usulan riset grand dosen mahasiswa mesin bending pipa

7/22/2019 Usulan Riset Grand Dosen Mahasiswa Mesin Bending Pipa

1/19

USULAN RISET GRAND DOSEN MAHASISWA

RANCANG BANGUN

MESIN BENDING PIPA DENGAN DIAMETER 1/2inci1inci

MENGGUNAKAN SISTIM HIDROLIK

PKM - T

DISUSUN OLEH :

Dosen : Muslimin, S.T., M.T.NIP : 19770714 200812 1 005

Maman Firmansyah 1210010011/ 2010

Hafizha Amalia 1210010010 / 2010

Muhammad Firza A 1210010012/ 2010

Muhammad Irvan Yusup 1210010054/ 2010

TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2013


2/19

LEMBAR PENGESAHAN

PENELITIAN RISET GRAND (RG)

2013

1. Judul Kegiatan : Rancang Bangun Mesin Bending Pipa Dengan Diameter Inci sampai1 Inci Menggunakan Sistem Hidrolik

2. Bidang Kegiatan : PKMT

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Maman Firmansyah

b. NIM : 1210010011

c. Jurusan : Teknik Mesin

e. Program Studi : Teknik Mesin

f. Nomor HP/telp. : 089694510555

h. Alamat Surel (E-mail) : [email protected]

4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 Orang

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap : Muslimin

b. NIDN : 0014077709

c. Nomor HP/telp. : 021-7863539

6. Biaya yang diajukan : Rp. 7.500.000,-

7. Waktu Pelaksaan : 6 Bulan

Mengetahui Depok, 25 April 2013

Ketua Jurusan, Ketua Pelaksana,

Tatun Hayatun,M.si Maman Firmansyah

19560201 198603 1 002 1210010011

Menyetujui,

Ketua Lembaga Penelitian Dosen Pembimbing

Dr. Drs. Tosin Alamsyah, ST., MT Muslimin

19960416 1995122 001 0014077709


3/19

DAFTAR ISIHALAMAN KULIT MUKA...................................................................................................i

HALAMAN LEMBAR PENGESAHAN...............................................................................ii

DAFTAR ISI......................................................................................................................iii

A. JUDUL..1

B. LATAR BELAKANG MASALAH...................................................................................1

C. PERUMUSAN MASALAH............................................................................................1

D.TUJUAN USULAN........................................................................................................2

E. LUARAN YANG DIHARAPKAN...................................................................................2

F. KEGUNAAN DAN MANFAAT.......................................................................................3

G. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................3

H. METODE PELAKSANAAN PROGRAM.......................................................................8

I. JADWAL KEGIATAN...9

J. RENCANA BIAYA........................................................................................................9

K. DAFTAR PUSTAKA...................................................................................................12

L. LAMPIRAN.................................................................................................................13

DAFTAR TABELTABEL 1. PANJANG CLAMPING DIE UNTUK BENDING PIPA 4

TABEL 2. GANCHART 9

TABEL 3. RANCANGAN BIAYA 10

DAFTAR GAMBARGAMBAR 1. PROTOTIPE MESIN PENEKUK PIPA 2

GAMBAR 2. METODE BENDING PIPA 3

GAMBAR 3 RANCANGAN MESIN 4

GAMBAR 3.1 RANCANGAN MESIN PENEKUK PIPA 4

GAMBAR 3.2 FREE BODY PROSES DRAW BENDING 5

GAMBAR 4. SPRINGBACK PADA PIPA 6

GAMBAR 5 DIAGRAM ALIR METODE PELAKSANAAN 8


4/19

A. Judul

Rancang Bangun Mesin Bending Pipa Dengan Diameter Inci sampai 1 Inci Menggunakan

Sistem Hidrolik

B. Latar Belakang Masalah

Industri pipa baja di Indonesia telah berkembang pesat yang pada awalnya hanya membuat pipa

bagi kebutuhan rumah tangga (diameter kecil), maka pada saat ini penggunaan pipa telah mencapai tingkat

penggunaan yang beraneka ragam. Perkembangan industri pipa yang pesat ini disebabkan oleh semakin

banyaknya industri yang menggunakan pipa sebagai bahan baku.Fokus kami adalah industri kecil yang

menggunakan proses penekukan pipa dalam kegiatannya seperti tukang las pagar dan juga didasari

kesulitan kami saat mendesain rangka mobil listrik untuk perlombaan, karena di beberapa bagian lebih

efisien menekuk pipa dibandingkan dengan memotong dan mengelasnya.

