tugas akhir tm 145648 rancang bangun mesin pembuat

i

TUGAS AKHIR – TM 145648

RANCANG BANGUN MESIN PEMBUAT SENGKANG

PERSEGI DENGAN SISTEM HIDROLIK

PANDU KERTA WARDANA NRP. 2113 039 004

ANNISA LAILA FAIZATURROHMAH NRP. 2113 039 039

Dosen Pembimbing 1

Ir. ARINO ANZIP, M.Eng.Sc.

Dosen Pembimbing 2

GIRI NUGROHO, ST., M.Sc.

Instruktur Pembimbing

WAHYU KUSTRIRATNO, S.Pd.

JURUSAN D-III TEKNIK MESIN DISNAKERTRANSDUK

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2016

i

TUGAS AKHIR – TM 145648



PANDU KERTA WARDANA

NRP. 2113 039 004

ANNISA LAILA FAIZATURROHMAH

NRP. 2113 039 039

Dosen Pembimbing 1


Dosen Pembimbing 2


Instruktur Pembimbing


JURUSAN D-III TEKNIK MESIN DISNAKERTRANSDUK

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2016

GAS AKHIR – TM 090382

RANCANG BANGUN MESIN PENYAYAT BAMBU

DENGAN SISTEM KONTROL ELEKTRO-PNEUMATIK

ii

FINAL PROJECT – TM 145648

SQUARE CROSSBAR MAKER MACHINE WITH

HYDRAULIC SYSTEM

PANDU KERTA WARDANA

NRP. 2113 039 004

ANNISA LAILA FAIZATURROHMAH

NRP. 2113 039 039

Counsellor Lecturer 1


Counsellor Lecturer 2


Counsellor Instructor


DEPARTMENT OF D-III MECHANICAL ENGINEERING

DISNAKERTRANSDUK

Faculty of Industrial Engineering

Sepuluh Nopember Institute of Technology

Surabaya 2016

GAS AKHIR – TM 090382

RANCANG BANGUN MESIN PENYAYAT BAMBU

DENGAN SISTEM KONTROL ELEKTRO-PNEUMATIK

iv



Nama : 1. Pandu Kerta Wardana

2. Annisa Laila Faizaturrohmah

NRP : 1. 2113 039 004

2. 2113 039 039

Jurusan : D3 Teknik Mesin FTI-ITS

Dosen Pembimbing 1 : Ir. Arino Anzip, M.Eng.Sc.

Dosen Pembimbing 2 : Giri Nugroho, ST., M.Sc.

Instruktur Pembimbing : Wahyu Kustriratno, S.Pd.

Abstrak

Pembuatan sengkang persegi dalam proses

pembengkokannya masih secara manual yaitu dengan mengunakan

linggis dan meja besi yang dimodifikasi untuk membuat sengkang

persegi. Oleh karena itu timbul ide untuk membuat mesin yang

bersfungsi untuk membuat sengkang persegi sehingga diharapkan

dapat memperoleh hasil yang maksimal dan lebih efisien.

Mesin tersebut menggunakan sistem hidrolik. Dalam

perencanaannya dilakukan analisa yang didasarkan pada proses

bending dan dilakukan pengujian tarik pada baja tulangan polos

diamaeter 8mm untuk mengetahui besarnya tegangan tarik material

yang kemudian digunakan untuk menentukan gaya pembentukan

Untuk membengkokan baja tulangan polos diameter 8mm

sehingga terbentuk 4 buah sengkang sekaligus membutuhkan gaya

sebesar 1495kgf dengan sudul awal bending sebesar 97⁰ dan

kompensasi springback sebesar 7⁰. Dari perhitungan gaya tersebut

maka didapatkan diameter silinder sebesar 50mm dan diperoleh head

pump sebesar 80,01 bar serta daya motor listrik digunakan yaitu

sebesar 2,17HP.

Kata kunci: Sengkang Persegi, Bending, Hidrolik

v

SQUARE CROSSBAR MAKER MACHINE WITH

HYDRAULIC SYSTEM

Student Name : 1. Pandu Kerta Wardana

2. Annisa Laila Faizaturrohmah

NRP : 1. 2113 039 004

2. 2113 039 039

Department : D3 Teknik Mesin FTI-ITS

Counsellor Lecturer 1 : Ir. Arino Anzip, M.Eng.Sc.

Counsellor Lecturer 2 : Giri Nugroho, ST., M.Sc.

Counsellor Instructor : Wahyu Kustriratno, S.Pd.

Abstract

Bending is the main process to make a square crossbar, but

this bending process still held in manual ways by using crowbar and

modified iron table. Therefore an idea to make a machine which can

produce square crossbar arose, hope this machine can improve the

efficiency of crossbar making.

Hydraulic system is used in this machine. In the design process,

analysis is held based on bending process and tensile test performed

on eight millimeters plain reinforcement steel to obtain the material

tensile strength which use for determining forming force.

With 97o starting angle and 7o, 1495 kgf is needed to bend eight

millimeters plain reinforcement steel for producing four crossbars at

once. From the calculation obtain 50 millimeters cylinder diameter,

80,01 bar headpump and 2,17 HP motor power.

Keywords: square crossbar, bending, hydraulic

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................. iii

ABSTRAK ........................................................................................ iv

KATA PENGANTAR ..................................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................... xi

DAFTAR TABEL .......................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................ 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... 2

1.3. Tujuan Penulisan ........................................................................ 2

1.4. Batasan Masalah ......................................................................... 2

1.5. Manfaat ....................................................................................... 3

1.6. Sistematika Penulisan ................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI ................................................................... 5

2.1. Sengkang ..................................................................................... 5

2.2. Bending........................................................................................ 5

2.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Bending .................... 7

2.3.1. Jari-jari Minimum Bending .............................................. 7

2.3.2. Springback ...................................................................... 10

2.3.3. Kompensasi Springback ................................................. 14

2.3.4. Panjang Material yang Mengalami Bending (Bend

Allowance) ..................................................................... 15

2.4. Gaya Bending ............................................................................ 15

2.5. Wiping Bending ......................................................................... 17

2.6. Sistem Hidrolik .......................................................................... 18

2.6.1. Komponen-komponen Power Supply Section................. 19

2.6.1.1. Penggerak Mula ................................................. 19

2.6.1.2. Pompa Hidrolik ................................................. 20

2.6.1.3. Tangki Pelumas ................................................. 21

2.6.1.4. Filter Pelumas .................................................... 22

2.6.1.5. Pelumas Hidrolik ............................................... 25

2.6.2. Compact Monoblock DCV (Directional Control Valve) . 26

ix

2.6.3. Komponen Drive Section Berupa Silinder Hidrolik ....... 27

2.6.4. Peralatan Pendukung Sistem Hidrolik ............................ 28

2.6.4.1. Pressure Gauge .................................................. 28

2.6.4.2. Pipa dan selang Hidrolik.................................... 29

2.6.4.3. Pipa Hidrolik dan Fittingnya ............................. 29

2.6.4.4. Bursting Pressure dan Working Pressure .......... 31

2.6.4.5. Flexibel Hose dan Fittingnya ............................. 32

2.7. Energi dan Daya dalam Sistem Hidrolik ................................... 34

2.7.1. Transfer Energi dalam Sistem Hidrolik .......................... 34

2.7.2. Persamaan Energi ........................................................... 35

2.7.3. Bilangan Reynolds .......................................................... 35

2.7.4. Persamaan Darcy ............................................................ 36

2.7.5. Kerugian Major ............................................................... 36

2.7.6. Kerugian Minor ............................................................... 38

BAB III METODOLOGI ............................................................... 41

3.1. Diagram Alir Proses Pembuatan Mesin Pembuat Sengkang

Persegi dengan Sistem Hidrolik ................................................ 41

3.2. Tahapan Proses Pembuatan Mesin ............................................ 42

3.2.1. Studi Literatur ................................................................. 42

3.2.2. Observasi ........................................................................ 42

3.2.3. Data Lapangan ................................................................ 43

3.2.4. Pengujian Material .......................................................... 44

3.2.5. Perencanaan dan Perhitungan ......................................... 47

3.2.6. Pemilihan Komponen ..................................................... 48

3.2.7. Perakitan Alat ................................................................. 48

3.2.8. Pengujian Alat................................................................. 48

3.2.9. Penyusunan Laporan ....................................................... 48

3.3. Mekanisme Kerja Mesin Pembuat Sengkang Persegi dengan

Metode Wiping Bending ........................................................... 48

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................ 51

4.1. Data Material dan Produk .......................................................... 51

4.2. Radius Awal Bending ................................................................ 51

4.3. Regangan dan Tegangan yang Terjadi pada Saat Bending ....... 52

4.4. Die Opening ............................................................................... 53

4.5. Sudut Awal Bending .................................................................. 53

x

4.6. Gaya Bending ............................................................................ 54

4.7. Perhitungan dan Pemilihan Perangkat Hidrolik ........................ 55

4.7.1. Skema Peralatan yang Dikembangkan ............................ 55

4.7.2. Pemilihan Komponen-komponen Sistem Hidrolik ......... 55

4.7.2.1. Pemilihan Silinder Hidrolik ............................... 55

4.7.2.2. Pemilihan Pipa dan Selang Fleksibel ................. 58

4.7.2.3. Pemilihan Head Pump ....................................... 60

4.7.2.4. Pemilihan Pompa Hidrolik dan Motor Listrik ... 68

4.7.2.5. Pemilihan Komponen-komponen Pendukung

Sistem Hidrolik .................................................. 72

4.8. Perencanaan Sirkuit Hidrolik..................................................... 77

4.9. Hasil Proses Bending ................................................................. 78

BAB V PENUTUP .......................................................................... 83

5.1 Kesimpulan ................................................................................. 83

5.2 Saran ........................................................................................... 84

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Sengkang ...................................................................... 1

Gambar 1.2. Proses pembuatan sengkang secara manual ................. 1

Gambar 2.1. Jenis-jenis sengkang ..................................................... 5

Gambar 2.2. Fungsi sengkang pada kolom bangunan....................... 5

Gambar 2.3. Proses bending ............................................................. 6

Gambar 2.4. Hubungan antara perbandingan jari-jari bending

terhadap ketebalan plat dengan tensile reduction area pada beberapa

jenis material .................................................................................... 10

Gambar 2.5. Pengaruh R/D terhadap springback pada bending

dengan penampang lingkaran pada beberapa jenis material ............. 11

Gambar 2.6. Springback ................................................................. 13

Gambar 2.7. Proses terjadinya springback negatif .......................... 14

Gambar 2.8. Beberapa cara mengatasi springback ......................... 15

Gambar 2.9. Beberapa cara operasi bending dengan W sebagai

die opening ....................................................................................... 17

Gambar 2.10. Sistem hidrolik ......................................................... 19

Gambar 2.11. Motor listrik ............................................................. 20

Gambar 2.12. Tangki pelumas ........................................................ 22

Gambar 2.13. Filter pelumas hidrolik ............................................. 24

Gambar 2.14. Efisiensi hidrolik sebagai fungsi viskositas ............. 26

Gambar 2.15. Daerah operasi optimal pelumas hidrolik................. 26

Gambar 2.16. Silinder single acting ................................................ 28

Gambar 2.17. Silinder double acting .............................................. 28

Gambar 2.18. Pressure gauge .......................................................... 29

Gambar 2.19. Fitting antara pipa dan komponen hidrolik .............. 30

Gambar 2.20. Tekanan dan gaya yang terjadi di dalam pipa .......... 31

Gambar 2.21. Konstruksi selang fleksibel ...................................... 33

Gambar 2.22. Selang fleksibel dengan fitting permanent ............... 33

Gambar 2.23. Transfer energi dalam sistem hidrolik ...................... 34

Gambar 2.24. Sistem perpipaan untuk mendapatkan persamaan

Energi ............................................................................................... 35

Gambar 3.1. Diagram alir pembuatan mesin .................................. 42

Gambar 3.2. Alat pembuat sengkang manual ................................. 43

Gambar 3.3. Desain mesin pembuat sengkang persegi dengan

sistem hidrolik .................................................................................. 49

xii

Gambar 3.4. Proses pembuatan sengkang persegi .......................... 50

Gambar 4.1. Produk hasil proses bending ....................................... 51

Gambar 4.2. Die opening bending .................................................. 53

Gambar 4.3. Skema sistem hidrolik yang dikembangkan ............... 55

Gambar 4.4. Definisi efisiensi silinder hidrolik .............................. 58

Gambar 4.5. Sirkuit hidrolik untuk mesin pembuat sengkang

persegi .............................................................................................. 77

Gambar 4.6. Tahapan proses bending ............................................. 78

Gambar 4.7. Sengkang posisi pertama dari bawah ......................... 79

Gambar 4.8. Sengkang posisi kedua dari bawah ............................ 79

Gambar 4.9. Sengkang posisi ketiga dari bawah ............................ 80

Gambar 4.10. Sengkang posisi keempat dari bawah....................... 80

Gambar 4.11. Kemiringan yang terjadi pada dies ........................... 81

Gambar 4.12. Celah anatara punch dan dies yang dilihat dari atas . 81

Gambar 4.13. Kemiringan yang terjadi antara dies dan plat

penahan ............................................................................................. 82

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Jari-jari minimum dari beberapa material ......................... 8

Tabel 2.2. Jenis-jenis pompa dalam sistem hidrolik ........................ 21

Tabel 2.3. Main flow filtering .......................................................... 23

Tabel 2.4. By-pass flow filtering ..................................................... 24

Table 2.5. Harga kekasaran permukaan pipa ................................... 37

Table 2.6. Panjang equivalen katup dan fitting ................................ 38

Table 2.7. Harga k untuk berbagai fitting ........................................ 39

Table 3.1. Data hasil percobaan bending secara manual ................. 43

Table 3.2. Data hasil pengujian tarik ............................................... 44

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada sebuah bangunan terdapat kolom dan balok sebagai

salah satu kerangka utamanya. Kolom dan balok terdiri dari

tulangan utama dan sengkang. Sengkang adalah tulangan

melingkar yang mengikat tulangan utama pada balok maupun

kolom yang berfungsi untuk memegang tulangan utama dan

menahan gaya geser.

Gambar 1.1. Sengkang

Berdasarkan hasil observasi yang telah dilakukan pada

UKM pembuatan sengkang tulangan pondasi di kota Surabaya

masih menggunakan cara manual. Baja tulangan dipotong sesuai

ukuran yang dibutuhkan kemudian dilakukan proses bending

secara bertahap sehingga menjadi sengkang. Proses tersebut selain

membutuhkan tenaga manusia yang besar dan juga sengkang yang

dihasilkan kurang seragam karena pada proses pembuatannya

masih menggunakan perasaan.

Gambar 1.2. Proses pembuatan sengkang secara manual

2

Untuk memperbaiki kelemahan-kelemahan tersebut maka

akan dirancang mesin pembuat sengkang dengan sistem hidrolik

sebagai pengganti proses bending dengan tenaga manusia yang

dapat meningkatkan efisiensi tenaga dan sengkang yang dihasilkan

seragam.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang dibahas dalam Tugas Akhir ini

adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana merancang mesin pembuat sengkang persegi

dengan menggunakan sistem hidrolik yang menghasilkan

ukuran yang seragam?

2. Bagaimana cara mengetahui besarnya gaya bending untuk

pembuatan sengkang persegi?

3. Bagaimana memilih komponen-komponen sistem hidrolik

yang sesuai dengan kebutuhan?

1.3. Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai

berikut:

1. Memperoleh mesin pembuat sengkang persegi dengan sistem

hidrolik yang menghasilkan dimensi sengkang yang seragam.

2. Mengetahui besarnya gaya bending untuk pembuatan

sengkang persegi.

3. Merancang desain dan sirkuit hidrolik untuk mesin pembuat

sengkang persegi.

1.4. Batasan Masalah

Pada tugas akhir ini dibuatlah suatu batasan masalah agar

pembahasan tidak meluas, batasan tersebut antara lain:

1. Bahan yang digunakan adalah baja tulangan polos dengan

diameter 8mm, sehingga tidak dilakukan perhitungan dengan

baja diameter lain.

2. Hambatan yang timbul akibat gesekan pada proses bending

diabaikan.

