M7-REKAYASA DESAIN
M7-012 APLIKASI GAIN TUNING PID DENGAN BEBERAPA METODE OPTIMASI GUNA FLUTTER SUPPRESSION STRUKTUR SAYAP PESAWAT UDARA
Henry Kurniawan, Ismoyo Haryanto, Joga Dharma Setiawan
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Diponegoro, Semarang
ABSTRAK
Pada penelitian ini telah dilakukan simulasi peningkatan kecepatan flutter dengan menerapkan sistem kendali aktif menggunakan kompensator PID yang dikombinasikan dengan filter orde satu. Kuantitas gaya aerodinamika tak tunak dihitung dengan menggunakan formulasi Theodorsen dan selanjutnya dilakukan pendekatan rasional Roger. Guna penentuan nilai gain proportional, integral dan derivative dilakukan tuning PID dengan konstrain aktuator. Nilai gain yang optimum dicari dengan menggunakan metode optimasi gradient descent, pattern search (metode pencarian dengan algoritma genetika) dan simplex search. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kecepatan flutter dapat dinaikkan dengan menerapkan sistem kendali aktif dan optimasi nilai gain PID dengan metode pattern search (metode pencarian dengan algoritma genetika) memberikan hasil yang paling baik.
150
M7-013 Kaji Analitik dan Numerik Penerapan Momentum Excange Impact Damper Pada Breaker Plate Impact Crusher
Lovely Son, Adriyan, Mulyadi Bur 1
1
Laboratorium Dinamika Struktur Jurusan Teknik Mesin UNAND Kampus UNAND Limau Manis, Padang, 25163
ABSTRAK
Impact crusher adalah salah satu mesin yang biasa digunakan untuk menghancurkan material tambang. Proses penghancuran dengan impact crusher dilakukan dengan penumbukan material ke breaker plate. Selama tumbukan, dihasilkan gaya yang besar dalam selang waktu yang singkat. Kondisi ini menyebabkan getaran dan gaya yang ditransmisikan ke housing crusher cukup besar. Karena itu, diperlukan suatu mekanisme yang dapat mereduksi getaran dan transmisi gaya yang terjadi. Teknik pereduksian yang diajukan pada penelitian ini adalah dengan penggunaan momentum exchange impact damper (MEID). MEID bekerja dengan memindahkan sebagian besar energi sistem getaran ke peredam. Efektivitas MEID untuk mereduksi getaran akibat beban kejut dianalisis secara analitik dan numerik. Kajian diawali dari analisis tumbukan tiga benda kaku. Kajian berikutnya adalah penerapan MEID pada breaker plate dengan dua analisis pendekatan. Analisis pertama menggunakan pendekatan benda kaku untuk breaker plate. Analisis kedua menggunakan pendekatan pelat elastik. Pengurangan energi batang kaku mencapai harga optimum untuk rasio massa MEID sebesar 0.405. Dari hasil kaji numerik penerapan MEID untuk model pelat elastik diperoleh penurunan percepatan pelat sebesar 33.31 %. Disamping itu, transmisi gaya ke housing berkurang sebesar 41.79 %. Dengan demikian, dapat dinyatakan bahwa MEID cukup efektif digunakan sebagai sistem kendali pasif getaran akibat beban kejut.
151
M7-014 Analisis Model Vibrating Conveyor 2 Derajat Kebebasan Lovely Sondan Meifal Rusli11
1
Laboratorium Dinamika Struktur Jurusan Teknik Mesin UNAND Kampus UNAND Limau Manis, Padang, 25163
ABSTRAK
Vibrating conveyor sering digunakan di industri sebagai alat pemindah material padat karena konstruksinya yang sederhana serta mampu memindahkan material panas dan bersifat abrasif. Kelemahan utama dari vibrating conveyor konvensional adalah konsumsi energi dan polusi getaran ke lingkungan yang cukup besar. Untuk mengatasi masalah tersebut, pada penelitian ini diusulkan vibrating conveyor dua derajat kebebasan (2 DOF). Vibrating conveyor ini dirancang menggunakan prinsip peredam getaran dinamis (Dynamic Vibration Absorber). Berdasarkan hasil simulasi didapatkan bahwa vibrating conveyor 2 DOF yang diajukan pada penelitian ini lebih efisien dan menghasilkan transmisi gaya yang lebih kecil dibandingkan vibrating conveyor konvensional.