Kami mengamati sebuah bengkel las di daerah bekasi, disana para pekerja menekuk pipa secara

manual sehingga hasil tekukan pipa kurang presisi dan tidak seragam, para pekerja menilai harga mesin

penekuk pipa otomatis masih telalu mahal, mesinmesin penekuk pipa otomatis yang ada di pasaran, baik

elektrik maupun hidrolik umumnya berharga mahal dan dengan spesifikasi yang tinggi, sehingga menekuk

pipa dengan cara manual dinilai lebih ekonomis dibandingkan dengan menggunakan mesin tekuk otomatis.

Tetapi, hasil penekukan secara otomatis mempunyai kelebihan, diantaranya tenaga yang dibutuhkan tidak

benyak dan hasil yang presisi dan seragam, kelebihan dan kekurangan tersebutlah yang kami

pertimbangakan dalam rancang bangun mesin penekuk pipa.

C. Perumusan Masalah

Perumusah masalah yang ada dalam rancang bangun mesin penekuk pipa dengan system hidrolik

adalah :

1. Bagaimana merancang mesin ini agar mampu menekuk pipa dengan ukuran maksimal 1 in.2. Bagaimana cara merancang mesin ini agar mampu medahan gaya yang diberikan oleh mesin

hidrolik.

3. Bagaimana cara menghitung springback pada saat penekukan pipa.4. Bagaimana cara menyusun dies dan clamping dies dengan presisi.5. Bagaimana menyesuaikan daya yang diperlukan oleh motor listrik untuk penggerak actuator.6. Bagaimana menyesuaikan agar alat dapat berfungsi dengan baik.


5/19

D. Tujuan

Tujuan rancang bangun mesin penekuk pipa dengan system hidrolik ini adalah :

1. Mampu memberikan gambaran pada mahasiswa tentang pemanfaatan dari mesin tekuk pipa.2. Dapat membantu mahasiswa maupun pengajar dalam kebutuhan proses pengerjaan praktikum

maupun perlombaan.

3. Mampu memfasilitasi mahasiswa dalam merancang karyakaryanya.4. Menciptakan peluang bisnis sebagai jasa penekuk pipa.

E. Luaran Yang Diharapkan

Luaran yang diharapkan adalah berupa prototype Mesin Penekuk Pipa Dengan Bahan Steel

Beukuran in1 inchi.Prototive mesin ini ditunjukan pada Gambr 1. dibawah ini.

Gambar 1. Prototipe Mesin Penekuk Pipa steel

Spesifikasi mesin yang diharapkan :

Dimensi : Panjang 2725 mm x Tinggi 1300 mm

Kontrol : Hidrolik

Sistem operasi : Automatis (Penggunaan relay)

Dies : in sampai 1 in

Kapasitas motor : Max Preassure 21 ton

Bending angle : 900

sampai 1800

F. Kegunaan

Manfaat dan kegunaan perancangan Mesin Bending Pipa ini adalah :


6/19

1. Mampu menghasilkan hasil yang baik dan akurat2. Mesin di desain dengan penambahanpenambahan alat pembantu yang digunakan untuk

mempermudah perhitungan hasil dari bending pipa

3. Membantu mahasiswa dalam mengerjakan rancanganracangan yang menggunakan bahan dasarpipa.

4. Membantu dosen untuk melakukan penelitian terhadap jenis jenis pipa.5. Dapat menciptakan usaha dalam menggunaan jasa penekuk pipa.

G. Tinjauan Pustaka

1. Dasar Teori

Beberapa metode yang biasanya digunakan dalam melakukan penekukan pipa untuk menghasilkan

bentuk dan hasil akhir yang berbeda. Metodemetode yang digunakan antara lain [1]:

a. Metode Ram (Ram Style Bending)b. MetodeRotary (rotary draw bending)c. Metode rol (roll bending )d. Metode Compression Bending

Metode-metode tersebut digambarkan seperti pada Gambar 1 berikut :

Gambar 2. Metode Bending Pipa

Studi ini adalah rancang bangun mesin penekuk pipa kompresi sistem multiple die untuk berbagai

macam diameter pipa dengan kapasitas lebih dari 360 penekukan per jam. Diameter pipa yang dibending

adalah maksimum 1 inchi dan optimal digunakan untuk inch (untuk aplikasi rangka mobil dan aplikasi

lainnya) Bentuk rancangan mesin yaitu sebagai berikut:


7/19

Gambar 3. Rancangan Mesin Gambar 3.1.Rancangan Mesin Penekuk Pipa

1.2 Rancangan Mesin Penekuk Pipa

1.2.1 Perhitungan Radius Bending

Analisis bending perlu mempertimbangkan radius minimum penekukan karena hal ini sangat

berpengaruh terhadap pipa yang dihasilkan. Bila radius minimum dilanggar maka akan menyebabkab

rusaknya pipa yang ditekuk karena terjadi ketidakefisiensinan loha, pada bagian yang mengalami tarikan.