3

3. Kekuatan sambungan las pada kerangka diasumsikan aman.

4. Metode yang digunakan menggunakan metode Wiping

Bending.

1.5. Manfaat

Dengan adanya Rancang Bangun Mesin Pembuat

Sengkang Persegi dengan Sistem Hidrolik ini diharapkan dapat

memberikan manfaat sebagai berikut:

1. Dapat dimanfaatkan untuk proses pembuatan sengkang persegi

sehingga didapatkan produk yang memiliki keseragaman

dimensi.

2. Dengan mesin ini diharapkan dapat meringankan kerja dari

pekerja.

3. Dapat memberi rasa aman dan nyaman bagi para pekerja.

1.6. Sistematika Penulisan

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, dibuatlah suatu

sistematika penulisan agar penyusunan Tugas Akhir ini terstruktur,

sehingga dapat dengan mudah dibaca dan dipahami. Sistematika

penulisan Tugas Akhir ini dibagi dalam lima bab, yaitu:

BAB I Pendahuluan

Pada bab ini membahas bagaimana tinjauan umum tentang latar

belakang masalah, batasan masalah, tujuan, dan sistematika

penulisan laporan tugas akhir.

BAB II Dasar Teori

Pada bab ini dijelaskan mengenai teori penunjang dan dasar

perhitungan yang mendukung dalam pembuatan laporan tugas

akhir.

BAB III Metodologi

Pada bab ini akan dibahas mengenai metodologi perencanaan

pembuatan alat, diagram alir pembuatan alat dan proses

mekanisme kerja mesin pembuat sengkang persegi dengan sistem

hidrolik.

4

BAB IV Hasil Dan Pembahasan

Pada bab analisa data dan pembahasan akan menjelaskan tentang

perhitungan silinder hidrolik berdasarkan gaya yang dibutuhkan,

menghitung kerugian perpipaan, head pompa yang dibutuhkan,

daya pompa, daya motor dan perencanaan sistem hidrolik.

BAB V Penutup

Membahas tentang kesimpulan dari hasil analisis dan saran-saran

penulis dalam penyusunan tugas akhir.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

5

BAB II

DASAR TEORI

Dalam bab ini akan dibahas mengenai teori-teori dasar,

rumusan, dan konsep yang melatarbelakangi perencanaan mesin

yang nantinya digunakan dalam perhitungan berdasarkan referensi

yang meliputi perencanaan elemen mesin, yaitu kapasitas mesin

yang digunakan, daya yang ditransmisikan, mur dan baut, silinder

hidrolik, pompa hidrolik, dan daya motor yang digunakan mesin

pembuat sengkang persegi.

2.1. Sengkang

Sengkang adalah tulangan melingkar yang mengikat

tulangan utama pada balok maupun kolom yang berfungsi untuk

memegang tulangan utama dan menahan gaya geser. Sengkang

terdiri dari dua jenis, yaitu sengkang persegi dan sengkang spiral

seperti pada gambar di bawah ini. Bahan yang digunakan untuk

pembuatan sengkang ini adalah baja dengan standard JIS G 3112-

91, Steel bar for concrete reinforcement.

Gambar 2.1. Jenis-jenis sengkang

Berikut adalah gambar dari fungsi sengkang pada kolom

suatu bangunan.

Gambar 2.2. Fungsi sengkang pada kolom bangunan

6

2.2. Bending

Bending adalah salah satu proses pembentukan yang biasa

dilakukan untuk membuat barang kebutuhan sehari-hari seperti

pembuatan komponen mobil, pesawat, atau peralatan rumah

tangga. Proses bending dilakukan dengan menekuk benda kerja

hingga mengalami perubahan bentuk yang menimbulkan

peregangan logam pada sekitar daerah garis lurus (dalam hal ini

sumbu netral). Proses ini tidak hanya berfungsi untuk membentuk

logam tetapi juga berguna untuk meningkatkan sifat kekakuan

(stiffness) dari suatu benda yang telah mengalami proses bending

dengan cara menambahnkan momen inersia benda. Sebagaimana

kita ketahui bahwa lembaran plat dengan bentuk gelombang

mempunyai kekakuan yang lebih tinggi daripada lembaran plat

yang rata. Hal seperti ini juga dapat dilihat dengan pemberian

lekukan pada karoseri mobil atau produk-produk lain yang

berfungsi untuk menahan benturan dari luar.

Gambar 2.3. Proses bending

(Ref. 5 hal. 397)

Selama panjang busur pada bagian tengah L𝜃 dari material

tidak berubah selama proses bending, maka L𝜃 = r𝜃, dimana 𝜃

adalah sudut bending dalam radian. Pada posisi y, maka panjang

busur bending menjadi L = (r+y)𝜃 sehingga rumus regangan teknik

dapat dituliskan:

𝑒𝑥 =(𝐿−𝐿0)

𝐿0=

𝑦𝜃

𝑦𝜃=

𝑦

�́� ........................(Ref. 1 hal. 732)

7

Sedangkan regangan sebenarnya dituliskan:

𝜀x = ln (1 +𝑦

𝑟) ≅

𝑦

�́�

Dimana: y = Jarak elemen yang mengalami

peregangan (mm)

r´ = Jari-jari kelengkungan (mm)

Dalam bending sebagaimana ditunjukkan pada gambar

diatas juga akan terjadi perubahan pada material yang dipengaruhi

beberapa hal antara lain:

1. Terjadi tegangan tarik pada sisi luar dari benda kerja dan

tegangan tekan pada sisi dalamnya yang dipisahkan oleh

sumbu netral yang diasumsikan berada ditengah-tengah

ketebalan plat. Jika tegangan tarik tersebut terlalu besar dapat

mengakibatkan retak dan sebaliknya jika teganagan tekannya

yang terlalu besar akan mengakibatkan kerutan pada bagian

dalam dari plat benda kerja.

2. Jari-jari bending juga berpengaruh dalam proses bending

dimana jika jari-jari terlalu kecil akan dapat menimbulkan

regangan tarik yang cukup besar pada sisi luar yang akhirnya

retak sedangkan pada bagian dalam akan terjadi kerutan akibat

regangan kompresi. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa

perbedaan perbedaan antara regangan pada sisi luar dan dalam

akan bertambah dengan semakin berkurangnya perbandingan

R/T dari benda kerja.

3. Terjadi perubahan lebar (length of bend) dari plat benda kerja

antara sisi luar dan dalam yang terjadi akibat poison’s ratio

logam dimana pada sisi luar akan mengalami pengecilan

sedangkan pada sisi dalam akan mengalami pelebaran ukuran.

Fenomena seperti ini terjadi sebagaimana kita menekuk

sebatang karet.

2.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Proses Bending

2.3.1. Jari-jari Minimum Bending

Yang dimaksud jari-jari minimum dalam bending yaitu

kemampuan material untuk menerima beban pembengkokan

8

dengan jari-jari terkecil tanpa mengakibatkan retak. Hal ini biasa

dinyatakan dalam fungsi ketebalan plat tersebut seperti 2T, 3T atau

4T dimana 2T berarti jari-jari minimum yang diijinkan untuk

dilakukan proses bending adalah 2 kali ketebalan plat sehingga

semakin kecil perbandingan antara jari-jari dengan ketebalan plat

akan dapat menyebabkan retak karena adanya regangan yang besar

pada sisi luar dari material benda kerja.

Timbulnya keretakan dapat disebabkan faktor-faktor lain

dari material anatara lain:

1. Kondisi permukaan benda kerja dimana semakin kasar maka

semakin rendah kemampuan (bendability) material untuk

dibending.

2. Bentuk dan kualitas atom dari material dimana pada bentuk

atom yang lonjong lebih mudah terjadi retak jika

dibandingkan dengan bentuk atom yang bulat.

Jari-jari minimum bending juga dapat berkurang dengan

semakin meningkatnya kemampuan bending (bendability) dari

material tersebut. Adapun Bendability itu sendiri dapat bertambah

dengan meningkatkan “Tensile Reduction of Area” dari material

baik dengan pemanasan ataupun dengan melakukan tekanan

hidrostatik pada benda ataupun dengan cara lain yakni memberikan

gaya tekanan pada plat pada saat proses bending guna

meminimalisir tegangan tarik pada sisi luar.

Beberapa ukuran jari-jari minimum bending berdasarkan

hasil pengujian beberapa material dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 2.1. Jari-jari minimum dari beberapa material (Ref. 1 hal.

470)

9

Dari tabel diatas dapat diambil kesimpulan hubungan

antara R/T minimum dengan sifat-sifat material antara lain bahwa:

1. Regangan sebebnarnya saat retak pada sisi luar sama dengan

regangan sebenarnya pada saat patah waktu uji tarik.

2. Material adalah homogen dan isotropik.

3. Perbandingan antara lebar dan tebal plat (L/T) adalah kecil.

Regangan sebenarnya saat patah pada pengujian tarik:

𝜀f = ln (𝐴0

𝐴𝑓) = ln (

100

100−𝑟) .................. (Ref. 8 hal. 398)

Dimana r adalah “percent reduction of area” pada saat

pengujian tarik.

𝜀o = ln (1+𝑒0) = ln (1 +1

(2𝑅

𝑇)+1

) = ln (𝑅+𝑇

𝑅+(𝑇

2))……..(Ref. 8 hal. 398)

Kedua persamaan diatas dapat disederhanakan sehingga

didapatkan:

Minimum 𝑅

𝑇 =

50

𝑟− 1 ........................(Ref. 8 hal. 398)

Adapun hal lain yang menyangkut hubungan antara L/T

dengan R/T yang terjadi pada bending, ketika L (length bend)

bertambah, maka akan terjadi perubahan arah tegangan (state of

stress) pada sisi luar dari tegangan axial menjadi tegangan biaxial

yang mengakibatkan L pada sisi luar akan mengalami pengecilan

pada daerah sekitar dimana terjadi deformasi. Tarikan akibat

tegangan biaxial ini cenderung mengurangi keuletan bahan yang

mengakibatkan retak pada daerah luar.

10

Gambar 2.4. Hubungan antara perbandingan jari-jari bending

terhadap ketebalan plat dengan tensile reduction area pada

beberapa jenis material

(Ref. 7 hal. 471)

2.3.2. Springback

Perubahan plastis yang diikuti dengan balikan pegas secara

elastis dlam proses bending dinamakan Springback. Karena adanya

springback ini, maka akan terjadi perubahan sudut antara sudut

awal dan akhir bending yang pada akhirnya juga diikuti dengan

perubahan jari-jari bending. Fenomena springback tidak hanya

terjadi pada plat lebaran tapi juga pada bentuk lingkaran, kawat

atau plat berprofil.

Adapun hal-hal yang berpengaruh dalam terjadinya

springback antara lain:

1. Perbandingan jari-jari dengan ketebalan (R/T) dimana

semakin besar perbandingannya, maka springback akan

bertambah.

2. Tegangan yield suatu material yang semakin tinggi akan

menyebabkan kemungkinan springback semakin besar karena

elastisitasnya yang semakin rendah.

3. Modulus elastisitas yang rendah juga dapat menyebabkan

kemungkinan springback semakin besar.

11

Gambar 2.5. Pengaruh R/T terhadap springback pada bending

dengan penampang lingkaran pada beberapa jenis material

Adapun springback dapat disimbolkan dengan Ks dan

besarnya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut:

𝐾𝑠 =𝛼𝑓

𝛼𝑖=

(2𝑅𝑓/𝑇)+1

(2𝑅𝑓/𝑇)+1 ..............................(Ref. 8 hal. 400)

Dimana: Ks = Faktor springback

𝛼𝑖 = Sudut awal bending

𝛼𝑓 = Sudut akhir setelah bending

Ri = Jari-jari awal

Rf = Jari-jari akhir setelah bending

Berdasarkan rumus persamaan diatas terlihat bahwa

besarnya springback yang terjadi banyak dipengaruhi oleh faktor

yang tergantung pada besarnya perbandingan R/T dari dimensi

material. Ketika Ks = 1, maka hal ini menunjukkan tidak adanya

springback dan Ks = 0 menandakan terjadinya springback secara

sempurna. Besarnya elastic recovery pada bending tergantung

12

pada besarnya tegangan dan modulus elastisitas dari material,

maka besarnya springback dapat diperkirakan melalui persamaan:

𝑅𝑖

𝑅𝑓= 4 (

𝑅𝑖𝑌

𝐸𝑇)

3− 3 (

𝑅𝑖𝑌

𝐸𝑇) + 1..................(Ref. 8 hal. 401)

Dimana: E = Modulus elastisitas bahan

Y = Tegangan yield dari material pada offset

0,2%

Ri = Jari-jari awal bending

Rf = Jari-jari akhir bending

T = Tebal benda

Sedangkan macam-macam springback yang ditinjau dari

posisinya setelah proses bending terdiri dari 2 macam, yaitu:

Springback Positif Merupakan balikan elastis (elastic recovery) yang

biasa terjadi pada proses bending secara umum. Pada

springback jenis ini, balikan terjadi karena adanya tarikan dari

sisi luar yang mengalami regangan pada saat bending

sehingga menyebabkan jari-jari bending semakin besar.

Springback jenis ini adalah jenis springback yang biasa terjadi

pada proses bending.

Springback Negatif Jenis springback ini merupakan kebalikan dari

springback positif dimana balikan justru terjadi searah dengan

arah bending sehingga menyebabkan sudut bending semakin

besar. Fenomena springback ini umumnya terjadi pada proses

V-die bending sebagaimana diilustrasikan dalam gambar

berikut:

13

Gambar 2.6. Springback (Ref. 8 hal. 401)

Pada springback jenis ini sudut akhir bending lebih besar

setelah proses pembengkokan selesai dan beban yang dihilangkan.

Dalam perkembangannya springback bisa dijelaskan dengan

mempelajari suatu kasus, yaitu ketika kita membengkokan sebuah

plat pada proses V-bending. Dalam hal ini material akan

mengalami springback positif pada awalnya, akan tetapi ketika

ujung plat menyentuh bagian pangkal dari punch maka sebenarnya

benda kerja telah terbending dengan arah berlawanan dari

sebelumnya. Jika beban dihilangkan, maka material akan

mengalami perubahan elastis ke dalam karena sebelumnya material

tidak mengalami pembebanan bending. Springback negatif bisa

lebih besar daripada springback positif.

Hasil eksperimen proses bending pada material dengan

dimensi berbentuk batang bulat (rod or wire) juga menunjukkan

fenomena springback sebagaimana lazimnya pada bending dimana

springback positif bertambah dengan besarnya perbandingan R/D

yang dalam hal ini D merupakan diameter batang sebagaimana

perbandingan R/T berpengaruh pada penampang rectangular.

Tetapi springback akan berubah negatif pada saat dimana

perbandingan R/D berkurang karena berkurangnya kontak antara

punch dengan permukaan benda.

14

Gambar 2.7. Proses terjadinya springback negatif

(Ref. 8 hal. 402)

2.3.3. Kompensasi Springback

Pada proses pembentukan, springback umumnya

diimbangi dengan metode “overbending” (Gambar 2.8. a, b)

dimana untuk mendapatkan sudut yang diinginkan mungkin

diperlukan beberapa percobaan. Pada umumnya untuk

mengimbangi springback yang dapat merubah sudut bending

dilakukan langkah “overbending” yaitu memberikan susut bending

melebihi sudut yang ditarget (tentunya untuk proses yang

mengalami springback positif) sebagai kompensasi springback.

Adapun metode lain untuk mengatasi springback selain

overbending adalah sebagai berikut:

Bottoming yakni cara mengatasi springback dengan

memb.erikan tekanan yang terpusat (high compressive stress)

pada ujung punch (punch tip) dengan bagian material yang

mengalami deformasi bending sehingga tekanan tersebut

dapat menghilangkan tegangan sisa pada daerah yang

mengalami tarikan atau tekanan penyebab springback

(Gambar 2.8 c).

Stretching yaitu dengan memberikan gaya tarikan pada saat

dari luar untuk mengimbangi tarikan pada sisi luar dari

material saat proses pembengkokan berlangsung. (Gambar

2.8. b).

Mengurangi yield stress dengan menaikkan temperature pada

saat proses bending.

