M7-REKAYASA DESAIN
M7-023 PERHITUNGAN HARMONISA DALAM PERANCANGAN BELITAN GENERATOR SINKRON 300 kVA
Siti Saodah, Soenarjo
Staf Dosen Teknik Elektro Itenas Jl Phh. Mustopha 23 Bandung
Email ; [email protected] atau [email protected]
ABSTRAK
Pencapaian oleh produsen listrik atau pembangkit adalah kualitas daya. Daya sendiri merupakan kombinasi dari nilai tegangan dan arus yang dibangkitkan oleh generator di pusat pembangkit (Power Plant). Idealnya, bentuk gelombang tegangan dan arus yang dibangkitkan berbentuk sinusoida yang mulus (Smooth sine wave). Dalam sistem tenaga listrik yang ideal, bentuk gelombang tegangan yang disalurkan ke peralatan konsumen dan bentuk gelombang arus yang dihasilkan adalah gelombang sinus murni.
Generator sinkron adalah perangkat yang dapat membangkitkan tenaga listrik yang sifatnya non linier, maka tegangan dan arusnya pun bersifat non linier. Hal tersebut disebabkan oleh adanya sinyal harmonisa yang ikut dibangkitkan bersama sinyal fundamentalnya. Untuk mendapatkan tenaga listrik yang baik, kita harus merancang generator sinkron yang baik dengan cara menetukan besarnya bentang belitan stator dengan tepat yang akan diaplikasikan pada generator
Dalam sebuah sistem tenaga listrik yang ideal, sinyal tegangan dan arus yang ditransferkan ke arah perangkat pelanggan adalah sinyal sinusoida murni. Akan tetapi, kenyataanya menunjukkan bahwa sinyal yang diterima tidak sebagus yang diharapkan. Penyimpangan sinyal dari bentuk sinyal sinusoida murni ini disebut Total Harmonic Distortion (THD).
Dalam penelitian ini dicoba menghitung besar dan bagaimana cara meminimalisir harmonisa menggunakan MATLAB. Hasil simulasi menunjukkan bahwa jika nilai bentang belitan ditentukan sebesar 144 derajat listrik atau 8/10 slot perkutub maka akan menghasilkan THD sebesar 3,2766% dan bentuk sinyalnya mendekati bentuk sinyal sinusoida murni.
161
M7-024 Analisa Kontak Sambungan Tulang Pinggul Buatan Menggunakan Metode Elemen Hingga
Sugiyanto1, Iwan Sutrisno1, Jamari1, Rifky Ismail1, M. Tauviqirrahman1*,
1
Laboratorium Perancangan Teknik dan Tribologi, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Diponegoro, Semarang
*
e-mail: [email protected]
ABSTRAK
Respon tiap material terhadap beban luar yang diberikan tergantung sifat material tersebut. Material dapat bersifat elastik, elastik-plastik, plastik, viskoelastik atau viskoplastik. Respon material yang menunjukkan karakteristik viskous dan elastik ketika terjadi deformasi dikatakan bersifat viskoelastik. Aplikasi material viskoelastik salah satunya ada pada bidang bio- engineering. Dalam bidang ini material viskoelastik dapat diaplikasikan pada sistem sambungan tulang pinggul buatan sebagai bearing.
Teori mengenai kontak viskoelastik telah dikembangkan oleh Lee & Radok secara analitik dari teori kontak elastik Hertz. Penelitian pada sistem sambungan tulang pinggul buatan dilakukan dengan membuat model kontak antara femoral head dengan acetabular cup yang menerima beban statik selama kurun waktu tertentu. Penelitian ini menggunakan metode elemen hingga dengan bantuan software ANSYS 9.0
Hasil simulasi kontak pada sistem sambungan tulang pinggul buatan menunjukkan pengaruh bearing dari material UHMWPE yang bersifat viskoelastik terhadap distribusi tegangan von Mises yang terjadi. Karena sifat viskoelastik UHMWPE ini, tegangan von Mises yang dialami tulang dan semen acrylic dapat tereduksi.