Penafsiran pendekatan radius minimum dimana pipa apat dibending, dapat ditentukan dengan

menggunakan rumus berikut [2] :

r = 50 (2.1)

catatan : r = radius bending (mm)

d = diameter pipa (mm)

= persentase perpanjangan

1.2.2 Clamping Die

Panjang clamp yang diijinkan adalah 2 sampai 3 kali diameter pipa.

Tabel 1. panjang clamping die untuk bending pipa

1.2.3 Perhitungan momen bending dan gaya penjepitMomen bending yang terjadi pada proses bending pipa dengan bentuk penampang lingkaran

berlubang ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus [2] [3]:


8/19

M = .6 . d

3 1 ( 1 2 )3

Momen bending ini sangat berpengaruh untuk perhitunganperhitungan selanjutnya.

Gambar 3.2. Free body proses draw bending

Momen bending yang terjadi adalah momen torsi pada proses draw bending dan dicari dengan

persamaan [4]:

M = T = Ft . r

catatan : M = Momen bending ( N.mm)

T = Torsi ( N.mm)

Ft = Gaya tangensial ( N )

r = radius turning wheel ( mm )

Berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya telah diketahui momen bending dalam pipa. Momen

bending dalam adalah sama dengan momen luar bending yang digunakan untuk menekuk pipa yang dalam

hal ini juga disebut dengan momen torsi, radius yang digunakan adalah radius bending die yang telah

dihitung sehinggu menghasilkan gaya yang maksimum.

M = T = Ft . r

Ft =

Selanjutnya dicari gaya normal (gaya clamping die) yang terjadi dengan menggunakan rumus

gesekan. Karena clamping die diharapkan tidak bergerak maka gesekan yang terjadi haruslah maksimal

yang berarti bahwa gaya tangensial yang terjadi adalah juga gaya geseknya.

= s . N1

N1 =

1.2.4 Perhitungan gaya pada preasure dies


9/19

Torsi yang terjadi pada perhitungan diatas sama dengan torsi akibat gaya pressure die dikalikan

jarak kepusat bending die. N2 =

1.2.5 Perhitungan springback

Radius setelah springback dapat dicari dengan rumus :

rr = ( )

2 + r

catatan :rr= radius setelah springback ( mm )

to = tebal = diameter pipa ( mm ) = persentase perpanjanganr = radius bending die ( mm )

Springback pada proses bending pipa selalu terjadi, oleh karena itu sudut bending yang ditetapkan

hasilnya tidak sama dengan sudut bending pada pipa setelah proses dilakukan. Hal ini dapat ditasi dengan

melakukan penyetelan sudut bending yang melebihi, sehinnga pipa yang dibending dapat mempunyai dudut

bending yang diharapkan. Permisalan jika yang diinginkan sudut penekukan setelah springback adalah 900

, maka dengan menggunakan springback rasio sudut bending dapat ditentukan [5]:

K =

r ( setelah springback ) = ( )

Gambar 4. Springback pada pipa

1.2.6 Perencanaan silinder hidrolis untuk bending die

Mekanisme penggerak untuk penekuk pipa ini yaitu poros aktuator menggerakan handle sehingga

die berputar dan memaksa pipa berbentuk seperti die hingga sudut yang diinginkan.

Data yang diperlukan dalam perencanaan :

Diameter torak = mm

Diameter batang torak = mm

Stroke ( L ) = mm

Putaran bending die ( N ) = Rpm


10/19

Kecepatan torak silinder dihitung berdasarkan rumus [6]:

=2..

60

= rad/s

Maka kecepatan maju batang torak untuk silinder bending die adalah

V = x r

V = mm/s

Kapasitas aliran pompa actual dihitung berdasarkan rumus [6]:

Q = v . A

Q = mm3/s

Kapasitas pompa

Q pompa =60

Q pompa = mm3/s = cc/rev = lt/ min

7.2.8 Motor

Untuk menggerakan pompa sehingga terjadi aliran fluida digunakan motor. Daya motor yang

dibutuhkan dapat dicari dengan persamaan [6]:

P = 600

P = kW


11/19

H. Metode Pelaksanaan

Gambar 5.Diagram Alir Metode Pelaksanaan


12/19

I. Jadwal Kegiatan

No. AgendaBulan Ke-

1 2 3 4 5 6

1 Penyusunan proposal

2 Analisa data dan perhitungan

3 Survey Material dan Pembelian

5 Pembuatan komponen

6 Perakitan

7 Uji coba alat

8 Analisa hasil

9 Penyusunan laporan akhir

Tabel 2. Ganchart

Keterangan :

Agenda Belum dikerjakan

Agenda dikerjakan

Agenda selesai dikerjakan


13/19

J. Rancangan Biaya

Rancangan biaya untuk pembuatan Mesin bending pipa dengan diameter in 1 inBerbasis hidrolik ini dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu biaya proses produksi dan

biaya pembelian bahan habis pakai.