15

Gambar 2.8. Beberapa cara mengatasi springback

(Ref. 8 hal. 403)

2.3.4. Panjang Material yang Mengalami Bending (Bend

Allowance)

Panjang maerial yang terbending merupakan daerah

dimana benda kerja mengalami deformasi plastis membentuk suatu

kurva (dalam hal ini jari-jari bending) sepanjang sumbu netral

(neutral axist). Adapun rumus untuk mencari panjan material yang

terbending adalah sebagai berikut:

𝐵𝐴 = 2𝜋𝐴

360(𝑅 + 𝐾𝑏𝑎𝑡)……………..(Ref. 5 hal. 510)

Dimana: BA = Bend Allowence, mm

A = Sudut bending, derajat

R = Jari-jari bending, mm

t = Tebal material, mm

Kba = Konstanta untuk memperkirakan

adanya peregangan

Jika R < 2t, maka Kba = 0,33

Jika R ≥ 2t, maka Kba = 0,50

2.4. Gaya Bending

Besarnya gaya bending yang diperlukan untuk melakukan

proses pembentukan material pada umumnya bisa diperkirakan

dengan mengasumsikan bahwa proses bending terjadi pada batang

rektanguler (rectangular beam). Dalam hal ini gaya bending

merupakan fungsi dari “Strength of material”, panjang batang,

16

tebal batang serta jarak terbukanya die (die opening) sehingga gaya

tersebut dapat didekati denan rumus:

𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝑘(𝑈𝑇𝑆)𝐿𝑇2

𝑊……………………..(Ref. 8 hal. 404)

Dimana: Pmax = Gaya maksimum yang diperlukan, Kg

UTS = Ultimate tensile strength dari

material, Kg/mm2

L = Lebar benda kerja, mm

T = Tebal benda kerja, mm

k = Konstanta,

untuk V-die bending, k = 1,2-1,33

untuk U dan Wiping bending, k = 2

dan 0,25

W = Die opening (Jarak terbuka antara

die dan punch), mm

Rumus gaya bending di atas merupakan pengembangan

dari rumus dasar teori bending yang didapatkan dari hasil uji

bending atau yang sering disebut elastic flexure formula dan

diaplikasikan pada plat rectangular. Adapun rumus dasar teori

tersebut adalah:

σ = 𝑀𝑟 . 𝑦

𝐼𝑐 ………………………….(Ref. 5 hal. 199)

Dimana: Mr = Momen bending (Kg.mm)

σ = Tegangan bending (Kg/mm2)

Ic = Momen Inersia luasan dari benda

y = Jarak tepi benda terhadap sumbu netral

(mm)

Gaya bending juga dapat dipengaruhi oleh jarak tempuh

dari punch yang dapat mencapai harga maksimum saat proses dan

dapat berkurang pada saat bending hampir sempurna, hal ini terjadi

17

pada “Air Bending”. Sedangkan pada V- die bending gaya tersebut

akan bertambah lagi pada saat punch menyentuh permukaan die.

Gambar 2.9. Beberapa cara operasi bending dengan W sebagai

die opening (Sumber: Ref. 7 hal. 473)

2.5. Wiping Bending

Proses pembengkokkan dengan metode “Wiping Bending”

merupakan proses dimana benda kerja dijepit pada salah satu

ujungnya kemudian ujung yang lain dibengkokkan. Penjepitan

benda kerja dilakukan oleh bagian sistem yang dinamakan “Pad”

yang memberikan gaya penjepitan terhadap benda dengan

permukaan “die” yang memanjang, sedangkan bagian yang

berfungsi untuk membengkokkan benda kerja dinamakan “punch”

yang mendorong ujung benda kerja oleh gaya luar yang bekerja

pada punch tersebut.

Pembengkokkan jenis ini melibatkan beban sentilever

(cantilever loading) pada benda kerja dimana tekanan pad pada die

sebagai gaya penjepitan mengimbangi gaya yang ditimbulkan oleh

punch saat operasi bending berlangsung. Dalam hal ini punch

membengkokkan ujung tersebut hingga melewati titik yield dari

material tersebut sehingga terjadi deformasi plastis berupa

bending. Pada umumnya metode “Wiping Bending” digunakan

untuk pembengkokkan dengan sudut 90˚ sehingga untuk sudut

yang lebih besar memerlukan desain tersendiri untuk

mengatasinya.

Pada metode “Wiping Bending”, posisi punch yang

mendorong ujung plat dapat menimbulkan gesekan yang terjadi

antara permukaan benda kerja dengan punch saat melakukan

18

gerakan translasi untuk membengkokkan benda tersebut yang pada

akhirnya gaya yang diperlukan juga bertambah besar.

2.6. Sistem Hidrolik

Sistem hidrolik biasanya dapat dibagi menjadi bagian

pengontrol sinyal atau signal control section dan bagian penghasil

daya atau power section dengan arah aliran sinyal seperti gambar

2.15 diatas sedang arah aliran daya dari bawah menuju ke bagian

atas atau drive section.

1. Signal Control Section

Bagian ini dapat dibagi lagi menjadi sinyal input atau

sensor dan pemrosesan sinyal atau Signal processing.Sinyal

input bisa dilakukan secara manual, makanis maupun tanpa

kontak sedangkan sinyal dapat diproses dengan berbagai cara

seperti oleh operator, dengan listrik, elektronik, mekanik,

pneumatik maupun hirdolik.

2. Hidraulic Power Section

Bagian ini dapat dibagi lagi menjadi Power Supply

Section, Power Control Section dan Drive Section atau

working section.

Power supply section

Pada bagian ini terjadi proses perubahan energi dan

pengkondisian tekanan fluida kerja. Komponen-

komponen yang digunakan untuk konversi energi

meliputi motor listrik, motor pembakaran dalam,

kopling, pompa, indikator tekanan dan sistim pengaman.

Komponen-komponen berikut berkaitan dengan

pengkondisian fluida kerja yaitu filter, cooler, heater,

thermometer, pressure gauge, fluida hidraulik, reservoir

dan indikator permukaan.

Power control section

Bagian bertugas sebagai pengontrol aliran daya dari

power supply section menuju drive section. Komponen-

komponen pada bagian ini meliputi directional control

19

valve, flow control valve, pressure control valve dan non-

return valve.

Drive section

Bagian ini bertugas mengeksekusi gerakan kerja mesin

atau sistim manufaktur. Energi yang terkandung dalam

fluida hidraulik digunakan untuk menggerakkan berbagai

beban. Komponen-komponen bagian ini biasanya

mencakup silinder dan motor hidrolik.

Gambar 2.10. Sistem hidrolik

2.6.1. Komponen-Komponen Power Supply Section

2.6.1.1. Penggerak Mula

Sistem hidrolik biasanya digerakkan atau ditenagai dengan

menggunakan motor listrik atau motor pembakaran dalam yang

dalam hal ini biasa dipakai motor bensin. Motor listrik biasanya

digunakan untuk memberikan daya mekanis bagi pompa yang

dipasang pada sistem hidrolik stasioner sedangkan untuk sistem

hidrolik yang bersifat mobile biasa digunakan motor pembakaran

dalam. Pemilihan kedua penggerak mula tersebut pada prakteknya

20

tergantung daya pompa yang dibutuhkan dan jenis merk produk

yang akan dipilih. Gambar motor listrik yang umumnya digunakan

dalam sistem hidraulik dapat dilihat pada gambar 2.11. berikut

yang merupakan produk Wipro.

Gambar 2.11. Motor listrik

2.6.1.2. Pompa Hidrolik

Pompa yang digunakan dalam sistem hidrolik biasanya

disebut sebagai pompa hidrolik yang berfungsi mengubah energi

mekanik menjadi energi hidrolik atau energi tekanan. Secara umum

pompa yang digunakan dalam sistem hidrolik merupakan pompa

jenis positive displacement yang jenis-jenisnya meliputi pompa

roda gigi, pompa vane dan pompa piston. Pemilihan pompa

hidrolik untuk pemakaian tertentu didasarkan atas head dan

kapasitas yang dibutuhkan, tingkat kepresisian sistem hidrolik yang

dirancang dan biaya operasi pompa termasuk perawatannya. Pada

umumnya untuk keperluan yang tidak butuh kepresisian yang ketat

maka biasanya pompa external gear pump yang banyak digunakan

karena murah dan mempunyai tekanan yang tinggi. Tabel 2.2.

berikut memberikan informasi tentang jenis pompa yang digunakan

dalam sistem hidrolik.

21

Tabel 2.2. Jenis-jenis pompa dalam sistem hidrolik

2.6.1.3. Tangki Pelumas

Tangki pelumas yang digunakan dalam sistem hidrolik

mempunyai fungsi:

Menyimpan pelumas selama sistem hidrolik beroperasi.

Mendinginkan pelumas.

Memisahkan pelumas dari udara, air dan kotoran padat.

Dalam keadaan tertentu instalasi tangki dapat digunakan

sebagai platform untuk pompa dan motor listrik serta

komponen sistem hidrolik lainnya sehingga dengan demikian

dapat menghemat tempat.

Untuk pemakaian lapangan ukuran tangki pelumas dapat

diperkirakan dengan rumus:

22

Ukuran tangki (liter) = (2 sampai 3) x Kapasitas pompa yang dipilih

dalam satuan liter (Industrial Hydraulics Manual, 1999).

Tangki pelumas yang dilengkapi dengan beberapa

peralatan pendukungnya dapat dilihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12. Tangki pelumas

2.6.1.4. Filter Pelumas

Filter pelumas merupakan komponen hidrolik yang

berfungsi untuk menyaring dan menjaga kebersihan pelumas yang

disirkulasikan dalam sistem hidrolik. Filter mempunyai manfaat

yang besar dalam menjamin umur hidup dan keberhasilan

operasional dari sistem hidrolik. Dalam penggunaan dan

pemasangannya pada sistem hidraulik, filter dapat dibedakan

menjadi 2 jenis utama yaitu main flow filtering dan secondary flow

filtering atau lebih dikenal dengan By-pass flow filtering. Main

flow filtering dapat dibedakan lagi menjadi return filtering, suction

filter dan high pressure filter.

Return filtering

Filter yang dipasang pada return line dimana dalam hal ini

complete return flow mengalir kembali ke tangki pelumas

melalui filter.

Suction filter

Filter ini biasanya dipasang pada bagian masuk atau suction

line dari pompa sehingga pelumas hidrolik yang digunakan

23

pada sistem hidrolik dihisap melalui filter sebelum memasuki

sistem.

Pressure filter

Filter ini dipasang pada sistem hidrolik didepan komponen-

komponen hidrolik yang dianggap sensitif terhadap adanya

kotoran seperti di tempat sebelum masuk directional control

valve

Pemasangan filter yang termasuk dalam kategori main

flow filtering pada sistem hidrolik dan beberapa karakteristik

penggunaannya dapat dilihat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3. Main flow filtering

By-pass flow filtering

Pada cara ini hanya sebagian aliran pada sistem hidraulik

yang dilewatkan melalui filter. Tabel 2.4. di bawah ini

menunjukkan karakteristik dan contoh pemasangan dari by-pass

flow filtering.

24

Tabel 2.4. By-pass flow filtering

Pemilihan filter dan penempatan filter pada sistem hidrolik

sangat tergantung kepada sensitifitas komponen terhadap kotoran,

derajat pengotoran sistem hidrolik selama beroperasi dan biaya

yang akan dikeluarkan untuk membeli filter. Gambar 2.13. berikut

menunjukkan salah sutu jenis filter yang digunakan dalam

penelitian ini dengan spesifikasi jumlah lubang per inch square

adalah 150 mesh.

Gambar 2.13. Filter pelumas hidrolik

25

2.6.1.5. Pelumas Hidrolik

Material yang mempunyai peranan penting dalam

beroperasinya sistem hidrolik adalah fluida kerja yang digunakan

dalam sistem ini yaitu pelumas hidrolik. Pelumas hidrolik

mempunyai 4 fungsi penting dalam sistem hidrolik yaitu:

Memindahkan daya atau sebagai energy-bearing media.

Melumasi komponen-komponen hidrolik yang bergerak.

Sebagai media pendingin.

Sebagai seal untuk komponen yang berpasangan sehingga

dapat mencegah masuknya kotoran dalam sistem hidrolik.

Pemilihan pelumas hidrolik yang akan dipakai biasanya

didasarkan atas berbagai faktor seperti viskositas yang

diinginkan, bulk modulus maupun sifat – sifat lainnya seperti

densitas, tahan api, tahan terhadap timbulnya busa serta tidak

beracun. Dari semua faktor diatas yang paling penting adalah

pemilihan viskositas pelumas yang tepat. Pada temperatur

rendah maka viskositas pelumas akan meningkat dan kondisi

ini akan meningkatkan gesekan, menurunkan efisiensi

mekanis sistem serta menyulitkan proses starting sistem. Saat

temperatur semakin besar maka viskositas turun dan akibatnya

dapat menurunkan efisiensi volumetris sistem, terjadinya

overheating dan timbul keausan yang banyak.

Sebagai acuan dalam praktek maka besarnya viskositas

pelumas yang dipilih biasanya berkisar antara 20 sampai 50

mm2/dt (cSt) selama starting dan operasi sistem hidrolik

(Hodges, 1996). Informasi ini dapat dijelaskan lebih lanjut

dengan menggunakan gambar 2.14. dan gambar 2.15.

26

Gambar 2.14. Efisiensi hidrolik sebagai fungsi viskositas

Gambar 2.15. Daerah operasi optimal pelumas hidrolik

2.6.2. Compact Monoblock DCV (Directional Control Valve)

Dalam sistem hidrolik energi dipindahkan dari pompa

menuju aktuator dengan menggunakan sistem perpipaan. Agar

27

diperoleh besar output actuator yang diinginkan seperti gaya atau

torsi, kecepatan linier maupun anguler dan untuk mempertahankan

kondisi operasi sistem maka perlu dipasang katup pada sistem

perpipaan yang berfungsi sebagai pengontrol energi. Katup-katup

ini akan berfungsi sebagai pengontrol tekanan) dan kapasitas

pelumas serta mengatur arah aliran menuju aktuator (directional

control valve).

Compact Monoblock Directional Control Valve ini

merupakan komponen power control section dari system hidrolik.

Komponen ini berupa katup hidrolik yang digunakan untuk

mengontrol arah gerakan dari silinder atau motor hidrolik. Katup

pengontrol arah aliran ini pada dasarnya dapat ditentukan atas

dasar jumlah switching position, jumlah lubang pada setiap posisi

katup, konstruksinya yang dalam hal ini dapat dibedakan atas dasar

spool dan poppet serta metode aktuasinya yang terdiri atas secara

manual, mekanis, pilot dan menggunakan listrik atau solenoid.

Compact Monoblock Directional Control Valve ini terdiri

dari atas adjustable main relief valve, check valve, carry over

circuit, dan 2 mounting holes.

2.6.3. Komponen Drive Section Berupa Silinder Hidrolik

Komponen sistem hidrolik yang masuk dalam kategori ini

berfungsi mengubah energi hidrolik yang dihasilkan oleh pompa

menjadi energi mekanik dengan gerak translasi linier maupun

anguler atau rotasi. Drive section ini meliputi silinder dan motor

hidrolik.

Silinder hidrolik mengubah energi hidrolik menjadi gerak

translasi linier sehingga kadang-kadang disebut pula sebagai motor

linier.Pada dasarnya ada 2 jenis silinder yang banyak digunakan

dalam sistem hidrolik yaitu single acting dan double acting

cylinder.

28

Gambar 2.16. Silinder single acting

Gambar 2.17. Silinder double acting

2.6.4. Peralatan Pendukung Sistem Hidrolik

2.6.4.1. Pressure Gauge

Merupakan alat yang digunakan dalam sistem hidrolik

untuk mengukur besarnya tekanan kerja selama beroperasi.

Gambar 2.18. berikut menunjukkan wujud pressure gauge.

29

Gambar 2.18. Pressure gauge

2.6.4.2. Pipa dan Selang Hidrolik

Dalam sistem hidrolik, aliran pelumas didistribusikan ke

komponen-komponennya dengan menggunakan pipa atau selang.