162
M7-025 PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK DC PADA AKTUATOR NiTi WIRE SM495 TERHADAP KECEPATAN GERAK MENUTUP GRIPPER
Tjuk Oerbandono, Fathur Rokhman Hidayat
Jurusan Teknik Mesin Universitas Brawijaya Malang Jl. MT Haryono 167, Malang, 65145 Phone: 0341-587710, Fax: 0341-551430
E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Penelitian ini merupakan kelanjutan dan aplikasi dari penelitian yang pernah peneliti lakukan terhadap aktuator berbahan NiTi SM495. Penelitian sebelumnya bertujuan untuk memperoleh karakteristik NiTi Wire SM495 sebagai bahan dasar aktuator. Pada penelitian ini NiTi Wire SM495 digunakan sebagai aktuator (penggerak) pada suatu desain gripper. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh variasi arus listrik DC terhadap kecepatan gerak menutup gripper serta untuk mengetahui karakteristik kerja gripper tersebut. Penelitian ini bersifat true experimental research dengan variabel bebas berupa variasi arus listrik DC dan variabel terikat yang diukur adalah kecepatan gerak menutup gripper serta perubahan temperatur bahan aktuator. Bahan yang digunakan adalah NiTi Wire SM495 dan suatu desain gripper dari bahan Polymer. Sebelum NiTi Wire SM495 diletakkan pada gripper perlu dilakukan pemberian memory dengan cara pemberian panas. Hasil percobaan yang diperoleh berupa waktu menutup gripper dan jarak perpindahan dari gripper yang kemudian diolah menjadi data kecepatan gerak menutup gripper. Hasilnya variasi arus listrik DC sangat berpengaruh terhadap kecepatan gerak menutup gripper.
163
M7-026 Pipeline Pigging Systems Viktor Malau
Jurusan Teknik Mesin dan Industri Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Jln. Grafika No. 2 Yogyakarta 55281, Indonesia
Phone: +62-274-521673, FAX: +62-274-521673, E-mail: [email protected]
ABSTRACT
In the world, millions of miles of pipeline carrying everything from water to crude oil. The pipe is vulnerable to attack by internal and external corrosion, cracking, third party damage and manufacturing flaws. If a pipeline carrying water springs a leak bursts, it can be a problem but it usually doesn't harm the environment. However, if a petroleum or chemical pipeline leaks, it can be a environmental disaster. More information on recent US pipeline accidents can be found at the National Transportation Safety Board's Internet site. In an attempt to keep pipelines operating safely, periodic inspections are performed to find flaws and damage before they become cause for concern.
Engineers have developed devices, called pig, that are sent through the buried pipe to perform inspections and clean the pipe. The pigs are carried through the pipe by the flow of the liquid or gas and can travel and perform inspections over very large distances. The pigs carry a small computer to collect, store and transmit the data for analysis. Since 1997, a pig set a world record when it completed a continuous inspection of the Trans Alaska crude oil pipeline, covering a distance of 1,055 km in one run, but now the intelligent pig is the new & smart product to inspect and cleaning of the pipe line.
Pipeline pigging is the term to inspecting & cleaning the long distance pipeline. The reaction of pigging reduces the operation cost, safe the environmental, minimize the lost product and reduce the time lost.