152
M7-015 Pulverizer Maintenance Cost Analyze at Suralaya Power Plant by Risk Based Inspection
Lukman Hakim1,3, Sutrisno2, dan A.Zarkasi3
1,3
Magister System and Technology of Energy, Gadjah Mada University, E-mail : [email protected]
2
Department of Mechanical Engineering, Gadjah Mada University, E-mail : [email protected]
3
Badan Pengawas Tenaga Nuklir (BAPETEN), E-mail: [email protected]
ABSTRACT
As the largest power station in Indonesia, Suralaya power station has a very important role in contributing electricity energy supply to the Java Bali power System. The success of Suralaya to support the reliability and security of Java Bali power system depends mainly on its plant availability performance and system stabilizer performance. Fuel supply will play an important role in supporting plant’s performance such mentioned above. The reliability of coal supply will much influence the availability of Suralaya power station in generating electricity energy, and, on the other hand, the quality of coal such as heat content and chemical element content will influence the efficiency and environmental performance of Suralaya power station. Since 2003, Suralaya has been using coal from South Kalimantan that has lower quality than design. The different quality of coal could cause problems on the reliability of the function of power plant energy resources equipment, such as the pulverizer. So it is important to conduct a research to identify risks or failure and quantity the risks, in order to analyze and minimize the risk on pulverizer which could result in company loss.
The research analyze pulverizer maintenance cost for unit 1 – 4 by Risk Based Inspection (RBI) on Pulverizer of Suralaya power plant from 2003 until 2008. Every type of causes and influences of failure risks are analyzed by RBI methodology. Analysis with Matlab 6.1 for gamma distribution is used to analyze the pulverizer data (including inspection cost, failure cost, and replacement cost). Inspection of pulverizer data is later used for analyses prior to inspection, perfect inspection and imperfect inspection. The result of analysis is drawing gamma distribution. The safety margin used to analyze time maximum, time of failure, time of replacement, and time of horizon. So the estimate of pulverizer maintenance cost, interval of inspection and time of failure are found.
From the analytical result, it is known that the component of Pulverizer with the highest risk value is Tire and Grinding Ring Segment (GRS). The pulverizer unit 3 is better than the other units, having an interval time of inspection before 2.5 years with average cost of replacement 155 million rupiahs. Interval time of inspection 4500 hours that made by PT. Indonesia Power UBP Suralaya basically not problematic, even enlarged the range interval inspection with attention to each unit of other critical components, By performing maintenance based on risk priority, it is hoped that the company could focus on components with high value risk. One of the efforts that company can do is to optimize its maintenance intervals, in order to reduce the risk failure.
153
M7-016 Peningkatan Efisiensi Piranti Alkalin Elektroliser M.Rosyid Ridlo
Pusat Penelitian Fisika LIPI Kawasan Puspiptek Serpong Tangerang
Email: [email protected]
Abstrak
Beberapa perusahaan otomotif terkemuka dunia telah mengklaim mampu membuat mobil listrik dengan bahan bakar gas hydrogen. Mobil tersebut bermesinkan Fuel Cell yang dengannya energi yang dibawa hydrogen dapat dikonversi ke bentuk energi listrik. Konversi tersebut terjadi tanpa adanya gas buang karbon dioksida yang menyertai. Oleh sebab itu gas hydrogen digolongkan sebagai bahan bakar yang mampu menjawab persoalan efek rumah kaca seperti apa yang ditimbulkan oleh bahan bakar minyak. Lebih dari itu , hydrogen dapat diperoleh hanya dengan elektrolisis air yang berarti bahan bakar ini bersifat renewable.