Sistem perpipaan ini mensirkulasikan pelumas dari pompa menuju

aktuator dan emudian kembali ke reservoir. Ada 4 jenis pipa uang

umumnya digunakan dalam sistim hidraulik yaitu:

1. Steel Pipe

2. Steel Tubing

3. Plastic Tubing

4. Flexible Hoses

Pemilihan dari masing-masing jenis pipa atau selang

tergantung kebutuhan tekanan operasi dan kapasitas aliran yang

diinginkan. Pada dasarnya pemilihan juga didasarkan pada kondisi

lingkungan, jenis pelumas yang digunakan, temperatur operasi,

adanya getaran dan gerakan relatif antara komponen-komponen

yang bekerja.

2.6.4.3. Pipa Hidrolik dan Fittingnya

Pipa didalam sistem hidrolik biasanya digunakan untuk

menyalurkan fluida pada instalasi yang relatif diam. Umumnya

material pipa yang sering dipakai adalah baja, karena pipa dengan

bahan baja cukup kuat untuk mengalirakan fluida pada tekanan

yang tinggi serta tahan terhadap lingkungan kerja yang bersifat

korosif. Dalam pemasangannya pada sistem hidrolik, pipa biasanya

dilengkapi dengan berbagai fitting yang akan digunakan untuk

menyambung pipa ke komponen hidrolik. Gambar 2.19. di bawah

ini menunjukkan berbagai jenis fitting.

30

Gambar 2.19. Fitting antara pipa dan komponen hidrolik

Pipa atau selang dalam hal ini harus cukup kuat untuk

mencegah pecahnya pipa apabila dikenai suatu tekanan pelumas

yang tinggi. Tekanan yang terjadi di dalam pipa harus mampu

dilawan oleh material pipa. Pelumas dalam pipa akan memberikan

tekanan sebesar P yang disebarkan merata keseluruh dinding

permukaan pipa dan karena gaya tekan yang terjadi harus sama

dengan gaya tensile maka:

F = Fp = p . A ..............................( 2.11) (Ref. 2 hal. 352)

A merupakan luasan yang diproyeksikan dari separuh pipa

bagian bawah ke bidang horisontal sehingga A = luasan persegi

panjang = Di x L, maka:

F = p . A = p. (L.Di)....................... (2.12)(Ref. 2 hal. 352)

31

Tensile Strength σ di dalam pipa sama dengan tensile stress dibagi

dengan luasan dari pipa:

t

PD

tL

PA

tL

F i

222 …………….(2.13)(Ref. 2 hal. 353)

Dimana: t = tebal pipa

Gambar 2.20. Tekanan dan gaya yang terjadi di dalam pipa

(Sumber: Esposito hal. 353)

2.6.4.4. Bursting Pressure dan Working Pressure

Burst Pressure (BP) adalah tekanan pelumas yang

menyebabkan pipa pecah. Hal ini dapat terjadi apabila tensile stress

( ) sama dengan tensile strength material pipa. Kerusakan pada

pipa ini ditandai dengan peretakan pada dinding pipa yang akan

menyebabkan pecahnya pipa. Hal ini dapat mengakibatkan

kebocoran pelumas maupun mengakibatkan pelumas bertekanan

tinggi tersembur keluar sehingga sistem hidraulik tidak dapat lagi

digunakan. Kerusakan pipa ini dapat terjadi pada tekanan pelumas

P mencapai burst pressure (BP).

iD

tSBP

2

FS

BPWP

t 2

io DD ............................(2.14)(Ref. 2 hal. 354)

32

Dimana:

BP = Burst Pressure (N/m2)

T = Tebal dinding (m)

S = Kekuatan tarik dari material pipa (N/m2)

Di = Diameter inlet (m)

Do = Diameter outlet (m)

WP = Working Pressure (N/m2)

FS = Factor of Safet6

Tekanan operasi (WP) adalah tekanan kerja maksimum

yang aman dari pelumas dan didefinisikan sebagai burst pressure

dibagi dengan faktor keamanan. Standar industri

merekomendasikan faktor keamanan yang didasarkan atas tekanan

kerja dari sistem hidrolik pada saat beroperasi sebagai berikut:

FS = 8, untuk tekanan dari 0 – 1000 psi.

FS = 6, untuk tekanan dari 1000 – 2500 psi.

FS = 4, untuk tekanan diatas 2500 psi.

2.6.4.5. Flexible Hose dan Fittingnya

Bila dalam suatu sistem hidrolik selama beroperasi terjadi

getaran dan gerakan relatif antar komponen, maka diperlukan pipa

yang fleksibel untuk menyalurkan pelumas hidraulik dan dalam

prakteknya menggunakan hose atau selang sebagai pengganti pipa.

Hose banyak digunakan karena mudah pemasangannya dan dan

mampu untuk meredam getaran yang diakibatkan oleh sistem. Hose

dirancang agar mampu bekerja pada tekanan yang tinggi. Hose

biasanya dibuat berdasarkan atas standar SAE J517 dan standar ini

mempunyai angka-angka 100R yang menentukan konstruksi,

dimensi, tekanan kerja, kecocokan dengan pelumas yang

digunakan dan temperatur operasi.

33

Gambar 2.21. Konstruksi selang fleksibel

(Sumber: Esposito hal. 365)

Dalam pemasangannya di sistem hidrolik, selang fleksibel

biasanya dilengkapi dengan fitting yang berfungsi untuk

menyambung hose ke komponen-komponen hidrolik. Gambar

2.22. berikut menunjukkan fitting yang umum digunakan dalam

sistem hidrolik.

Gambar 2.22. Selang fleksibel dengan fitting permanent

34

2.7. Energi dan Daya dalam Sistem Hidrolik

2.7.1. Transfer Energi dalam Sistem Hidrolik

Gambar 2.23. Transfer energi dalam sistem hidrolik

Gambar 2.23. di atas menerangkan sistem hidrolik dimana

pompa mendapatkan energi dari motor listrik. Kemudian pompa

mengirimkan energi hidrolik dalam pelumas ke silinder dengan

mengubah energi hidrolik menjadi energi mekanik sementara itu

pada saat yang sama membuang energi panas ke lingkungan

sebagai akibat adanya gesekan pelumas pada pipa, katup dan

fitting. Dari silinder hidrolik kemudian pelumas akan mengalir

kembali ke reservoir.

35

2.7.2. Persamaan Energi

Gambar 2.24. Sistem perpipaan untuk mendapatkan

persamaan energi

Persamaan energi pada dasarnya merupakan modifikasi

dari persamaan Bernoulli yang memperhitungkan kerugian gesek

atau head loss yang terjadi antara titik 1 dan titik 2 pada gambar

2.24. di atas. Disamping itu, persamaan tersebut juga

mempertimbangkan adanya pompa dan motor hidrolik antara

kedua titik tersebut.

Z1+

1P+

g

V

2

2

1 +Hp–Hm–HL=Z2+

2P+

g

V

2

2

2 ..(2.17)(Ref. 2 hal. 85)

Dimana: Z = Head elevasi

P/γ = Head tekanan

V2/2g = Head kecepatan

Hp = Head pompa

Hm = Head motor hidraulik

HL = Head loss antara titik 1 dan 2

= Head loss major + Head loss minor

2.7.3. Bilangan Reynolds

Untuk mengetahui keadaan suatu aliran apakah aliran

pelumas yang mengalir dalam pipa tersebut laminar atau

turbulen sangat dipengaruhi oleh kondisi aliran itu sendiri

misalnya kecepatan aliran, density, viskositas, diameter dalam

36

saluran maupun jarak aliran pada saat mengalir dalam pipa.

Untuk menentukan keadaan aliran dapat ditentukan dengan

menggunakan Bilangan Reynolds (NR).

Bilangan Reynolds

………..........(2.18)(Ref. 2 hal. 115)

Dimana : ρ = mass density dari pelumas, kg/m3

v = kecepatan rata-rata pelumas dalam pipa, m/dt

D = diameter dalam pipa, m

µ = viskositas absolut, Ns/m2

υ = viskositas kinematik, m2/dt

Batasan bilangan Reynolds.

1. Bilangan Reynolds < 2000, adalah aliran laminar.

2. Bilangan Reynolds > 4000, adalah aliran turbulen.

3. Bilangan Reynolds 2000-4000, merupakan aliran transisi.

2.7.4. Persamaan Darcy

Persamaan ini digunakan untuk menghitung besarnya

kerugian gesek yang terjadi pada instalasi hidrolik. Perubahan

tekanan pada sistem aliran incompressible yang mengalir melalui

pipa saluran dan sistem aliran terjadi karena adanya gesekan yang

akan menyebabkan penurunan tekanan. Kerugian tekanan atau

kehilangan tekanan ini pada umumnya dapat di kelompokan

menjadi:

1. Kerugian Major (Major Losses)

2. Kerugian Minor (Minor Losses)

2.7.5. Kerugian Major

Merupakan kehilangan tekanan karena gesekan pada

dinding pipa lurus yang mempunyai luas penampang yang tetap

dan besarnya adalah:

...............................(2.19)(Ref. 2 hal. 117)

37

Dimana : f = faktor gesekan.

L = panjang pipa (m)

D = diameter dalam pipa (m)

v = kecepatan rata-rata pelumas (m/dt)

g = percepatan gravitasi (m/dt²)

1. Kerugian major untuk aliran laminer sehingga:

....................(2.20)(Ref. 2 hal. 117)

2. Kerugian major untuk aliran turbulen

Untuk aliran turbulen besarnya ƒ tergantung pada NR

dan kekasaran relatif (relative roughness) dari pipa yang

di gunakan. Kekasaran relatif tersebut di definisikan sebagai

hasil bagi antara kekasaran permukaan atau absolute

roughness ε dan diameter dalam pipa D maka relative

roughness:

relative roughness = ..............(2.21)(Ref. 2 hal. 125)

Harga kekasaran untuk berbagai pipa dapat di lihat pada tabel 2.5

di bawah ini:

Tabel 2.5. Harga kekasaran permukaan pipa (Sumber: Esposito

hal 119)

38

Setelah harga NR dan Relative Roughness dapat dihitung

maka besarnya f dapat ditentukan dengan menggunakan Moody

diagram (terdapat pada lampiran). Tabel 2.5. Kerugian Minor

(Minor Losses).

2.7.6. Kerugian Minor (Minor Losses)

Kerugian minor merupakan kerugian gesekan yang

terjadi pada katup atau fitting seperti tee, elbow, dan

bengkokan (bending) yang besarnya adalah sama dengan:

𝐻𝐿 = 𝐾 (𝑣2

2𝑔)

Atau,

…………………. (2.22)(Ref. 2 hal. 134)

Dimana:

K = faktor K untuk berbagai macam katup dan fitting

yang besarnya dapat dilihat pada tabel 2.7.

di bawah.

= koefesien kehilangan tekanan pada katup dan fitting

yang besarnya dapat dilihat pada tabel 2.6.

V = kecepatan rata-rata pelumas (m/dt)

g = percepatan gravitasi (m/dt²)

Tabel 2.6. Panjang equivalen katup dan fitting

39

Untuk mencari nilai faktor k maka dapat dicari pada tabel

2.7. di bawah ini.

Tabel 2.7. Harga k untuk berbagai fitting

40

Halaman sengaja dikosongkan

41

BAB III

METODOLOGI

3.1. Diagram Alir Proses Pembuatan Mesin Pembuat

Sengkang Persegi dengan Sistem Hidrolik

Pengujian Tarik Material

Perencanaan dan Perhitungan

Pemilihan Komponen

Pembuatan Alat

Pengujian Alat

A

Data Lapangan

Observasi Studi Literatur

START

42

Gambar 3.1. Diagram alir pembuatan mesin

3.2. Tahapan Proses Pembuatan Mesin

Dalam perencanaan membuat Rancang Bangun Mesin

Pembuat Sengkang Persegi dengan Sistem Hidrolik menggunakan

metode penelitian yang meliputi:

3.2.1. Studi Literatur

Studi literatur ini meliput pencarian data dan referensi

yang berkaitan dengan segala permasalahan sebagai acuan

perencanaan sekaligus memperkuat ide yang sudah ada. Sumber

data diperoleh antara lain dari buku, publikasi ilmiah, dan beberapa

artikel dari internet.

3.2.2. Observasi

Pada tahap ini dilakukan pengamatan terhadap

permasalahan, situasi dan kondisi yang terjadi pada proses

pembuatan sengkang persegi secara manual di UD. Sinar Jaya,

meliputi mekanisme kerja mesin, adjustable dan fleksibilitas

mesin, pencarian gaya, dan desain mesin yang tepat. Data tersebut

akan digunakan untuk menunjang penyelesaian tugas akhir ini.

A

Yes

Sesuai dengan

Perencanaan

Penyusunan Laporan

FINISH

No

43

Gambar 3.2. Alat pembuat sengkang manual

3.2.3. Data Lapangan

Pada tahapan ini alat yang digunakan di UD. Sinar Jaya

untuk pembuatan sengkang masih menggunakan alat manual

sehingga membutuhkan waktu yang lama, tenaga dan keahlian

khusus untuk mengoperasikannya. Dari observasi yang dilakukan

di UD. Sinar Jaya material yang biasa digunakan untuk membuat

sengkang adalah baja tulangan polos diameter 6mm dan 8mm.

Namun untuk tugas akhir ini dipilih material baja tulangan polos

diameter 8mm untuk selanjutnya dilakukan pengujian tarik. Selain

material yang digunakan, tahap ini juga diperoleh waktu yang

dibutuhkan untuk sekali proses bending yang dilakukan dalam 8

kali percobaan. Berikut data yang didapat:

Tabel 3.1. Data hasil percobaan bending secara manual

Percobaan Waktu yang

didapat (detik)

1 3,8

2 3,4

3 3,5

4 3,3

5 3,7

6 3,4

7 3,5

8 3,5

Rata-rata 3,5125

44

3.2.4. Pengujian Material Pengujian material ini bertujuan untuk mendapatkan data-

data tentang sifat mekanik dari baja tulangan polos. Data tersebut

nantinya yang akan digunakan dalam perhitungan gaya

pembentukan pada proses pembengkokan. Pengujian tersebut

menggunakan material baja tulangan polos diamter 8mm yang

pengujiannya berdasarkan pada standart SNI 07-0408-1989 yang

dilaksanakan di Balai Riset dan Standardisasi Surabaya.

Hasil Uji Tarik

Dari uji tarik yang telah dilakukan, didapatkan data-data

sebagai berikut:

Table 3.2. Data hasil pengujian tarik

Parameter Uji Spesimen

I

Spesimen

II

Diameter (D0), mm 8,00 8,00

Luas Penampang (S0), mm2 50,27 50,27

Panjang Ukur (L0), mm 64,4 64,4

Beban Ulur (Fy), Kgf 1585 1570

Nilai Koreksi, Kgf 1582,00 1567,00

Batas Ulur (𝜎y), Kgf 31,47 31,17

Beban Maksimum (Fm), Kgf 2270 2275

Nilai Koreksi, Kgf 2271,16 2276,20

Kuat Tarik (𝜎m), Kgf/mm2 45,18 45,28

Panjang Setelah Putus (Lu), mm 84,3 86,5

Regangan (𝜀), % 30,90 34,32

Pengolahan Data P-∆L Hasil Uji Tarik Dari grafik P-∆L dan data hasil pengujian tarik dapat

dibuat grafik hubungan tegangan-regangan tarik dari material

dengan cara sebagai berikut:

1. Menentukan titik-titik yang akan dijadikan acuan dalam

menentukan besarnya P dan ∆L sebagai dasar dalam

menghitung besarnya tegangan dan regangan. Dalam hal ini

diambil 16 titik acuan pada grafik.