Tabel 2. Anggaran BiayaNo Nama Bahan / Alat Volume Harga Satuan

(Rp)Sewa(Rp)

Jumlah Harga (Rp)

Biaya Proses Produksi

A. Penyewaan Alat Pengerjaan

1Mesin Gerinda

Potong 1 Unit 250.000 250.000

2Mesin Gerinda

Tangan 1 Unit 150.000 150.000

3 Mesin Las 1 Unit 300.000 300.000

4 Mesin Bor Meja 1 Unit 200.000 200.0005 CNC Milling 1 Unit 300.000 300.000

Total 1.200.000

B. Pembelian Bahan Habis Pakai

1. Pada Dies dan Kontrol Hidrolik

1 Steel 40x40 1 pcs 70.000 70.000

2 Steel 30x30 1 pcs 60.000 60.000

3 St. Steel 300x20 1 pcs 200.000 200.000

4 Plat Baja 2m2 x 3mm 1 pcs 300.000 300.000

5 Power Pack 21 ton 1 pcs 2.400.000 2.400.000

6 Actuator+Piston 1 pcs 1.500.000 1.500.000

7 Roda karet 4 pcs 20.000 80.000

8 Roda karet kecil 8 pcs 15.000 120.000

9 Baut+mur M12 10 pcs 5.000 50.000

10 Baut+mur M10 14 pcs 3.000 42.000

11 Ring 40 pcs 500 20.000

12 Sistem kelistrikan 1 set 150.000 150.000

13 Dies 1 set 1.200.000 1.200.000

Total 6.192.000

2. Finishing

1 Cat 1 Liter 60.000 60.000

2 Tiner 1 Liter 38.000 38.000

3 Kuas 2 Buah 5.000 10.000

Total 108.000

Jumlah Biaya 7.500.000


14/19

K. DAFTAR PUSTAKA

[1]S. Kalpakjian, 1989 ,Manufacturing Engineering and Technology, Addison Wesley,[2]Sularso, Ir, MSME Kiyokatsu Suga., 1991. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan

ElemenMesin., PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

[3]G. Takeshi Sato dan N. Sugiarto, Menggambar Mesin sesuai standar ISO, PT.PradnyaParamita, Jakarta.

[4]Groover, Michael P., 1996. Fundamental of modern manufacturing., Prentice hall,UpperSaddle River, New Jersey.

[5]J. E. Shigley and C. R. Mischke, 1983. Mechanical Engineering Design, McGrawHillBook Company, New York.

[6]Popov, E.P. 1996.Mekanika Teknik, Erlangga. Jakarta.


15/19

L. LAMPIRAN

Lampiran 1.

Biodata Singkat Ketua, Anggota, dan Dosen Pembimbing.Ketua Pelaksana Kegiatan

Nama : Maman FirmansyahNIM : 1210010011

Tempat, Tanggal Lahir : Jakarta, 26 Januari 1992

Alamat : Jl. Tipar Cakung RT 001/07 No. 72, Jakarta Timur

Universitas/Institut/Polteknik : Politeknik Negeri JakartaJurusan : Teknik Mesin

Semester : VI (Enam)

Ketua Pelaksana

Maman Firmansyah

NIM. 1210010011Anggota 1

Nama : Hafizha Amalia

NIM : 1210010010Tempat, Tanggal Lahir : Jakarta, 25 Nopember 1992

Alamat : Jl. Edelweis Barat 4 C5/7 Vila Galaxi, Bekasi Selatan

Universitas/Institut/Polteknik : Politeknik Negeri Jakarta

Jurusan : Teknik MesinSemester : VI (Enam)

Anggota Pelaksana

Hafizha Amalia

NIM. 1210010010Anggota 2

Nama : Muhammad Firza A

NIM : 1210010012

Tempat, Tanggal Lahir :Bekasi, 31 Januari 1993Alamat :Jl. Sutan Agung km 28, Rt/Rw 03/04, No 43, rawapasung,

Universitas/Institut/Polteknik : Politeknik Negeri JakartaJurusan : Teknik MesinSemester : VI (Enam)

Anggota Pelaksana

Muhammad Firza A.