Faktanya, produksi hydrogen dunia hampir 96% tidak menggunakan cara elektrolisis. Untuk kapasitas produksi besar cara elektrolisis dipandang kurang efektif. Seperti diketahui piranti elektrolisis menggunakan energi listrik untuk mengurai air menjadi hydrogen dan oksigen. Untuk kapasitas produksi besar perlu arus listrik yang juga besar. Namun karakteristik khas elektroliser adalah makin besar arus listrik, efisiensi konversi energi makin menurun.
Dalam paper ini akan diulas beberapa factor yang berpengaruh terhadap efisiensi elektroliser, terutama masalah elektroda, elektrolit dan diafragma yang dipakai dalam system elektroliser. Juga akan dikemukakan hasil hasil penelitian peningkatan efisiensi sel elektroliser menggunakan cara sonikasi/ ultrasonik yang dilakukan di Pusat Penelitian Fisika LIPI.
Kata kunci : elektroliser, ultrasonik, hydrogen, fuel cell,alkaline
M7-017 Analisis Teoritik Pengaruh Kekasaraan Permukaan Kontak Terhadap Munculnya Suara Lengkingan pada Rem Kendaraan
154
Meifal Rusli1, Masaaki Okuma2, dan Lovely Son1 1
Laboratorium Dinamika Struktur, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Andalas Email : [email protected]
2
Structural Dynamics and Design Laboratory, Mechanical and Aerospace Engineering Department, Tokyo Institute of Technology-Japan
ABSTRAK
Gesekan yang terjadi pada dua permukaan struktur seringkali menimbulkan suara lengkingan (squeal noise) dengan tekanan dan intensitas yang cukup tinggi. Salah satu kasus yang paling banyak ditemukan adalah suara lengkingan pada rem kendaraan Berdasarkan kondisi permukaan kontak, beberapa peneliti menemukan bahwa kekasaran permukaan gesek mempengaruhi munculnya suara lengkingan Ukuran “platou” pada permukaan rem memberikan pengaruh yang besar terhadap terjadinya suara lengkingan. Walaupun demikian, suara lengkingan tidak selalu terjadi pada semua kasus. Mengapa hal itu terjadi belum dapat dijelaskan dengan baik.
Pada artikel ini dibahas pengaruh parameter kontak terhadap munculnya suara lengkingan, seperti kekasaran permukaan dan gaya kontak yang dipresentasikan ke dalam kekakuan kontak permukaan gesek. Topografi permukaan disederhanakan dalam bentuk setengah bola dengan jari-jari yang sama dan ketinggian berbeda dan terdistribusi berdasarkan distribusi Gaussian. Dengan menambahkan Kekakuan kontak dan koefisien gesek pada matrik kekakuan struktur, mengakibatkan matriks kekakuan menjadi tidak simetri yang pada kondisi tertentu akan membentuk eigenvalue kompleks dengan modus getar terkopel pada modus-modus yang berdekatan. Melalui hasil analisis numerik ini dapat ditunjukkan bahwa, ketidaksabilan ini terjadi akibat adanya interaksi antara parameter permukaan kontak dengan struktur rem (piringan dan pad). Suara lengkingan hanya akan terjadi pada kondisi kontak dan koefisien gesek tertentu yang keduanya saling berinteraksi. Semakin tinggi harga koefisien gesek akan mempertinggi kemungkinan terjadinya suara lengkingan. Disamping itu, ditemukan juga bahwa struktur mempunyai sensitifitas terhadap beban gesek.
155
M7-018 Pengembangan Metode Penghitungan Praktis Berbasis Metode Superposisi untuk Analisis Statik Kiln
(Studi Kasus Kiln Indarung IV PT. Semen Padang)
Mulyadi Bur1, Meifal Rusli2, Eka Zedrosky3 Minto Saksono4, Tarlo Sembiring5 dan Mardian6 123
Laboratorium Dinamika Struktur Jurusan Teknik Mesin UNAND Kampus Unand Limau Manis Padang 25263
456
Departemen Rancang Bangun dan Rekayasa, PTSP Jalan Raya Indarung, Padang
e-Mail: [email protected]
ABSTRAK
Kiln merupakan komponen yang berperanan cukup penting dalam industri semen. Masalah yang biasa menjadi perhatian adalah masalah tegangan yang bekerja dan lendutan yang terjadi. Biasanya kiln dianalis dengan menggunakan paket program Elemen Hingga yang cukup kompleks, rumit dan mahal. Oleh karena itu, diusulkan untuk dibuat sebuah program yang mudah penggunaanya, murah dan cukup ketelitinnya. Dalam hal ini dipilih paket program ”spreadsheet” yang salah satunya dari Microsoft Excel. Pemilihan paket program ini disamping seperti yang disebutkan di atas tadi juga karena paket ini sudah meluas penggunaanya di kantor-kantor. Berdasarkan paket program ini Beberapa parameter yang dapat dihitung menggunakan program ini adalah reaksi tumpuan, defleksi serta distribusi tegangan pada kiln.