2. Menentukan besarnya harga setiap strip dari pertambahan

beban (P) dan pertambahan panjang (∆L) dengan cara:

45

Spesimen I

Diketahui beban maksimum (Py) = 2270 kgf setinggi 90

strip, maka:

𝑆𝑘𝑎𝑙𝑎 1 =2270 𝑘𝑔𝑓

90 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝= 25,22 𝑘𝑔𝑓/𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝

∆𝐿 = 𝐿𝑈 − 𝐿0

= 84,3 𝑚𝑚 − 64,3 𝑚𝑚

= 19,9 𝑚𝑚 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 74 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝

𝑆𝑘𝑎𝑙𝑎 2 =19,9 𝑚𝑚

74 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝= 0,27𝑚𝑚/𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝

Spesimen II

Diketahui beban maksimum (Py) = 2275 kgf setinggi 91

strip, maka:

𝑆𝑘𝑎𝑙𝑎 1 =2275 𝑘𝑔𝑓

91 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝= 25 𝑘𝑔𝑓/𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝

∆𝐿 = 𝐿𝑈 − 𝐿0

= 86,5 𝑚𝑚 − 64,4 𝑚𝑚 = 22,1 𝑚𝑚 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 77 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝

𝑆𝑘𝑎𝑙𝑎 2 =22,1 𝑚𝑚

77 𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝= 0,28 𝑚𝑚/𝑠𝑡𝑟𝑖𝑝

3. Dari hasil perhitungan skala 1,2 dan dengan menyesuaikan

jumlah strip, posisi P maupun ∆L pada grafik hasil uji tarik,

maka dapat diketahui besarnya tegangan-regangan teknik

maupun sebenarnya berdasarkan P, L, A0, L0, A, ∆L.

4. Menghitung besarnya tegangan-regangan teknik maupun

sebenarnya berdasarkan data-data yang telah diketahui. Hasil

46

pengolahan data dari Pengujian Tarik dapat dilihat pada

Lampiran 1 sampai 8.

Berdasarkan pengolahan data tegangan regangan

sebenarnya diketahui nilai Ultimate Tensile Strength tertinggi

adalah spesimen II sebesar 58,38 kgf/mm2. Selanjutnya dicari

besarnya harga tegangan maupun regangan luluh, tegangan dan

regangan maksimum serta modulus elastisitas bahan berdasarkan

grafik tegangan regangan teknik spesimen II yang telah diketahui.

Tegangan dan Regangan Luluh Dari diagram (P-∆L) hasil uji tarik untuk menentukan

tegangan luluhnya sangat sulit, maka digunakan metode offset yield

point dimana besarnya tegangan permanen adalah 0,1%-0,2%.

Karena dari hasil pengujian tarik telah diketahui besarnya gaya ulur

maka besarnya tegangan luluh dapat langsung diketahui sehingga:

Tegangan Luluh (𝜎y) adalah:

𝜎𝑦 =𝑃𝑦

𝐴0

=1570 𝐾𝑔

50,27 𝑚𝑚2

= 31,23 𝐾𝑔/𝑚𝑚

Dari harga tegangan luluh yang telah diketahui diatas maka

dapat pula diketahui besarnya regangan luluh yang terjadi dengan

menarik garis lurus kebawah pada grafik tegangan regangan teknik

hingga menyentuh garis regangan dan diketahui regangan luluh

material sebesar 0,021%.

Tegangan dan Regangan Tarik Maksimum Dari data yang diperoleh diketahui tegangan tarik

maksimum adalah:

𝜎u = 45,28 Kg/mm2

Pada grafik (P-∆L) diketahui pertambahan panjang pada beban

maksimum 58 strip sehingga:

47

∆L = 58 strip x 0,28 mm

= 16,24 mm

Jadi regangan yang terjadi pada saat beban maksimum adalah:

𝜀𝑢 =∆𝐿𝑈

𝐿0× 100%

=16,24 𝑚𝑚

64,4 𝑚𝑚× 100%

= 25,21%

Modulus Elastisitas

𝐸 =𝜎

𝜀

Dari grafik uji, karena modulus elstisitas terjadi pada

daerah dimana berlaku hukum Hook’s, maka jika diketahui:

𝜎 = 31,23 Kg/mm2

𝜀 = ±0,028%

Sehingga didapatkan:

𝐸 =31,23 𝐾𝑔/𝑚𝑚2

0,028

= 1115 𝐾𝑔/𝑚𝑚2

3.2.5. Perencanaan dan Perhitungan

Perencanaan dan perhitungan ini bertujuan untuk

mendapatkan desain dan mekanisme yang optimal dengan

memperhatikan data yang telah didapat dari studi literatur dan

48

observasi langsung. Rencana mesin yang akan di rancang ini

adalah menggunakan sistem hidrolik.

3.2.6. Pemilihan Komponen

Dari perencanaan dan perhitungan akan didapat dimensi

dan komponen-komponen mesin. Komponen-komponen alat yang

digunakan dalam tugas akhir ini antara lain: motor listrik, gear

pump, pelumas hidrolik, tangki, kopling, Directional Control

Valve, filter, pipa, flexible hoses, dan silinder hidrolik.

3.2.7. Perakitan Alat

Dari hasil perhitungan dan perencanaan dapat diketahui

spesifikasi dari bahan maupun dimensi dari komponen yang akan

diperlukan untuk pembuatan alat. Dari komponen yang diperoleh

kemudian dilakukan perakitan untuk membuat alat yang sesuai

dengan desain yang telah dibuat.

3.2.8. Pengujian Alat

Setelah alat selesai dikerjakan, selanjutnya dilakukan

pengujian alat tersebut dan dicatat hasil pengujiannya, apakah

mesin tersebut berjalan baik atau tidak.

3.2.9. Penyusunan Laporan

Penyusunan laporan merupakan tahapan akhir dari proses

pembuatan mesin, berupa penarikan kesimpulan yang didapat dari

hasil pengujian mesin yang telah dilakukan.

3.3. Mekanisme Kerja Mesin Pembuat Sengkang Persegi

dengan Metode Wiping bending

Mekanisme kerja mesin pembuat sengkang persegi dengan

sistem hidrolik ini adalah menggunakan komponen punch, die dan

plat penahan yang disusun seperti di tunjukan pada gambar desain

mesin di bawah ini:

49

Gambar 3.3. Desain mesin pembuat sengkang persegi dengan

sistem hidrolik

Wiping bending merupakan proses pembentukan logam

dari keadaan lurus menjadi lekukan dengan cara menjepit salah

satu ujung benda kerja antara plat penahan dengan die dan

mendorong ujung yang lain dengan punch hingga terjadi deformasi

plastis.

Adapun tahapan proses wiping bending yang dilakukan

pada pembuatan sengkang persegi ini adalah sebagai berikut:

Baja tulangan polos (betonijzer) yang telah dipotong sesuai

ukuran dijepit diantara plat penahan dan die.

Kemudian melakukan proses bending dengan mendorong

punch oleh adanya gaya dari silinder hidrolik hingga

membentuk sudut 90⁰.

Untuk membentuk sengkang persegi, maka proses diatas

dilakukan secara kontinyu sehingga menghasilkan sengkang

persegi.

50

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

(g)

Gambar 3.4. Proses pembuatan sengkang persegi

51

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Material dan Produk

Dari hasil pengolahan data proses Uji Tarik dari material

benda kerja specimen II didapatkan:

Jari-jari benda kerja (r) : 4 mm

Beban Ulur (Py) : 1570 kgf Luas Penampang (S0) : 50,27 mm2 UTS sebenarnya : 58,38 kgf/mm2

Sedangkan produk yang akan dibuat adalah sebagai

berikut:

Gambar 4.1. Produk hasil proses bending

4.2. Radius Awal Bending

𝑅𝑖

𝑅𝑓= 4 (

𝑅𝑖𝑌

𝐸𝑇)

3

− 3 (𝑅𝑖𝑌

𝐸𝑇) + 1

Dimana: Rf = 1,25 d (berdasarkan aturan pedoman pembuatan sengkang) = 1,25 x 8 mm

= 10mm

E = 1115 kg/mm2 Y = 0,2% offset

= ± 31 kg/mm2 T = Diameter benda

= 8 mm

52

Maka:

𝑅𝑖

𝑅𝑓= 4 [

𝑅𝑖(𝑚𝑚). 31𝑘𝑔

𝑚𝑚2

1115𝑘𝑔

𝑚𝑚2 . 8 𝑚𝑚]

3

− 3 [𝑅𝑖(𝑚𝑚). 31

𝑘𝑔𝑚𝑚2

1115𝑘𝑔

𝑚𝑚2 . 8 𝑚𝑚] + 1

𝑅𝑖

10 𝑚𝑚= 4 (

𝑅𝑖 . 31

1115 . 8)

3

− 3 (𝑅𝑖 . 31

1115 . 8) + 1

𝑅𝑖 = 40 . 4,197498198 . 10−8. 𝑅𝑖3 − 30 . 3,475336323 .

10−3𝑅𝑖 + 10

𝑅𝑖 = 1,678999279 . 10−6. 𝑅𝑖3 − 0,1042600897 . 𝑅𝑖 + 10

0 = 1,678999279 . 10−6 . 𝑅𝑖3 − 1,1042600879 . 𝑅𝑖 + 10

Melalui metode Newton Raphson dengan ℮𝑎𝑥 = 0,

didapatkan hasil sebagai berikut: 𝑅𝑖 ≅ 9,056967176

𝑅𝑖 ≈ 9 𝑚𝑚

4.3. Regangan dan Tegangan yang Terjadi pada Saat

Bending

𝜀𝑥 = 𝑙𝑛 (1 +𝑌

𝑟′) ≅

𝑌

𝑟′

Dimana: Y = r = 4 mm

r’ = Jari-jari

kelengkungan

r’ = Ri + r

=𝑟

𝑅𝑖 + 𝑟

=4

9 + 4

= 0,3076923

= 31%

53

4.4. Die Opening (W)

W = Radius die (Rd)+Diameter benda (d)+Radius punch (Rp)

Dalam hal ini direncanakan Rp = Rd = Ri = 9 mm

Maka:

𝑊 = 2 . 𝑅𝑖 + 𝑑 = 2 . (9 𝑚𝑚) + 8 𝑚𝑚 = 26 𝑚𝑚

Gambar 4.2. Die opening bending

4.5. Sudut Awal Bending (αi)

𝛼𝑓

𝛼𝑖=

(2𝑅𝒊𝑇 ) + 1

(2𝑅𝑓

𝑇) + 1

Dimana: αf = 90º

=(

2 . 9 𝑚𝑚8 𝑚𝑚 ) + 1

(2 . 10 𝑚𝑚

8 𝑚𝑚) + 1

=3,25

3,5

Dies

54

= 0,9285714

𝛼𝑖 =90°

0,9285714

= 96,92308°

𝐾𝑜𝑚𝑝𝑒𝑛𝑠𝑎𝑠𝑖 𝑠𝑝𝑟𝑖𝑛𝑔𝑏𝑎𝑐𝑘 = 𝛼𝑖 − 𝛼𝑓

= 97° − 90° = 7°

4.6. Gaya Bending

𝐹𝑚𝑎𝑥 =𝑘 . 𝑈𝑇𝑆 . 𝐿 . 𝑇2

𝑊

= 0,25 . 58,38 . 8 . 82

26

= 287,41 𝑘𝑔𝑓

Untuk 4 buah sengkang sekaligus, maka gaya yang

diperlukan adalah:

𝐹𝑚𝑎𝑥. 4 𝑠𝑒𝑛𝑔𝑘𝑎𝑛𝑔 = 4 𝑥 287,41 𝑘𝑔𝑓

= 1149,64 𝑘𝑔𝑓 = 1150 𝑘𝑔𝑓 = 11281,5 𝑁

Gaya bending total yang diperlukan adalah:

𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹𝑚𝑎𝑥. 4 𝑠𝑒𝑛𝑔𝑘𝑎𝑛𝑔 + (30% 𝑥 𝐹𝑚𝑎𝑥. 4 𝑠𝑒𝑛𝑔𝑘𝑎𝑛𝑔)

= 11281,5 𝑁 + (30% 𝑥 11281,5 𝑁) = 14665,95 𝑁

55

4.7. Perhitungan dan Pemilihan Perangkat Hidrolik

Pada sub-bab ini dilakukan perhitungan dan perencanaan

memilih perangkat hidrolik sesuai yang telah direncanakan.

4.7.1. Skema Peralatan yang Dikembangkan

Gambar skema ini dibuat dengan tujuan untuk

memudahkan dalam penempatan komponen-komponen hidrolik

yang dipasang pada kerangka dan juga digunakan sebagai dasar

perhitungan sistem hidrolik. Selain itu dengan adanya gambar

skema ini akan didapatkan gambaran lengkap tentang mesin

pembuat sengkang persegi.

Gambar 4.3. Skema sistem hidrolik yang dikembangkan

4.7.2. Pemilihan Komponen-komponen Sistem Hidrolik

4.7.2.1. Pemilihan Silinder Hidrolik

Dari hasil observasi yang dilakukan di UD. Sinar Jaya dan

dari Lab. Beton dan Bahan Bangunan S1 Teknik Sipil-ITS

didapatkan gaya bending material sengkang (F) sebesar 11281,5N.

56

Data inilah yang digunakan sebagai dasar acuan untuk merancang

mesin pembuat sengkang persegi pada penelitian ini. Sebagai

faktor keamanan dalam perancangan maka gaya yang diperoleh

diatas ditambah 30% (Industrial Hydraulic Manual, 1999) untuk

menjamin agar rancangan mesin pada penelitian ini aman dan

berfungsi sesuai dengan yang diinginkan.

𝐹𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐹𝑚𝑎𝑥. 4 𝑠𝑒𝑛𝑔𝑘𝑎𝑛𝑔 + (30% 𝑥 𝐹𝑚𝑎𝑥. 4 𝑠𝑒𝑛𝑔𝑘𝑎𝑛𝑔)

= 11281,5 𝑁 + (30% 𝑥 11281,5 𝑁) = 14665,95 𝑁

Jadi gaya pembendingan material sengkang sebesar Ftotal =

14665,95N inilah yang akan digunakan sebagai dasar untuk

mengembangkan mesin pembuat sengkang persegi dengan sistem

hidrolik pada penelitian ini. Dan dari hasil pengamatan di UD. Sinar Jaya didapat

bahwa silinder yang digunakan mempunyai panjang langka atau

stroke (S) = 20cm, dan dari hasil uji coba pembuatan/

pembendingan material sengkang didapatkan waktu rata-rata

pembuatan adalah sebesar 3,5 detik, sehingga diperoleh kecepatan

pembendingan material sengkang:

𝑣 =𝑠

𝑡

=20 𝑐𝑚

3,5 𝑠

=0,2 𝑚

3,5 𝑠

= 0,06𝑚

𝑠

Kemudian dengan melihat data pada katalog silinder

hidrolik merk JUFAN maka didapatkan data diameter silinder

sebesar 50mm dengan tekanan kerja maksimum 140bar atau

1400N/cm2, dengan tipe HCA-SD double acting, tie rod serta

57

panjang langkah atau stroke sebesar 200mm atau 50mm (lihat

lampiran 10). Silinder jenis ini dipilih didasarkan atas sirkuit

hidrolik yang telah direncanakan dengan menggunakan silinder

double acting. Pada kondisi tekanan kerja maksimum dari silinder

tersebut maka akan diperoleh besar tekanan silinder teoritis

sebesar:

𝐹 = 𝑃𝐴

= 1400𝑁

𝑐𝑚2[

1𝑐𝑚2

10−4𝑚2] 𝑥

𝜋

4(0,05𝑚)2

= 14 𝑥 106𝑁

𝑚2𝑥

𝜋

4(0,05𝑚)2

= 0,027489 𝑥 106 𝑁 = 27489 𝑁

Gaya silinder sebesar 27489N ini pada hakekatnya akan

sangat bias memenuhi gaya pembendingan material sengkang yang

dibutuhkan, jadi silinder dengan diameter 50mm merek JUFAN

dapat digunakan pada sistem hidrolik untuk proses bending

sengkang. Dari hasil pengujian gaya pembendingan material

sengkang sebesar 27489N dan diameter silinder hidrolik yang

sudah dipilih sebesar 50mm maka besarnya tekanan silinder yang

terjadi adalah sebagai berikut: Tekanan silinder hidrolik saat penekanan (P2):

𝑃2 =𝐹

𝐴

=14666 𝑁

𝜋4

(0,05 𝑚)2

=14666 𝑁

1,96 𝑥 10−3 𝑚2

= 7482653,1𝑁

𝑚2

58

Kemudian bilamana dilihat kinerja pada silinder hidrolik

dimana efisiensi silinder hidrolik 𝜂𝑠ℎ =𝐹𝑣

𝑃2𝑄2, dengan besar

efisiensi silinder hidrolik antara 0,8-0,95 (Majumdar, 2002).