164
M7-027 Implementasi Pemantauan Kondisi Getaran Terhadap Peralatan Top Drive Pada Anjungan (Rig) Pemboran Minyak
Wahyu Nirbito
Departemen Teknik Mesin – Fakultas Teknik Universitas Indonesia
Kampus UI Depok, Depok Jawa Barat 16424
Telp: (021)7270032 ext. 218 ; Fax: (021)7270033 ; email: [email protected]
ABSTRAK
Top Drive pada anjungan (rig) pemboran minyak adalah satu peralatan penting dan utama karena tugasnya memutar rangkaian pipa pemboran. Pemantauan kondisi getaran dengan analisa menggunakan metode analisa frekuensi getaran adalah implementasi teknik pemeliharaan yang baik karena dapat memberikan gambaran ”kesehatan” dari peralatan mesin Top drive. Analisa frekuensi getaran dapat menunjukkan komponen mesin yang terindikasi rusak sehingga diagnosa terhadap kerusakan dapat segera ditentukan. Pemantauan kondisi getaran dari peralatan pemboran minyak belum banyak atau belum umum dilakukan karena beratnya beban pekerjaan yang harus dioperasikan, ketatnya jadwal kerja dari peralatan tersebut dan seringnya peralatan berpindah tempat dalam waktu yang relatif singkat. Karena pemantauan getaran terhadap peralatan pemboran minyak ini baru mulai dilakukan maka data data hasil pengukuran kondisi getaran mesin masih ditujukan untuk menunjukkan kondisinya yang masih baik atau sudah ada penyimpangan maupun tingkat keparahan getaran yang menunjukkan adanya kerusakan bermakna. Pemantauan terhadap kondisi getaran komponen mesin sebaiknya masih harus tetap dilakukan selanjutnya sampai hasil analisa regressi data yang terkumpul akumulatif dapat menunjukkan kecenderungan menaik yang bermakna dan menembus batas siaga atau alert.
Kata Kata Kunci: Getaran, Pemantauan kondisi getaran, Peralatan pemboran migas, Top Drive.
165
M7-028 Studi Eksperimental Proses Penyeimbang Dinamik Piringan Putar Tunggal dengan Metode Fasa
Winarto*, Suhardjono*, Kokok Winnetouw**
Laboratorium Mesin Perkakas, Jurusan Teknik Mesin FTI – ITS, Surabaya. E-mail: [email protected] ; [email protected]
ABSTRAK
Ketidak-seimbangan pada piringan putar tunggal terjadi bila pusat massa dan pusat putaran tidak bertepatan. Akibatnya terjadi gaya sentifugal yang merupakan interaksi antara massa unbalance (tidak seimbang) dan akselerasi dari putaran. Selanjutnya gaya inilah sebagai gaya eksitasi getaran. Agar piringan dapat berputar seimbang, maka gaya setrifugal yang timbul tersebut harus dikompensasi dengan gaya tambahan yang sama tapi arahnya berlawanan. Sebenarnya ada dua metode yang umum digunakan untuk menentukan proses penyeimbangan ini, yaitu metode four run (4 langkah) dan metode fasa yang akan dibahas lebih lanjut. Sesuai dengan namanya metode four run ini membutuhkan 4 kali pengambilan data amplitude getaran, pertama kondisi awal, kedua, ketiga dan keempat masing-masing untuk kondisi dengan massa coba 0°,120° dan 240°. Selanjutnya untuk menentukan posisi massa unbalance, keempat data amplitude getaran tersebut harus digambarkan secara grafis, sehingga metode four ini lebih rumit dan memakan waktu. Sedangkan dengan metode fasa, penentuan posisi massa unbalance dapat dilakukan dalam sekali pengukuran getaran yang didasarkan beda fasa antara arah getaran dan sinyal posisi dari foto elektrik. Dengan demikian metode ini lebih sederhana dan langsung dapat diolah dengan komputer tanpa harus menggambarkan secara grafis. Karena kelebihan inilah maka metode fasa ini dipelajari dan diteliti secara eksperimetal lebih mendalam. Dari data-data hasil penelitian ini dan analisa yang dilakukan dapat dilihat bahwa Metode Sudut Fasa ini dapat mereduksi amplitude getaran yang timbul sampai pada batas yang diijinkan menurut Standar ISO 1940/1. Prosentase reduksi dari 3 (tiga) kasus yang terjadi yaitu: ¾ Kasus 1, dapat menurunkan amplitude getaran dari nilai amplitude 1,087 m/s2 menjadi 0,666
m/s2 dengan prosentase reduksi 39%.