NIM. 1210010012


16/19

Anggota 3Nama : Muh. Irvan Yusup

NIM : 1210010054

Tempat, Tanggal Lahir : Sukabumi, 28 September 1991

Alamat : Jln. Nagrak Rt 04/04, Desa limbingan. Kec. Sukaraja.Universitas/InstitutPolteknik : Politeknik Negeri Jakarta

Jurusan : Teknik Mesin

Semester : VI (Enam)Anggota Pelaksana

Muh. Irvan Yusup

NIM. 1210010054

Dosen PembimbingNama : Muslimin, S.T., M.T.

NIP : 19770714 200812 1 005

NIDN : NIDN 0014077709Alamat : Jl. Al hidayah Pipa Pertamina No. 56, Rt. 04

Rw. 09, Kel. Pondok Cina, Beji, Depok

Perguruan Tinggi : Politeknik Negeri JakartaJurusan : Mesin

No Telp./HP : 081910592887

Dosen Pendamping

Muslimin, S.T., M.T.NIDN. 0014077709


17/19

Lampiran 2.

Gambaran Teknologi yang diterapkan dalam mesin bending pipa dengan diameter

Inchi sampai dengan 1 Inchi menggunakan sistem hidrolik

Dengan bekerja sama dengan PT. Matra Perkasa Utama, kami mengembangkan beberapa

sistem otomasi yang sederhana namun dapat meningkatkan sector ergonomus. Sistem utama dari

mesin penekuk (bending) pipa ini adalah bertumpu pada motor hidrolik dengan kapasitas beban

max yang dapat didorong adalah 21 ton. Pipa steel dengan maksimum diameter 1in menerima gaya

vertical dari handle mesin. Karena tegangan ijin pipa jauh lebih kecil dibandingkan dengan gaya

dorong dari mesin penekuk (bending) maka pipa menekuk, radius tekukan pipa sebanding dengan

die yang terpasang pada mesin. Keunggulan mesin ini dibanding dengan mesin bending pipa

konvensional adalah:

1. Derajat tekukan pipa lebih presisi, jika pada mesin bending pipa konvensional kitamenekuknya dulu setelah itu mengukur derajat tekukan, maka pada mesin yang kami

rancang, kita menentukan derajat tekukan dahulu setelah itu kita nyalakan motor hidrolik,

dan setelah jarum penunjuk derajat menunjukkan besar derajat yang kita ingankan, maka

relay cut-off mengirim sinyal kepada motor listrik, sehingga motor listrik bekerja hanyapada derajat yang kita inginkan. Inovasi ini diharapkan bisa membuat hasil tekukan yang

lebih presisi karena pengerjaannya diukur dari awal.

2. Motor hidrolik membantu kerja pengguna saat menggunakan mesin ini, pemanfaatanmotor hidrolik diharapkan dapat menaikkan cycle time pipa tekukan, karena pengguna

tidak terlalu diserap energinya untuk memompa piston hidrolik untuk menekuk pipa.

Dengan demikian sisi ergonomis dari alat ini lebih baik dari mesin bending pipa

konvensional.


18/19

Lampiran 3.

SURAT PERNYATAAN KESEDIAAN KERJASAMA

Yang bertanda tanga dibawah ini:

Nama : Adrian Rusli, S.E

Alamat : JL. Madrasah Al Falah No. 7 Pangakalan 4,5 Narogong KM 13,Cikiwul

Bantargebang, Bekasi 17151. Jawa Barat - Indonesia

Bidang Usaha : Manufakturing pipa pemadam kebakaran

Nama Usaha mitra : PT. Matra Perkasa Utama

Jabatan : Pimpinan

Bersedia menjalin kerjasama dengan kelompok mahasiswa politeknik Jakarta yang diwakili oleh:

Nama : Maman Firmansyah

NIM : 1210010011

Alamat : Jl. Tipar Cakung RT 001/07 No. 72, Jakarta Timur

Jabatan : Ketua pelaksana

Dalam rangka pelaksanaan program riset grand PKM-T dengan judul Rancang Bangun Mesin

Penekuk Pipa dengan diameter in1 in berbasis hidrolik. Demikian surat kerjasama ini

dibuat sebagaimana mestinya.

Bekasi, 25 April 2013

Pimpinan P.T. Matra

Adrian Rusli, S.E.

Ketua Pelaksana

Maman FirmansyahNIM. 1210010011


19/19

Lampiran 4.

DENAH LOKASI PT. MATRA PERKASA UTAMA

usulan riset grand dosen mahasiswa mesin bending pipa

Documents