Gambar 4.4. Definisi efisiensi silinder hidrolik

Dengan melihat gambar 4.4 di atas maka besar kapasitas

pelumas Q2 yang dibutuhkan dapat ditentukan dengan

menggunakan rumus:

𝑄2 =𝐹 . 𝑣

𝑃2𝜂𝑠ℎ

=14666 𝑁 . 0,06

𝑚𝑠

7482653,1𝑁

𝑚2 𝑥 0,85

= 1,38 𝑥 10−4𝑚3

𝑠[

60 𝑠

1 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡] [

1000 𝐿

1𝑚3 ]

= 8,31𝐿

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

Kebutuhan kapasitas pelumas sebesar 8,31liter/menit

inilah yang dibutuhkan untuk menggerakkan silinder sesuai dengan

kecepatan yang diinginkan.

4.7.2.2. Pemilihan Pipa dan Selang Fleksibel

Pemilihan pipa yang menghubungkan antara pompa dan

reservoir menggunakan informasi yang diberikan oleh

F, v

P2, Q2

59

www.ihservice.com dimana pemilihan pipa tersebut didasarkan

atas kecepatan aliran dalam pipa, yaitu: Pressure line = 7,62 m/s

Return line = 3,05 m/s

Suction line = 1,22 m/s

Pemilihan kecepatan aliran pelumas dalam pipa tersebut

ditentukan agar tidak sampai terjadi kavitasi selama bekerjanya

pompa hidrolik. Kemudian dengan melihat tabel U-14 (lihat

lampiran 12) bila kapasitas pelumas yang diketahui sebesar

8,31liter/menit, maka didapatkan diameter dalam pipa atau selang

adalah: Pressure line = 4,723 mm

Return line = 7,467 mm

Suction line = 11,823 mm

Kemudian dengan melihat tabel U-16 (lihat lampiran 13)

maka, dapat diambil harga-harga ketebalan dan diameter luar

untuk pipa atau selang fleksibel sebagai berikut:

Untuk pressure line dengan diameter dalam 4,723 mm

didapatkan besar diameter luar (OD) = 6 mm dan tebal 0,75

mm. Untuk return line dengan diameter dalam 7,467 mm


mm. Untuk sunction line dengan diameter dalam 11,823 mm


mm. Harga-harga ini merupakan harga yang ideal dalam rangka

pemilihan pipa maupun selang fleksibel sehingga pemilihan akhir

pipa maupun selang fleksibel harus dibandingkan dengan harga-

harga yang didapatkan di atas. Bilamana besar kecepatan aliran

yang terjadi pada pipa yang dipilih baik pada pressure line, return

line, maupun suction line masih lebih kecil dari data-data

kecepatan aliran ideal yang ditunjukkan diatas maka pemilihan

pipa akan aman.

http://www.ihservice.com/

60

4.7.2.3. Pemilihan Head Pump Dengan melihat skema sistem hidrolik pada gambar 4.3 di

atas dan mengingat bhawa titik 1 ditentukan pada permukaan

pelumas dalam reservoir dan titik 2 adalah titik yang diambil sesaat

sebeleum masuk lubang A (lubang pada bagian atas silinder) pada

silinder hidrolik untuk proses bending sengkang maka perhitungan

head pump dapat dihitung dengan menggunakan persamaan energi

berikut ini. Dari persamaan energi yang ada, yaitu:

𝑃1

𝛾+

𝑉12

2𝑔+ 𝑍1 + 𝐻𝑝 − 𝐻𝑚 − 𝐻𝐿 =

𝑃2

𝛾+

𝑉22

2𝑔+ 𝑍2

Dimana asumsi yang diambil adalah:

P1 = 1 atm = 0 gauge V1 = 0, karena ketinggian permukaan pelumas pada titik 1 konstan.

Hm = 0, karena tidak ada motor hidrolik antara titik 1 dan 2.

Z1 = 330 mm Z2 = 870 mm

Maka:

𝐻𝑝 =𝑃2

𝛾+

𝑉22

2𝑔(𝑍2 − 𝑍1) + 𝐻𝐿

Data-data yang ada di peralatan yang dikembangkan

menunjukkan bahwa harga:

(Z2 – Z1) = 0,870 m – 0,330 m = 0,54 m Silinder port A dan B masing-masing mempunyai

diameter 3/8 inchi = 9,52 mm.

61

P2 = 7482653,1 N/m2

𝛾𝑜𝑖𝑙 = 𝑆𝐺 𝑥 𝛾𝐻2𝑂 = 0,9 𝑥 9797𝑁

𝑚3 = 8817𝑁

𝑚3

Dengan menggunakan data-data dari diameter pipa dan

selang fleksibel yang sudah disebutkan di atas selanjutnya

dilakukan perhitungan berikut ini:

1. 𝑷𝒆𝒓𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓𝒏𝒚𝒂 𝑷2

𝜸

𝑃2

𝛾=

7482653,1𝑁

𝑚2

8817𝑁

𝑚3

= 848,66 𝑚

2. 𝒂) 𝑷𝒆𝒓𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓𝒏𝒚𝒂 𝑽2

2

2𝒈 𝒑𝒂𝒅𝒂 𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒆𝒓

𝒔𝒆𝒍𝒂𝒏𝒈3

8 𝒊𝒏𝒄𝒉𝒊:

𝑉 =𝑄

𝐴=

1,38 𝑥 10−4 𝑚3

𝑠𝜋4

(0,00952𝑚)2= 1,94

𝑚

𝑠


𝑉2

2𝑔=

(1,94𝑚𝑠 )

2

2 . 9,81𝑚𝑠2

= 0,19 𝑚

2. 𝒃) 𝑷𝒆𝒓𝒉𝒊𝒕𝒖𝒏𝒈𝒂𝒏 𝒃𝒆𝒔𝒂𝒓𝒏𝒚𝒂 𝑽2

2

2𝒈 𝒑𝒂𝒅𝒂 𝒅𝒊𝒂𝒎𝒆𝒕𝒆𝒓

𝒔𝒆𝒍𝒂𝒏𝒈1

2 𝒊𝒏𝒄𝒉𝒊:

V =𝑄

𝐴=

1,38 𝑥 10−4 𝑚3

𝑠𝜋4

(0,0127𝑚)2= 1,089

𝑚

𝑠

62


𝑉2

2𝑔=

(1,089𝑚𝑠 )

2

2 . 9,81𝑚𝑠2

= 0,06 𝑚

3. Mencari Head Loss yang Terjadi pada Sistem Hidrolik Head loss pada sistem hidrolik terdiri atas head loss major

dan head loss minor. Dimana besarnya head loss major yang

terjadi pada pipa lurus dapat dicari dengan rumus:

𝐻𝐿𝑚 = 𝑓 . 𝐿

𝐷 .

𝑉2

2𝑔

Sedangkan besar head loss minor yang merupakan kerugian gesek

yang terjadi pada fitting pipa dan berbagai katup dapat dicari dari

rumus:

𝐻𝐿𝑚𝑖𝑛 = 𝑘 .𝑉2

2𝑔

Sesuai data dari Peter Hodges (1996) maka, pemilihan

viskositas kinematik pelumas yang digunakan dalam sistem

hidrolik ini haruslah mempunyai harga yang optimal yaitu antara

20mm2/s sampai 50mm2/s dan untuk perhitungan ini ditentukan

harga viskositas kinematik pelumas sebesar 30mm2/s. Perhitungan head loss major

Pipa dari tangki pelumas menuju ke pompa atau pump

suction (panjang pipa 20cm dengan diameter 1/2inchi = 0,0127m).

𝑉 =𝑄

𝐴=

1,38 𝑥 10−4 𝑚3

𝑠𝜋4

(0,0127𝑚)2

63

=1,38 𝑥 10−4 𝑚3

𝑠1,267 𝑥 10−4𝑚2

= 1,089𝑚

𝑠


𝑅𝑁 =𝑉 𝑥 𝐷

𝑣

=1,089

𝑚𝑠

𝑥 0,0127 𝑚

30𝑚𝑚2

𝑠 [1𝑚2

106𝑚𝑚2]

=0,014

𝑚2

𝑠

30 𝑥 10−6 𝑚2

𝑠

= 466,67 (𝑎𝑙𝑖𝑟𝑎𝑛 𝑙𝑎𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟)

Besarnya friction factor (f):

𝑓 =64

𝑅𝑁

=64

466,67

= 0,137

Sehingga didapatkan head loss major pipa dari tangki pelumas

masuk ke pompa atau pump suction:

𝐻𝐿𝑚 = 𝑓.𝐿

𝐷 .

𝑉2

2𝑔

= 0,137 𝑥 0,2 𝑚

0,0127 𝑚 𝑥

(1,089𝑚𝑠

)2

2 (9,81𝑚𝑠2)

64

= 0,137 𝑥 0,22

𝑚3

𝑠2

0,249𝑚2

𝑠2

= 0,12 𝑚

Flexible hose dari pompa menuju ke Directional Control

Valve/DCV (panjang selang 60cm dengan diameter 3/8inchi =

0,00952m).

𝑉 =𝑄

𝐴

=1,38 𝑥 10−4 𝑚3

𝑠𝜋4

𝑥 (0,00952 𝑚)2

= 1,94𝑚

𝑠



𝑣

=1,94

𝑚𝑠

𝑥 0,00952 𝑚

30 𝑥 10−6 𝑚2

𝑠



𝑓 = 64

𝑅𝑁

=64

615,63

= 0,103

65

Sehingga didapatkan head loss major selang dari pompa menuju

ke Directional Control Valve/DCV adalah:

𝐻𝐿𝑚 = 𝑓 .𝐿

𝐷 .

𝑉2

2𝑔

= 0,103 𝑥 0,6 𝑚

0,00952 𝑚 𝑥

(1.94 𝑚𝑠 )

2

2 𝑥 9,81𝑚𝑠2

= 0,103 𝑥 1,164

𝑚3

𝑠2

0,187𝑚2

𝑠

= 0,64 𝑚

Flexible hose dari Directional Control Valve/DCV menuju

ke silinder port A (panjang selang 70cm dengan diameter 3/8inchi

= 0,00952m).

𝑉 =𝑄

𝐴

=1,38 𝑥 10−4 𝑚3

𝑠𝜋4

𝑥 (0,00952 𝑚)2

= 1,94𝑚

𝑠



𝑣

=1,94

𝑚𝑠 𝑥 0,00952 𝑚

30 𝑥 10−6 𝑚2

𝑠


66


𝑓 =64

𝑅𝑁

= 64

615,63

= 0,103

Sehingga didapatkan head loss major fleksibel hose dari

Directional Control Valve/DCV menuju ke silinder port A adalah:

𝐻𝐿𝑚 = 𝑓 .𝐿

𝐷 .

𝑉2

2𝑔

= 0,103 𝑥 0,7 𝑚

0,00952 𝑚 𝑥

(1,94𝑚𝑠 )

2

2 𝑥 9,81𝑚𝑠2

= 0,103 𝑥 1,36

𝑚2

𝑠2

0,817𝑚𝑠2

= 0,75 𝑚

Head Loss Major Total

Sehingga head loss major total yang dihasilkan adalah:

𝐻𝐿𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0,12 𝑚 + 0,64 𝑚 + 0,75 𝑚 = 1,51 𝑚

Perhitungan head loss minor Perhitungan head loss minor, dimana head loss ini terjadi

pada katup dan fitting pipa yang digunakan pada proses bending

sengkang. 1. Semua katup DCV yang digunakan diasumsikan sama dengan

katup dengan merk Oilpath, dimana tiap katup DCV

mempunyai besar kerugian tekanan: ∆P = 1 bar, sehingga h =

11,34 m.

67

2. Filter untuk pelumas hidrolik yang digunakan mempunyai

kerugian tekanan ∆P = 0,5 bar (Industrial Hydraulic Manual,

1999), sehingga h = 5,67 m. 3. Elbow 90° sebanyak 1 buah dengan diameter 3/8 inchi, maka

didapatkan:

1 𝑥 𝑘𝑉2

2𝑔= 1 𝑥 0,75 𝑥 0,19 𝑚

= 0,14 𝑚

4. Elbow 90° sebanyak 1 buah dengan diameter 1/2 inchi, maka

didapatkan:

1 𝑥 𝑘𝑉2

2𝑔= 1 𝑥 0,75 𝑥 0,06 𝑚

= 0,045 𝑚

5. Manometer atau pressure gauge digunakan 2 buah dengan

asumsi kerugian tekanan 1 buah pressure gauge sebesar 1 bar

= 11,34 m, maka total adalah: 2 bar = 22,68 m.

6. Sambungan Tee 2 buah dengan diameter 3/8 inchi, maka

didapatkan:

2 𝑥 𝑘𝑉2

2𝑔= 2 𝑥 1,8 𝑥 0,19 𝑚

= 0,684 𝑚

Head Loss Minor Total

Head loss minor total yang terjadi pada sistem hidrolik adalah:

𝐻𝐿𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 11,34 𝑚 + 5,67 𝑚 + 0,14 𝑚 + 0,045 𝑚 +22,68 𝑚 + 0,684 𝑚 = 40,66 𝑚

68

Head Loss Total

Jadi head loss total yang terjadi pada sistem hidrolik adalah:

𝐻𝐿𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐻𝐿𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 + 𝐻𝐿𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟

= 1,51 𝑚 + 40,66 𝑚 = 42,17 𝑚 𝑎𝑡𝑎𝑢 3,7 𝑏𝑎𝑟 𝑔𝑎𝑢𝑔𝑒

Head Pump (Hp) Pada akhirnya diperoleh besar head pump (Hp) yaitu sebesar:

𝐻𝑝 =𝑃2

𝛾+

𝑉22

2𝑔+ (𝑍2 − 𝑍1) + 𝐻𝐿

= 848,66 𝑚 + 0,19 𝑚 + 0,54 𝑚 + 42,17 𝑚 = 891,56 𝑚 = 891,56 𝑚 . (𝛾𝑜𝑖𝑙)

= 891,56 𝑚 . (8817𝑁

𝑚3)

= 7860884,52𝑁

𝑚2

= 78,6 𝑏𝑎𝑟

4.7.2.4. Pemilihan Pompa Hidrolik dan Motor Listrik

𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 (𝜂𝑝) =𝐷𝑎𝑦𝑎 𝐻𝑖𝑑𝑟𝑜𝑙𝑖𝑘

𝐵𝐻𝑃𝐵=

𝛾𝑜𝑖𝑙 . 𝑄 . 𝐻𝑝

𝐵𝐻𝑃𝐵

Dimana BHPB merupakan daya yang dihasilkan oleh

motor listrik dan besar efisiensi pompa yang digunakan adalah 0,8

(Esposito, 2009), sehingga perhitungan selanjutnya menjadi:

𝐵𝐻𝑃𝐵 =𝛾𝑜𝑖𝑙 . 𝑄 . 𝐻𝑝

𝜂𝑝

Efisiensi pompa = 0,85 – 0,9

=8817

𝑁𝑚3 𝑥1,38 . 10−4 𝑚3

𝑠 𝑥 891,56 𝑚

0,8

69

= 1356 𝑤𝑎𝑡𝑡

Bila efisiensi mekanis kopling yang digunakan adalah 0,85

maka daya output motor listrikyang digunakan adalah:

𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 =1356 𝑤𝑎𝑡𝑡

0,85

= 1595,1 𝑤𝑎𝑡𝑡 = 1,595 𝐾𝑊 = 2,14 𝐻𝑃

Berdasarkan atas hasil perhitungan di atas maka langkah

selanjutnya adalah melakukan pengecekan terhadap hasil

perhitungan di atas untuk memastikan bahwa komponen-

komponen sistem hidrolik yang dipilih akan dapat berfungsi

dengan benar:

Pemilihan motor listrik

Motor listrik yang dipilih adalah motor listrik dengan merk

WIPPRO dengan daya output 2HP dan kecepatan full load

1440rpm. Pemilihan pompa

Pompa yang dipilih adalah jenis gear pump dengan merk

DELLI, CB1A Series dengan model CB1A-F6*(Foot Mounting,

Clockwise Rotation), kapasitas 6,16cm3/rev dengan tekanan kerja

maksimum 200bar serta inlet port diameter 12⁄ inch dan outlet

port diameter 3/8 inch (lihat lampiran 11).

