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
MALANG
2019
.
.
Perancangan Mesin Alat Penekuk Ring Pondasi Beton (Begel) Kapasitas 30 Pcs/Menit Menggunakan Sistem
Pneumatik Okky Maulana Fadzillahkoi Rikoa Daryonob Budionoc
a,b,c Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No.246, Malang 65144
Telp. (0341) 464318-128 Fax, (0341) 460782
e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Ring beton (begel) merupakan bagian penting dari sebuah pondasi
bangunan. Besi jenis ini biasanya digunakan untuk bahan penulangan kontruksi
beton agar menjadi lebih kuat. Dalam masyarakat pada umumnya sering
ditemukan dalam pembuatan begel ini masih menggunakan cara manual, sehingga
membutuhkan waktu yang lebih lama dan juga membutuhkan banyak tenaga dalam
membuatnya.
Pneumatik pada dasarnya memanfaatkan udara sebagai tenaga untuk
menggerakkan silinder kerja. Silinder kerja ini yang akan mengubah dari tenaga
atau tekanan udara tersebut menjadi tenaga mekanik (gerakan maju mundur pada
silinder).
Dalam melakukan perancangan ini, dasar yang kami gunakan adalah
kapasitas sebesar 30pcs/ menit. Kemudian pemilihan beberapa elemen mesin
seperti, poros penumpu, poros penekuk, mur dan baut, serta pneumatik. Dari
permasalahan tersebut maka didapatkan spesifikasi yang sesuai dengan syarat dan
criteria perancangan yang akan digunakan.dengan metode di atas maka
didapatkan dimensi sebagai berikut. Hasil mesin tekuk begel yaitu 30pcs/ menit,
diameter poros penumpu 20 mm, diameter poros penekuk 30 mm dan diameter
silinder pneumatik sebesar 100 mm.
Kata Kunci: begel, pneumatik, perancangan
vii
Perancangan Mesin Alat Penekuk Ring Pondasi Beton (Begel) Kapasitas 30 Pcs/Menit Menggunakan Sistem
Pneumatik Okky Maulana Fadzillahkoi Rikoa Daryonob Budionoc
a,b,c Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No.246, Malang 65144
Telp. (0341) 464318-128 Fax, (0341) 460782
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Begel is the important part of building foundation. This iron is commonly
used for reinforcement in order to make it becomes stronger. Commonly, begel
maker still manually, therefore it needs more time and energy to make it.
Basically, Pneumatic used air as energy to move the work cylinder. The
work cylinder will change it from energy or air pressure into mechanic energy
(back and forth on cylinder).
In conducting this design, we used the basic capacity is about 30pcs/minute.
Then, choosing some mechanical machine such as support shaft, bending shaft,
myrrh and bolts, and pneumatics. From this problem is obtained the right
specification based on the criteria of design. By this method, it is obtained as
follow, double buckling machine which is 30pcs / minute, bearing shaft diameter is
20 mm, bending shaft diameter is 30 mm and pneumatic cylinder diameter is 100
mm.
Keywords: begel, pneumatic, design
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
alhamdulllahirobbil ‘alamin, puji syukur kehadirat allah swt yang telah
melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-nya. sholawat serta salam selalu tercurah
kepada rosulullah muhammad saw, sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas
akhir dengan judul “Perancangan Mesin Alat Penekuk Ring Pondasi Beton (Begel)
Kapasitas 30 Pcs/Menit Menggunakan Sistem Pneumatik.” sebagai syarat untuk
memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 jurusan teknik mesin fakultas teknik
universitas muhammadiyah malang.
Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, tentunya tidak lepas dari bantuan
dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin
mengucapkan rasa terima kasih kepada :
1. Allah SWT, karena telah memberikan kesehatan, pengetahuan dan ilmu, serta
kekuatan mental dalam mengerjakan skripsi.
2. Ibu saya Nurul Hidayati, beserta semua keluarga yang telah memberikan
dukungan tanpa henti.
3. Ir. Daryono, M.T selaku dosen pembimbing I.
4. Budiono S.Si., MT. selaku dosen pembimbing II.
5. Murjito, ST, MT. selaku dosen wali.
6. Semua Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang telah
membimbing penulisan perkuliahan dari awal sampai sekarang.
7. Kawan kawan seperjuangan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Malang yang setia mendukung, berdoa, dan bersama berkuliah di kampus ini.
8. Serta semua pihak yang membantu dalam penyelesaian tugas ahir ini.
Terimakasih atas bimbingan, saran, dan petunjuk serta masukan yang
diberikan sehingga tugas ahir ini dapat diselesaikan sesuai waktu dan harapan.
ix
Besar harapan semoga tugas ahir yang ditulis penulis susun dapat
bermanfaat dan menambah pengetahuan yang luas bagi pembacanya.