Metode analitik yang dipakai pada program penghitungan kiln adalah metode superposisi. Ide dari metode ini adalah mensuperposisikan beban-beban yang komplek menjadi beban sederhana yang jawabannya bisa ditemukan pada buku-buku standar mekenika kekuatan material. Sebagai pembanding, dilakukan penghitungan secara numerik menggunakan paket program komersial berdasarkan Metode Elemen Hingga.
Sebagai studi kasus dipilih kiln Indarung IV PT Semen Padang. Dari hasil penghitungan analitik dan numerik dengan asumsi penampang kiln seragam didapatkan error maksimum sebesar 0.607 % untuk reaksi tumpuan dan 1.258% untuk defleksi. Gaya reaksi tumpuan maksimum yang
diperoleh adalah sebesar 4 701 10. × 6 dan defleksi maksimun sebesar 0.628 mm.
156
M7-019 Penentuan Tegangan dan Perkiraaan Bentuk Ovality Pada Live ring (Studi Kasus Live ring Kiln Indarung IV PT Semen Padang)
Mulyadi Bur1, Syamsul Huda2, Andrivoka3 Minto Saksono4, Tarlo Sembiring5, dan Mardian6
1,2,3
Laboratorium Dinamika Struktur Jurusan Teknik Mesin Universitas Andalas Kampus Unand Limau Manis Padang 25163, Indonesia
4,5,6
Departemen Rancang Bangun dan Rekayasa, PTSP Jalan Raya Indarung, Padang
e-Mail: [email protected]
ABSTRAK
Salah satu komponen pendukung kiln yang cukup penting adalah live ring (tyre). Live ring ini ditempatkan pada tumpuan kiln yang berfungsi sebagai tempat melekatnya shell kiln. Live ring dan shell kiln dihubungkan dengan beberapa pad. Beban akibat berat kiln dan beban-beban lainnya ditahan oleh supporting roller yang kemudian diteruskan ke live ring. Beban-beban tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kontur live ring yang disebut dengan ovality. Pada penelitian ini akan ditentukan besar lendutan pada titik-titik simetri, dan dengan diketahuinya lendutan bernilai nol pada supporting roller dapat diperkirakan bentuk ovality dari live ring. Analisis statik berupa penghitungan reaksi tumpuan, gaya-gaya dalam, tegangan, dan lendutan vertikal dilakukan secara analitik dengan bantuan program MS. Excel, dan sebagai pembanding digunakan paket program komersial. Berdasarkan hasil penghitungan diperoleh reaksi tumpuan kiln, tegangan, dan lendutan vertikal. Untuk studi kasus kiln Indarung IV PT Semen Padang, diperoleh bahwa reaksi tumpuan maksimum adalah 4 68 10. ⋅ 6N yang berada pada tumpuan C. Selanjutnya tegangan normal maksimum terjadi pada = 30º senilai 28.28 MPa, dan lendutan vertikal maksimum yang terjadi adalah 1.91 mm.