Kemudian dengan mengingat perumusan 𝐾𝑊 =𝑃 𝑥 𝑄

𝜂𝑝 𝑥 𝜂𝑚𝐾

(Majumdar, 2002). Dimana:

P = Tekanan pompa Q = Kapasitas pompa ηP = Efisiensi pompa ηmK = Efisiensi mekanis kopling KW = Daya output motor listrik

70

Dengan melihat data silinder hidrolik yang dipilih yaitu

silinder dengan diameter 50mm= 0,05m untuk proses bending

maka, akan didapatkan perhitungan sebagai berikut: Kapasitas pompa (Q):

menit

rev

rev

cmQ 144016,6

3

= 8870,4𝑐𝑚3

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡[0,001𝑙

1𝑐𝑚3 ]

= 8,870𝑙

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡[

1𝑚3

1000𝑙] [

1𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

60𝑑𝑡]

= 1,478𝑥10−4𝑚3

𝑑𝑡

Kemudian dari perumusan:

𝐾𝑊 =𝑃 𝑥 𝑄

𝜂𝑝 𝑥 𝜂𝑚𝐾

Maka,

𝑃 =𝐾𝑊 𝑥 𝜂𝑝 𝑥 𝜂𝑚𝐾

𝑄

=1500𝑤𝑎𝑡𝑡𝑥 0,8𝑥 0,85

1,478𝑥10−4 𝑚3

𝑑𝑡

= 6901217,862 N/m2 = 69,012 bar

Bila diketahui dari perhitungan sebelumnya bahwa head

loss total yang didapatkan adalah sebesar 3,7bar, maka besarnya

tekanan pelumas masuk lubang A pada silinder adalah:

69,012bar – 3,7bar = 65,312bar

71

Data silinder menunjukkan bahwa diameternya adalah

50mm = 0,05m, maka besar kecepatan silinder (V):

𝑉 =𝑄

𝐴

=1,478𝑥10−4 𝑚3

𝑑𝑡𝜋4

(0,05𝑚)2

=1,478𝑥10−4 𝑚3

𝑑𝑡𝜋4

(0,05𝑚)2

=1,478𝑥10−4 𝑚3

𝑑𝑡19,635𝑥10−4𝑚2

= 0,075𝑚

𝑑𝑡

Selanjutnya dengan mengingat besarnya efisiensi silinder

hidraulik 𝜂𝑠ℎ =𝐹 𝑥 𝑣

𝑃2 𝑥 𝑄2 , maka akhirnya akan diperoleh besarnya

gaya silinder hidrolik :

𝐹 =𝑃2 𝑥 𝑄2 𝑥 𝜂𝑠ℎ

𝑉

=6901217,862

𝑁𝑚2 𝑥 1,478 𝑥 10−4 𝑚3

𝑑𝑡𝑥 0,85

0,075𝑚𝑑𝑡

= 11560 𝑁

Dengan gaya tekan silinder hidrolik sebesar ini sebenarnya

belum memenuhi gaya yang diinginkan untuk proses bending

tetapi perhitungan ini sudah memenuhi tekanan dan kecepatan

silinder hidrolik yang diinginkan untuk proses bending tersebut.

Dengan mengatur besarnya tekanan pompa yaitu dengan

mensetting pressure relief valve yang terdapat di dalam

72

Directional Control Valve maka tekanan yang diinginkan untuk

proses bending akan dapat dicapai sehingga gaya bending

rancangan sebesar 14950 𝑁 akan mudah dicapai. 4.7.2.5. Pemilihan Komponen-Komponen Pendukung Sistem

Hidrolik 1. Pemilihan Directional Control Valve

Sesuai dengan hasil rancangan sirkuit hidrolik dan cara

kerja sistem hidrolik yang sudah diterangkan diatas maka, dipilih

katup monoblock directional control valve tipe MB 20 merk HOF

dengan mid circulation position dengan metode aktuasi

menggunakan handle. Monoblock directional control valve yang

digunakan adalah 4/3 way valve dengan circulation mid-position

spring center yang mempunyai max pressure 210bar, dan aliran

maksimum 45L/min. Spesifikasi dan informasi lain dari katup ini

dapat dilihat pada lampiran 15. 2. Pemilihan dan Perhitungan Pipa serta Selang Flexible

Pemilihan pipa yang digunakan untuk mengalirkan

pelumas dari tangki atau reservoir menuju ke pompa didasarkan

atas inlet port diameter dari pompa. Data pompa menunjukkan

bahwa inlet port diameternya adalah 12⁄ inch = 12,7mm maka

sesuai dengan hasil pemilihan pipa dengan menggunakan tabel U-

16 (lihat lampiran 13) pada bagian sebelumnya didapat 11,823 mm.

Informasi ini menunjukkan bahwa inlet port diameter pompa

masih lebih besar dari pipa yang dipilih dari tabel U-16 sehingga

pompa akan aman dari kavitasi. Lubang outlet pompa atau

pressure line adalah sekitar 38⁄ inch = 9,52 mm yang besarnya

masih lebih besar dari pemilihan sebelumnya yaitu sebesar

4,723mm. Demikian juga lubang return line dari DCV menuju ke

tangki sudah disesuaikan data DCV sebesar 38⁄ inch = 9,52mm

yang besarnya lebih besar dari data pemilihan selang sebelumnya

yaitu 7,467 mm. Selang fleksibel digunakan untuk mengalirkan

pelumas dari pompa menuju ke DCV atau pressure line (diameter

dalam sebesar 3 8⁄ inch = 9,52mm), kemudian dari DCV menuju

73

silinder port A dan B (diameter dalam sebesar 3 8⁄ inch = 9,52mm)

serta dari DCV menuju ke tangki atau return line (diameter dalam

sebesar 3 8⁄ inch = 9,52mm). Selang fleksibel dipilih dengan merk

ALFAGOMMA tipe SAE 100 R2AT/R2S dengan tekanan kerja

maksimum 275bar. Setelah pemilihan selang maka proses

pengecekan selang dilakukan untuk memastikan aman tidaknya

pemilihan tersebut. Bila diketahui kapasitas pompa adalah:

menit

rev

rev

cmQ 144016,6

3

= 8870,4𝑐𝑚3

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡[0,001𝑙

1𝑐𝑚3 ]

= 8,870𝑙

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡[

1𝑚3

1000𝑙] [

1𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

60𝑑𝑡]

= 1,478𝑥10−4𝑚3

𝑑𝑡

Untuk mengetahui pipa dan selang yang dipilih sesuai atau

tidak maka perlu adanya pengecekan pada selang. Dalam hal ini

acuan untuk menentukan terjadinya kavitasi pada sistem hidrolik

didasarkan atas kecepatan aliran dalam pipa yaitu:

Pressure lines adalah 7,62m/dt Return lines adalah 3,05m/dt Suction lines adalah 1,22m/dt

Dari data di atas kemudian dilakukan pengecekan sebagai

berikut:

Dari filter ke suction pompa (Suction lines)

𝑉 =𝑄

𝐴

=1,478𝑥10−4 𝑚3

𝑑𝑡𝜋4

(0,0127𝑚)2

74

=1,478 × 10−4 𝑚3

𝑑𝑡1,267 × 10−4𝑚2

= 1,167𝑚

𝑑𝑡

Dari pompa ke directional control valve (Pressure lines)

𝑉 =𝑄

𝐴

=1,478 × 10−4 𝑚3

𝑑𝑡𝜋4

(0,00952𝑚)2

=1,478 × 10−4 𝑚3

𝑑𝑡7,118 × 10−5𝑚2

= 2,076𝑚

𝑑𝑡

Dari directional control valve ke tangki (Return lines)

𝑉 =𝑄

𝐴

=1,478 × 10−4 𝑚3

𝑑𝑡𝜋4

(0,00952𝑚)2

=1,478 × 10−4 𝑚3

𝑑𝑡7,118 × 10−5𝑚2

= 2,076𝑚

𝑑𝑡

Dari hasil pengecekan di atas maka kecepatan aliran

pelumas yang terjadi masih lebih kecil dari kecepatan aliran

maksimum yang diizinkan sehingga kemungkinan terjadinya

75

kavitasi pada pompa hidrolik dapat dikesampingkan dan pemilihan

diameter selang untuk sistem hidrolik dapat dikatakan aman.

Spesifikasi selang dapat dilihat pada lampiran 9.

3. Penentuan Ukuran Tangki Pelumas

Dari perumusan sebelumnya didapatkan bahwa volume

tangki pelumas dapat diperoleh dengan perumusan:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖 (𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟) = (2 − 3) 𝑥 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑝𝑜𝑚𝑝𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑝𝑖𝑙𝑖ℎ (𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟)

Data dari pompa yang dipilih dari perhitungan didapatkan

kapasitas pompa DELLI, CB1A Series adalah 8,870l/menit, maka

besarnya volume tangki pelumas (V):

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖 (𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟) = 3 × 8,870𝑙

𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡

= 26,61𝑙

Agar sistem hidrolik dapat aman beroperasi maka hasil

perhitungan tersebut ditambah dengan 15% dari volume awal

sehingga didapatkan:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖 = 26,61𝑙 + (15% 𝑥 26,61𝑙) = 26,61𝑙 + 3,991𝑙 = 30,601𝑙

= 30,601𝑙 . [1𝑐𝑚3

0,001𝑙]

= 30601𝑐𝑚3 Volume ini pada dasarnya menyangkut kebutuhan pelumas

selama sistem hidrolik beroperasi sehingga ukuran tangki

sebenarnya harus dibuat lebih besar dari perhitungan yang sudah

diperoleh sebelumnya. Berkaitan dengan hasil pertimbangan

tersebut maka ditentukan ukuran tangki dengan dimensi sebagai

berikut:

Panjang tangki ditentukan 50cm Lebar tangki diambil 35cm Tinggi tangki diambil 30cm

76

Ukuran tangki sebesar ini sudah memperhitungkan

ketinggian permukaan pelumas yang sudah ditentukan sebesar

20cm. 4. Pemilihan Filter Pelumas

Filter pelumas yang dipilih adalah filter dengan merk

SHENYU tipe SFN-06 yang mempunyai spesifikasi jumlah lubang

per inch square adalah 150mesh dan mempunyai kapasitas

penyaringan pelumas sebesar 46liter/menit.

5. Pressure Gauge

Pressure gauge yang dipilih ini digunakan untuk

mengukur besarnya tekanan aliran pada directional control valve

dan pada silinder hidraulik. Pressure relief valvesetting dapat

ditentukan dengan melihat besarnya tekanan pada pressure

gaugeini. Jenis pressure gauge yang dipilih mempunyai merk FTB

dengan tekanan kerja maksimum 250 bar dengan diameter lubang

connection ¼ inch. Spesifikasi alat ini dapat dilihat pada lampiran

14.

6. Filler Breather Filter (Tutup tangki pelumas) Alat ini berfungsi sebagai penutup tangki pelumas dan

dapat langsung dipasang pada permukaan tangki. Merk alat ini

adalah HOF tipe HB–55–77 dengan berat sekitar 0,25kg. 7. Pengukur Ketinggian Pelumas dalam Tangki (Level

Gauge) dan Temperatur Pelumas (Oil Thermometer) Alat ini akan dipasang pada tangki pelumas yang berfungsi

untuk mengetahui ketinggian permukaan pelumas dalam tangki

dan juga mengukur besarnya temperatur pelumas selama sistem

hidraulik yang beroperasi. Merk alat ini adalah HOF tipe HL–

127dan beratnya sekitar 0,33kg. 8. Drive Coupling

Peralatan ini berfungsi untuk menyambung poros pompa

hidraulik dan poros motor listrik. Merk alat ini adalah HOF–28

dengan kecepatan operasi maksimum 5000rpm dan daya

maksimum 3,7KW atau 5HP. Spesifikasi alat ini dapat dilihat pada

lampiran 17.

77

9. Pelumas Hidrolik

Berdasarkan atas informasi yang diberikan pada tinjauan

pustaka bahwa pelumas hidraulik yang biasanya digunakan dalam

sistem hidraulik mempunyai viskositas kinematik antara 20-50cSt.

Pada perancangan mesin pembuat sengkang persegi ini telah

ditentukan besar viskositas kinematik pelumas adalah 30cSt

(mm2/dt) dan oleh karena itu harus dipilih pelumas yang

mempunyai viskositas kinematik yang sama atau mendekati harga

tersebut. Pada kondisi ini dipilih pelumas hidraulik AGIP ACER

dengan viskositas sesuai dengan ISO–VG 32. Pelumas hidraulik

ini dipilih karena mempunyai viskositas kinematik sebesar

30mm2/dt yang sesuai dengan perhitungan sistem hidraulik diatas.

Spesifikasi pelumas hidraulik AGIP ACER dapat dilihat pada

lampiran 19. 4.8. Perencanaan Sirkuit Hidrolik

Gambar 4.5. Sirkuit hidrolik untuk mesin pembuat sengkang

persegi

78

4.9. Hasil Proses Bending

Berikut adalah tahapan hasil proses bending menggunakan

mesin pembuat sengkang persegi dengan sistem hidrolik:

Gambar 4.6. Tahapan proses bending

Proses 1 Proses 2

Proses 3 Proses 4

Proses 5 Proses 6

79

Dari hasil uji coba yang dilakukan pada mesin didapatkan

sengkang seperti pada gambar di bawah ini:

1. Benda kerja (1) dengan posisi pertama dari bawah

Gambar 4.7. Sengkang posisi pertama dari bawah

Pada posisi ini sengkang yang dihasilkan mempunyai

bentuk yang sesuai yaitu persegi dengan kait atau ujung-ujung

sengkang yang berimpit dan kompensasi springback yang tepat

sesuai perhitungan.

2. Benda kerja (2) dengan posisi kedua dari bawah

Gambar 4.8. Sengkang posisi kedua dari bawah

Pada posisi kedua ini, sengkang yang dihasilkan masih

mempunyai bentuk yang sesuai yaitu bentuk persegi, tetapi ujung

yang satu dengan yang lainnya (pengait) mulai mempunyai jarak

atau tidak berimpit. Kompensasi springbacknya pun masih sesuai

dengan perhitungan.

80

3. Benda kerja (3) dengan posisi ketiga dari bawah

Gambar 4.9. Sengkang posisi ketiga dari bawah

Pada posisi ketiga ini, sengkang yang dihasilkan mulai

mempunyai bentuk yang tidak sesuai yaitu berbentuk trapesium

pada sisi yang mengalami pembendingan yang terakhir, dan jarak

antara ujung yang satu dengan yang lainnya (pengait) semakin

besar. Kompensasi springbacknya pun mulai tidak sesuai dengan

perhitungan, sehingga menyebabkan sengkang berbentuk

trapesium.

4. Benda kerja (4) dengan posisi keempat dari bawah

Gambar 4.10. Sengkang posisi keempat dari bawah

Pada posisi keempat atau yang terakhir ini, sengkang yang

dihasilkan mempunyai jarak antara ujung yang satu dengan yang

lainnya (pengait) cukup besar dan kompensasi springbacknya pun

sangat tidak sesuai dengan perhitungan, sehingga menyebabkan

sengkang berbentuk trapesium dengan selisih jarak yang besar

pada kedua ujung sengkang.

Penyebab dari kekurangan-kekurangan di atas adalah

sebagai berikut:

81

1. Celah antara dies dan punch tidak sesuai dengan perencanaan

yaitu 8mm yang disebabkan oleh proses pengelasan dies saat

proses pembuatan, sehingga dies tidak tegak lurus dengan

permukaan horizontalnya. Hal ini dapat dilihat pada gambar di

bawah ini.

Gambar 4.11. Kemiringan yang terjadi pada dies

Gambar 4.12. Celah antara dies dan punch yang dilihat dari atas

2. Celah antara dies dan plat penahan yang dibuat diberi celah atau

toleransi agar dapat diambil dengan mudah saat proses bending

selesai, selain itu plat penahan juga tidak tegak lurus dengan

permukaan horizontalnya yang disebabkan oleh proses

pengelasan saat pembuatan. Hal tersebut mengakibatkan benda

kerja pada saat terkena gaya dari punch bergeser sehingga

springback tidak sesuai dengan perhitungan.