Malang, 18 Maret 2019
Okky Maulana Fadzillahkoi Riko
x
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i
POSTER...................................................................................................................ii
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii
LEMBAR ASISTENSI I ........................................................................................ iv
LEMBAR ASISTENSI II ........................................................................................v
SURAT PERNYATAN ......................................................................................... vi
ABSTRAK ............................................................................................................ vii
ABSTRACT ........................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix
DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 2
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 2
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 2
BAB II STUDY LITERATUR ................................................................................4
2.1. Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 4
2.2. Proses Bending ............................................................................................. 6
2.3. Mesin Bending Begel ................................................................................... 9
xi
2.4. Klasifikasi Begel ........................................................................................ 13
2.4.1. Ukuran Diameter Tulangan Baja ......................................................... 15
2.4.2. Sifat Mekanis ....................................................................................... 16
2.4.3 Tulangan Geser (Begel) ....................................................................... 16
2.4.4. SNI Beton untuk Kolom........................................................................ 18
2.5. Perhitungan Pada Proses Bending Begel .................................................... 19
2.5.1. Gaya Bending ...................................................................................... 19
2.5.2 Tegangan Regangan ............................................................................. 20
2.5.3 Modulus Elastisitas .............................................................................. 22
2.5.4 Perhitungan Bentangan Begel .............................................................. 22
2.5.5 Pelengkungan ....................................................................................... 23
2.6. Komponen Utama Mesin Penekuk Begel ................................................. 23
2.6.1. Poros .................................................................................................... 23
2.6.2. Piston Pneumatik ................................................................................. 29
2.7. Diagram Kontrol Pneumatik Sederhana ..................................................... 41
2.7.1. Katup Dua Tekanan / Katup Fungsi “DAN “(Two Pressure Valves).. 41
2.7.2. Katup Ganti / Katup Fungsi “ATAU” (Shuttle Valve) ........................ 42
2.7.3. Katup Buangan-Cepat (Quick Exhaust Valve) .................................... 44
BAB III METODE PERANCANGAN..................................................................47
3.1. Sistematika Perancangan ............................................................................ 47
3.2. Studi Literatur dan Pengumpulan Data ...................................................... 49
3.3. Teknik Pengumpulan Data ......................................................................... 50
3.3.1 Pencarian Data ...................................................................................... 50
3.3.2 Ruang Lingkup Perencanaan ................................................................ 50
3.4. Konsep Desain Mesin Penekuk Begel ........................................................ 50
3.4.1. Cara Kerja Alat .................................................................................... 52
3.5. Morfologis Alat .......................................................................................... 53
3.6. Pemilihan Konsep Produk .......................................................................... 55
3.7. Perancangan Alat Dan Pemberian Bentuk Pada Konsep Terpilih.............. 62
3.8. Kelebihan-Kelebihan Desain Terpilih ........................................................ 64
BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN.........................................................67
4.1. Pemilihan Material ..................................................................................... 67
xii
4.2. Analisis Kekuatan Besi Tumpuan .............................................................. 67
4.3. Perhitungan Dimensi Beton ........................................................................ 72
4.4. Perencanaan Poros Penekuk ....................................................................... 74
4.5. Perencanaan Mur dan Baut ......................................................................... 75
4.6. Perhitungan Air Cylinder Pneumatik dan Kompresor ............................... 79
4.7. Perhitungan Kapasitas Penekukan .............................................................. 87
4.8. Schematic Diagram Pneumatik Mesin Penekuk Begel Automatic ............ 89
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................97
5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 97
5.2. Saran ........................................................................................................... 99
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................100
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Mesin Penekuk Manual Begel ...........................................................4
Gambar 2.2. Mesin Penekuk Begel tenaga Motor ..................................................5
Gambar 2.3. Proses bending .. .................................................................................6
Gambar 2.4. Springback ........................................................................................12
Gambar 2.5. Baja Tulangan Beton Sirip SNI 07-2052-2002 ................................14
Gambar 2.6 Baja tulangan beton polos ................................................................14
Gambar 2.7. Model Sloof Begel ...........................................................................17