157
M7-020 Analisis Kesalahan Fungsi Respon Frekuensi Akibat Penggunaan Jendela Eksponensial pada Pengujian Getaran dengan Eksitasi Impak
Kasus Domain Waktu Kontinu
Noval Lilansa, Zainal Abidin, Djoko Suharto
Lab. Dinamika PAU-IR, Institut Teknologi Bandung
Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia. Email: [email protected]
ABSTRAK
Makalah ini memaparkan persamaan matematik yang menunjukkan hubungan antara konstanta waktu dari jendela eksponensial, waktu rekam sinyal respon dan kesalahan yang terjadi pada besar FRF (Fungsi Respon Frekuensi) di daerah frekuensi pribadi. Berdasarkan persamaan yang dikembangkan dipaparkan juga dengan rinci hubungan antara konstanta waktu dari jendela eksponensial, kesalahan pada rasio redaman dan kesalahan pada frekuensi pribadi dari sistem getaran dengan eksitasi impak. Persamaan matematik yang dimaksud dikembangkan berdasarkan model matematik dari sistem getaran 1-dof (one degree of freedom) dengan redaman viskus. Selain itu, dalam penurunan persamaan ini diasumsikan bahwa sinyal eksitasi impak dan sinyal respon getaran dianggap tidak terkontaminasi oleh derau (noise). Di samping itu, juga diasumsikan bahwa sinyal eksitasi impak merupakan impuls ideal yang berupa fungsi delta Dirac. Sebagai ilustrasi dari kesalahan yang dipaparkan, disajikan beberapa contoh numerik dari sistem 1-dof.
158
M7-021 The Development of Fire Fighting Robot Algorithm for Navigation using Proximity Sensor and Digital Compass
Luhur Budi Saesar1, Joga Dharma Setiawan2, Khalid bin Hasnan1
1)
Faculty of Mechanical and Manufacturing Universiti Tun Hussein Onn Malaysia
E-mail: [email protected],
Parit Raja, Batu Pahat, Johor 86400, Malaysia
2)
Department of Mechanical Engineering Diponegoro University, Semarang 50275, Indonesia
ABSTRACT
Fire Fighting Robot (FFR) is a type of robot that competes annualy in the Smart Robot Contest in Indonesia (KRCI). This competition places importance on a robot's abilities to recognize its environment and navigate in the arena in order to complete its mission to put out the flame of a candle as fast as possible. To navigate itself, FFR is very dependent on its inbuilt sensors, as well as the algorithms used. This paper explains FFR's algorithm model with the help of the State Flow toolbox from MATLAB. This study used three proximity sensors and a digital compass as navigation tools so that FFR can finish the mission faster and saver.
159
M7-022 Application of Life Cycle Cost Analysis and TOPSIS Method for Selecting Municipal Solid Waste Treatment Technology and Management for the City of Bandung
Sigit Yoewono, Hendi Riyanto, Abdul Lucky Shofi’ul Azmi
Mechanical Engineering Department Faculty of Mechanical and Aerospace Engineering
Institut Teknologi Bandung
Jalan Ganesa 10, Bandung 40132, INDONESIA Ph. +62 22 250 5425
ABSTRACT
Municipal Solid Waste (MSW) problems in the City of Bandung, as well as other big cities in the country, is in need to be dealt with sooner rather than later. MSW treatment technologies such as open dumping landfill, sanitary landfill, waste to energy (WTE) incineration, composting, biogas anaerobic digestion, and gasification are to be considered as candidates of MSW treatment technology for implementation in the City of Bandung. MSW management scheme proposed are centralized plants for open dumping, sanitary landfill, and WTE incineration; and distributed plants for composting, biogas anaerobic digestion, and gasification. Selecting the most suitable MSW treatment technology and management for the City is accomplished by using Multi Criteria Decision Analysis (MCDA) TOPSIS Method. Criteria that are considered in selecting the MSW treatment technologies cover aspects of technology, economics, social, and environmental. Life cycle cost analysis (LCCA) was applied as a parameter for economic criterion in addition to potential revenue generation. Interview and survey were conducted, in which respondents from experts and college students were involved, in order to determine the weights to MCDA application. The analysis result showed that open dumping MSW treatment is unsuitable for the City. All things considered, it was found out that the most appropriate technology and management for the City is a virtual tie between composting and WTE incineration.
Keywords: municipal solid waste, MSW treatment technology and management, multi criteria decision analysis TOPSIS method, life cycle cost analysis
160
M7-023 PERHITUNGAN HARMONISA DALAM PERANCANGAN BELITAN