82

Gambar 4.13. Kemiringan yang terjadi antara dies dan plat

penahan

3. Radius pada dies dan punch yang dibuat tidak sesuai (lebih kecil

dari perhitungan yaitu 5mm), sehingga radius yang dihasilkan

pada sengkang mengalami rusak atau deformasi.

Lampiran 1

Data Uji Tarik Baja Tulangan Beton

Lampiran 2

Grafik P-∆L Hasil Uji Tarik

Lampiran 3

Hasil Pengolahan Data Spesimen 1

Titik ∆L

(sb. x)

P

(sb.y)

A0

(mm2)

L0

(mm)

Skala

x

Skala

Y

P

(Kgf)

∆L

(mm)

𝜎t

(kgf/m

m2)

𝑒

(%)

𝜎s

(kgf/

mm2)

𝜀

(%)

1 0 0 50,27 64,4 0,27 25,22 0 0 0 0 0 0

2 5 37 50,27 64,4 0,27 25,22 933,14 1,35 18,56 0,020 18,95 0,020

3 6 47 50,27 64,4 0,27 25,22 1185,34 1,62 23,57 0,025 24,17 0,024

4 7 64 50,27 64,4 0,27 25,22 1614,08 1,89 32,10 0,029 33,05 0,028

5 11 65 50,27 64,4 0,27 25,22 1639,3 2,97 32,60 0,046 34,11 0,045

6 14 66 50,27 64,4 0,27 25,22 1664,52 3,78 33,11 0,058 35,05 0,057

7 15 68 50,27 64,4 0,27 25,22 1714,96 4,05 34,11 0,062 36,26 0,060

8 21 72 50,27 64,4 0,27 25,22 1815,84 5,67 36,12 0,088 39,30 0,084

9 26 77 50,27 64,4 0,27 25,22 1941,94 7,02 38,63 0,109 42,84 0,103

10 36 86 50,27 64,4 0,27 25,22 2168,92 9,72 43,14 0,150 49,65 0,140

11 41 88 50,27 64,4 0,27 25,22 2219,36 11,07 44,14 0,171 51,73 0,158

12 51 89 50,27 64,4 0,27 25,22 2244,58 13,77 44,65 0,213 54,19 0,193

13 66 90 50,27 64,4 0,27 25,22 2269,8 17,82 45,15 0,276 57,64 0,244

14 67 86 50,27 64,4 0,27 25,22 2168,92 18,09 43,14 0,280 55,26 0,247

15 71 85 50,27 64,4 0,27 25,22 2143,7 19,17 42,62 0,297 55,33 0,260

16 74 82 50,27 64,4 0,27 25,22 2068,4 19,98 41,13 0,310 53,90 0,270

Lampiran 4

Grafik Tegangan Regangan Teknik Spesimen 1

Lampiran 5

Grafik Tegangan Regangan Sebenarnya Spesimen 1

Lampiran 6

Hasil Pengolahan Data Spesimen 2

Titik ∆L

(sb. x)

P

(sb.y)

A0

(mm2)

L0

(mm)

Skala

x

Skala

Y

P

(Kgf)

∆L

(mm)

𝜎t

(kgf/m

m2)

𝑒

(%)

𝜎s

(kgf/

mm2)

𝜀

(%)

1 0 0 50,27 64,4 0,28 25 0 0 0 0 0 0

2 1 12 50,27 64,4 0,28 25 300 0,28 5,96 0,004 5,99 0,004

3 3 33 50,27 64,4 0,28 25 825 0,84 16,41 0,013 16,62 0,012

4 5 64 50,27 64,4 0,28 25 1600 1,4 31,82 0,021 32,52 0,021

5 7 65 50,27 64,4 0,28 25 1625 1,96 32,32 0,030 33,30 0,029

6 11 66 50,27 64,4 0,28 25 1650 3,08 32,82 0,047 34,39 0,046

7 14 71 50,27 64,4 0,28 25 1775 3,92 35,30 0,060 37,45 0,059

8 19 77 50,27 64,4 0,28 25 1925 5,32 38,29 0,082 41,45 0,079

9 25 82 50,27 64,4 0,28 25 2050 7 40,77 0,108 45,21 0,103

10 30 85 50,27 64,4 0,28 25 2125 8,4 42,27 0,130 47,78 0,122

11 40 89 50,27 64,4 0,28 25 2225 11,2 44,26 0,173 51,95 0,160

12 46 90 50,27 64,4 0,28 25 2250 12,88 44,75 0,2 53,70 0,182

13 58 91 50,27 64,4 0,28 25 2275 16,24 45,25 0,252 56,66 0,224

14 70 90 50,27 64,4 0,28 25 2250 19,6 44,75 0,304 58,38 0,265

15 74 88 50,27 64,4 0,28 25 2200 20,72 43,76 0,321 57,84 0,278

16 77 85 50,27 64,4 0,28 25 2125 21,56 42,27 0,334 56,42 0,288

Lampiran 7

Grafik Tegangan Regangan Teknik Spesimen 2

Lampiran 8

Grafik Tegangan Regangan Sebenarnya Spesimen 2

Lampiran 9

Spesifikasi Selang

Lampiran 10

Spesifikasi Silinder Hidrolik

Lampiran 11

Spesifikasi Pompa

Lampiran 12

Tabel U-14

Lampiran 13

Tabel U-16

Lampiran 14

Spesifikasi Pressure Gauge

Lampiran 15

Spesifikasi Monoblock Directional Control Valve

Lampiran 16

Spesifikasi Filter

Lampiran 17

Spesifikasi Kopling

Lampiran 18

Diagram Moody

Lampiran 19

Spesifikasi Pelumas Hidrolik

Skala 1:10Isometric View

9

1011

12

13

14

456

7

8

1

2 3

Skala: 1:10Ukuran: mmTanggal: 25-06'16

Digambar: Pandu/AnnisaNrp: 2113039004/2113039039Dilihat: Ir. Arino A., M.Eng.Sc

Peringatan:

Tugas Akhir A3

Jum-lahNo Nama Bahan Keterangan

12

98

1011

34567

12

1413

Frame

Monoblock DCV 4/3Tangki

PunchMotor

SelangPlat Penahan

Dudukan DiesDies

Pressure GaugeSilinder Hidrolik

Stoper1

1

1

1

1

4

11

11

2

1

1

WIPRO

JUFAN HCA-SD

50x50x5mmProfil Siku

50x200mm

2HP, 1440rpm

3/8 Inch

HOF MB 20/1

Pompa

Normalisasi

Kekasaran permukaan dalam μm Toleransi ukuran dalam μm

Mesin Pembuat Sengkang Persegi

Dudukan Stoper

Besi TuangPlat Baja Tebal 5mm

FTB 250bar

St-90

St-90Plat Baja Tebal 10mm

Plat BajaPlat Baja

Tebal 20mmTebal 20mm

Plat Baja Tebal 5mm

Goodyear

1

D3 Teknik Mesin ITS-Disnaker

500

5

755

870

Skala: 1:10Ukuran: mmTanggal: 25-06-'16

Digambar: Pandu/Annisa

Dilihat: Ir. Arino A., M.Eng.ScNrp: 2113039004/2113039039


Peringatan:

Frame A4Tugas Akhir

Jum-lahNo BahanNama KeteranganNormalisasi13 Frame Profil Siku 50x50x5mm


115

85

R24

M24x2.0

95

18

R10

R9





Peringatan:

Punch A4Tugas Akhir

Jum-lahNo BahanNama KeteranganNormalisasi16 Punch

Kekerasan permukaan dalam μm Toleransi ukuran dalam μm

St-90

60

80

40

12

90

20

10





Peringatan:

Plat Penahan A4Tugas Akhir

Jum-lahNo BahanNama KeteranganNormalisasi110 Plat Penahan

Kekasaran Permukaan dalam μm Toleransi ukuran dalam μm

Plat Baja Tebal 10mm

R9

R6

10

38

98

18 1

20

85





Peringatan:

Dies A4Tugas Akhir

Jum-lahNo BahanNama Keterangan

Kekasaran permukaan dalam μm

111 Dies

Normalisasi

Toleransi ukuran dalam μm

St-90

365

60 140 140 25

20

106

1

06

123 32

126

37

83

33

10

20

252





Peringatan:

Dudukan Dies A4Tugas Akhir

Jum-lahNo BahanNama KeteranganNormalisasi112 Dudukan Dies



365

280

252

25

106

60 135

12

20

252





Peringatan:

Dudukan Stoper A4Tugas Akhir

Jum-lahNo BahanNama KeteranganNormalisasi113 Dudukan Stoper



R6

56

120

145

10





Peringatan:

Stoper A4Tugas Akhir

Jum-lahNo BahanNama KeteranganNormalisasi114 Stoper


Plat Baja Tebal 5mm

83

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Dari perhitungan dan perencanaan pada “Rancang Bangun

Mesin Pembuat Sengkang Persegi dengan Sistem Hidrolik”, diperoleh

kesimpulan sebagai berikut:

1. Untuk proses tekuk/bending sengkang persegi dengan diameter

betonijzer 8 mm dan menghasilkan empat buah sengkang

sekaligus dibutuhkan gaya sebesar 14665,95 N.

2. Daya yang dibutuhkan sebesar 2,176 HP. Maka dari itu motor

yang digunakan adalah motor AC dengan daya 2 HP putaran

1440 rpm.

3. Sistem hidrolik yang digunakan:

a. Silinder Hidrolik

Silinder hidrolik yang digunakan adalah silinder dengan

merk JUFAN mempunyai diameter 50 mm dengan panjang

stroke 200 mm.

b. Pompa Hidrolik

Pompa yang dipilih adalah jenis gear pump dengan merk

DELLI, CB1A Series dengan model CB1A-F6*(Foot

Mounting, Clockwise Rotation), kapasitas 6,16cm3/rev

dengan tekanan kerja maksimum 200bar serta inlet port

diameter 1 2⁄ inch dan outlet port diameter 3/8 inch.

c. Motor Listrik

Motor listrik yang digunakan bermerk WIPRO dengan daya

2 HP dan 1440 rpm.

d. DCV (Directional Control Valve)

Digunakan katup monoblock directional control valve tipe

MB 20 merk HOF dengan mid circulation position dengan

metode aktuasi menggunakan handle.

4. Hasil percobaan mesin pembuat sengkang persegi:

Diperlukan waktu sekitar 1 menit 12 detik untuk membentuk 4

sengkang sekaligus dengan diameter 8 mm.

84

5.2. Saran

Dari percobaan yang telah dilakukan masih terdapat

kekurangan pada mesin pembuat sengkang persegi, untuk itu penulis

mempunyai saran untuk menyempurnakan kekurangan tersebut, yaitu:

1. Pada kontruksi sebaiknya frame atau rangka mesin dibuat lebih

presisi, agar pada proses kerja mesin akan lebih berkualitas

hasilnya.

2. Konstruksi mesin sebaiknya dibuat lebih kecil agar tidak

memakan tempat.

3. Untuk meminimalisir ketidaksesuaian bentuk sengkang yang

dihasilkan maka apabila saat proses bending berlangsung

sebaiknya sengkang diberi tekanan atau memegang dengan benar

pada ujung sengkang yang lainnya.

4. Pelumas hidrolik sebaiknya menggunakan shell tellus agar

temperatur pelumas tidak terlalu panas walaupun dioperasikan

selama 8 jam kerja.

5. Punch, dies, dan plat penahan seharusnya dibuat sepresisi

mungkin agar menghasilkan sengkang yang sesuai dan benar-

benar berbentuk persegi.

6. Pembuatan ukuran komponen maupun pengaturan jarak antar

komponen seharusnya sesuai dengan perencanaan dan

perhitungan agar hasil benda kerja yang didapatkan sesuai.

7. Panjang stroke silinder hidrolik sebaiknya diperpendek untuk

mempercepat waktu proses pengerjaan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Edward M., Mielnik. 1991. Metalworking Science and

Engineering. McGraw Hill, Inc.

2. Esposito, Anthony. (2003). Fluid Power with Applications,

Sixth Edition. Ohio: Pearson Education.

3. Hidayat, Rohman. 2005. Perhitungan Gaya Pembentukan

Pada Proses Pembuatan Sengkang Spriral Tulangan Rangka

Bangunan Dengan Baja Polos Diameter 12mm.

4. Kurtlenge. 1985. Handbook of Metal Forming. McGraw Hill,

Inc.

5. Mikkel P., Groover. 2002. Fundamental of Modern

Manufacturing, Second Edition. Prentice Hall International.

6. R. Segel, P. Kole and Gideon Kusuma. 1997. Pedoman

Pengerjaan Beton. PENERBIT ERLANGGA.

7. Serope Kalpakjian. Manufacturing Engineering and

Technology, Second Edition. McGraw Hill, Inc.

8. Serope Kalpakjian. 1997. Manufacturing Processes for

Engineering Materials. Thirt Edition McGraw Hill, Inc.

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan dari keluarga

sederhana di Pekalongan, 13 Februari 1996,

merupakan anak kedua dari dua bersaudara

pasangan Bapak Kuntadi dan Ibu Sri Suyati.

Yang beralamat di Desa Simbang Kulon Gg. V

RT/RW: 18/06 No. 749, Kecamatan Buaran,

Kabupaten Pekalongan. Pendidikan formal

pertama adalah SD Muhammadiyah Bligo Kab.

Pekalongan, SMPN 1 Pekalongan, dan SMK 1

Kedungwuni Kab. Pekalongan. Kemudian

penulis lulus dan diterima di Jurusan D-3 Teknik Mesin Produksi

Kerjasama ITS-DISNAKERTRANSDUK Prov. Jawa Timur melalui

seleksi ujian masuk D-3 pada tahun 2013 dan terdaftar dengan Nomor

Registrasi Pokok (NRP) 2113039004.

Di jurusan D-3 Teknik Mesin Produksi Kerjasama ITS-

DISNAKERTRANSDUK ini penulis mengambil spesialisasi di

program studi Manufaktur. Penulis dikenal aktif mengikuti kegiatan

Program Kreativitas Mahasiswa ITS pada tahun 2013 dan 2015.

Penulis sempat merasakan magang di PT. Dempo Laser Metalindo.

Selain itu, ketertarikan penulis terhadap dunia manufaktur

mendorongnya berperan aktif untuk menerapkan keterampilannya di

dalam maupun di luar kampus, yang disumbangkan dengan peran aktif

di Organisasi Forum Komunikasi M3NER-ITS 2013-2015 sebagai

anggota dan staf inti.

Email: [email protected]

BIODATA PENULIS

Penulis bernama lengkap Annisa Laila

Faizaturrohmah, dilahirkan dari keluarga

sederhana di Jombang, 28 Mei 1994,

merupakan anak kedua dari tiga bersaudara

pasangan Bapak Mochamad Damanhuri dan

Ibu Emy Kusumawati. Yang beralamat di

Dusun Dongeng RT/RW: 012/003, Desa Jarak

Kulon, Kecamatan Jogoroto, Kabupaten

Jombang. Pendidikan formal pertama adalah

SDN Jarak 1, SMPN 1 Jogoroto, dan SMAN 3

Jombang. Kemudian penulis lulus dan diterima di Jurusan D-3 Teknik

Mesin Produksi Kerjasama ITS-DISNAKERTRANSDUK Prov. Jawa

Timur melalui seleksi ujian masuk D-3 pada tahun 2013 dan terdaftar

dengan Nomor Registrasi Pokok (NRP) 2113039039.

Di jurusan D-3 Teknik Mesin Produksi Kerjasama ITS-

DISNAKERTRANSDUK ini penulis mengambil spesialisasi di

program studi Manufaktur. Penulis dikenal aktif mengikuti kegiatan

Program Kreativitas Mahasiswa ITS pada tahun 2013, 2014, dan 2015.

Penulis sempat merasakan magang di PT. Petrokimia Gresik. Selain

itu, ketertarikan penulis terhadap dunia manufaktur mendorongnya

berperan aktif untuk menerapkan keterampilannya di dalam maupun

di luar kampus, yang disumbangkan dengan peran aktif di Organisasi

Forum Komunikasi M3NER-ITS 2013-2016 sebagai anggota dan staf

inti, serta mengikuti berbagai kegiatan resmi yang diadakan oleh ITS

salah satunya yaitu GERIGI ITS 2014.

Email: [email protected]

tugas akhir tm 145648 rancang bangun mesin pembuat

Documents