Gambar 2.8. Jenis-jenis kolom beton bertulang[1] .................................................19
Gambar 2.9. Diagram Tegangan Regangan ..........................................................21
Gambar 2.10. Diagram Alir Perencanaan Poros Beban Lentur & Puntir .............28
Gambar 2.11. Ilustrasi hukum pascal .... ................................................................29
Gambar 2.12. Ilustrasi Hukum Boyle-Mariot .......................................................30
Gambar 2.13. Tabung gerak tunggal .....................................................................32
Gambar 2.14. Tabung gerak ganda .......................................................................33
Gambar 2.15. Katup 3/2 pilot udara tunggal, pegas kembali ................................33
Gambar 2.16. Sensor magnet ................................................................................34
Gambar 2.17. Service unit .....................................................................................34
Gambar 2.18. Sistem pengadaan udara bertekanan (kompresor) ..........................35
Gambar 2.19.a. Katup Fungsi “DAN” dengan input pada Y ...............................41
xiv
Gambar 2.19.b. Katup Fungsi “DAN” dengan input pada X dan Y ....................41
Gambar 2.20 Rangkaian katup fungsi “DAN” .....................................................42
Gambar 2.21.a. Katup Fungsi “ATAU” dengan input pada Y ............................43
Gambar 2.21.b. Katup Fungsi “ATAU” dengan input pada X ............................43
Gambar 2.22 Rangkaian katup fungsi “ATAU” ..................................................44
Gambar 2.23 Katup buangan cepat, udara mengalir ke silinder ..........................45
Gambar 2.24 Katup buangan-cepat, udara pembuangan dari silinder ...............45
Gambar 2.25 Rangkaian dengan katup buangan-cepat ........................................46
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Mesin Penekuk Begel ............................47
Gambar 3.2. Desain Mesin Penekuk Begel ...........................................................51
Gambar 3.3. Diagram Langkah Pengambilan keputusan pemilihan konsep ........55
Gambar 3.4. Alternatif desain II Penekuk Ring Beton (Begel) ............................58
Gambar 3.5. Alternatif desain III Penekuk Ring Beton (Begel) ...........................59
Gambar 3.6. Model Keseluruhan dari mesin penekuk ring beton (begel) ............63
Gambar 3.7. Meja mesin .......................................................................................63
Gambar 3.8. As penekuk .......................................................................................64
Gambar 3.9. Piston Pendorong .............................................................................64
Gambar 3.10. Roll Penekuk ..................................................................................64
Gambar 3.11. Mesin penekuk ring beton (begel) pada saat posisi terlipat ...........65
Gambar 3.12. Dimensi Mesin penekuk ring beton (begel) ...................................65
Gambar 3.13. System Jig dan Fixture penekuk ....................................................66
xv
Gambar 4.1. Mekanisme Proses Bending ............................................................68
Gambar 4.2. Diagram benda bebas .......................................................................70
Gambar 4.3. Dimensi Ring Beton (Begel) ............................................................72
Gambar 4.4. Mekanisme Roll Penekuk ................................................................74
Gambar 4.5. Baut Holder Besi Tumpuan ..............................................................76
Gambar 4.6. Grafik Air Pressure-Force Diagram .................................................80
Gambar 4.7. Piston dan Rod Diameter .................................................................83
Gambar 4.8. Grafik Air Consumption-Diameter Piston ......................................84
Gambar 4.9. Gambar Rangkaian Pneumatik .........................................................90
Gambar 4.10. Gambar Rangkaian Listrik .............................................................92
Gambar 4.11. Gambar aliran rangkaian listrik ......................................................93
Gambar 4.12. Gambar rangkaian listrik ................................................................94
Gambar 4.13. Gambar aliran rangkaian listrik ......................................................95
Gambar 4.14. Gambar aliran rangkaian listrik ...................................................... 96
Gambar 5.1. Rangkaian Pneumatik mesin penekuk begel ....................................99
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Diameter Baja Tulangan Beton Polos SNI 07-2050-2002 ....................15
Tabel 2.2 Diameter Baja Tulangan Beton Sirip SNI 07-2050-2002 .....................15
Tabel 2.3 Sifat Mekanik Baja Tulangan Beton SNI 07-2050-2002 ......................16
Tabel 3.1. Matriks Morfologi Alat Penekuk Begel ...............................................54
Tabel 5.1. Komponen Mekanik dan Elektrik ........................................................98
xvii
DAFTAR PUSTAKA
Kalpakjian, S., 2003, “ Manufacturing Processes for Engineering
...........Materials ”,Wesley Publishing Company, USA
Sularso, MSME. Ir., Suga, Kiyokatsu. 1991. Dasar Perencanaan dan .
...........Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: PT Pradnya Paramita
Harahap, Gandhi. Ir. 1995. Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : PT
...........Gelora Aksara Pratama
R.S. Khurmi. 1982. A text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia
...........Publising.
http://fisikazone.com/tegangan-regangan-dan-modulus-elastisitas/-diunduh
...........15 november 2018
Croser P. 1990. Pneumatik. Festo Didactis. Esslingen.
Dietzel, Fritz, Dakso Sriyono, 1992. Turbin Pompa dan Kompresor,
...........Erlangga, Jakarta.
Krist, Thomas. 1993., Dasar-dasar Pneumatik, Austria, Erlangga, Jakarta.
Sutarno, 2013, Fisika Untuk Universitas, Graha Ilmu, Yogyakarta.
S.R. Majumdar, 1995, Pneumatic System – Principle and Maintenance,
...........Jakarta.
Nunung. 2003. Pneumatik. Surakarta: PT. Tiga Serangkai Pustaka
...........Mandiri.
Sudaryono, 2000, “Rangkaian Dasar Pneumatic” Drektorat Jendral
...........Pendidikan Dasar Dan Menengah.
100