¾ Kasus 2, dapat menurunkan amplitude getaran dari nilai amplitude 1,199 m/s2 menjadi 0,704 m/s2 dengan prosentase reduksi 41%.
¾ Kasus 3, dapat menurunkan amplitude getaran dari nilai amplitude 0,883 m/s2 menjadi 0,545 m/s2 dengan prosentase reduksi 38%.
Sehingga rata-rata dari ketiganya adalah 39%. Secara sekilas hasil ini kurang baik, tapi proses memang dihentikan ketika nilai amplitude telah masuk pada batas toleransi yang diijinkan menurut Standar ISO 1940/1, yaitu pada nilai amplitude 0,735 m/s2.
166
M7-029 Development of Wearable Robotic Arm Input for 5 DOF Articulated Arm Manipulator
Prima Adhi Yudhistira1, Joga Dharma Setiawan2, Khalid bin Hasnan1
1)
Faculty of Mechanical and Manufacturing Universiti Tun Hussein Onn Malaysia
E-mail: [email protected], [email protected] Parit Raja, Batu Pahat, Johor 86400, Malaysia
2)
Department of Mechanical Engineering Diponegoro University, Semarang 50275, Indonesia
ABSTRACT
This paper presents experimental results from a new design of Wearable Robotic Arm Input (WRAI) to control the movement of an Articulated Arm Manipulator (AAM) having 5 degree of freedom. SimMechanics and Virtual Reality toolboxes from MATLAB are used to model the AAM in order to assist an operator to monitor input signals from WRAI. Interactive 3D Virtual Reality and graphical information is achieved during simulation and experiment. The system being developed can be useful for future work in developing a medical device for the treatment of stroke patients or position teaching device for operators in industrial fields.
Keywords: 5 DOF Articulated Arm Robot, Wearable Arm Manipulator, SimMechanics, Virtual Reality
167
M7-030 Evaluation of Means of Escape in a Campus Library
Dito Afandi, Dedi Setiono Hendri Rosas, Imam Taufani, Magribi Ramdhani, and Yulianto S. Nugroho (*)
Department of Mechanical Engineering University of Indonesia, Kampus UI Depok 16424
(*)
Corresponding author:
Ph. 021 7270032, Fax. 021 7270033, e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Campus library is considered to have a crucial role in a campus life. It preserves precious collections of books, journals, and research reports, some in the form of electronic collections. In general most of the library collections are made of combustible materials producing a lot of smoke in the event of fire. This article reports an evacuation study for a campus library building through modeling work using buildingEXODUS software [2] and an evacuation (fire drill) exercise. The modeling and evacuation exercise took advantage of the existing Engineering Faculty library of the University of Indonesia in Depok campus. The information of occupant behavior was collected using video recording at various locations during the fire drill exercise. The buildingEXODUS software takes into consideration people-people, people-fire and people- structure interactions. The model tracks the trajectory of each individual as they make their way out of the enclosure. In this early study no effects of fire hazards such as heat, smoke and toxic gases are considered. The simulation work considered two routes for evacuation scenarios. The measured evacuation times for both floors have similar trends to the buildingEXODUS predictions. In addition, the predicted congested areas by the buildingEXODUS were confirmed by the sequences of the evacuation exercise. Evacuation times can be shortened by adding the number alternative exit doors and widening the emergency stairs.
168
M7-031 Analisis Dinamika Terbang Wahana Tanpa Awak Ducted Fan
Toto Indriyanto, Septian Firmansyah dan Hari Muhammad Kelompok Keahlian Fisika Terbang
Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung
Bandung, Indonesia
Phone: +62-22-2504529, FAX: +62-22-2534164, E-mail: [email protected]
ABSTRAK
Wahana tanpa awak ducted fan, selanjutnya disebut ducted fan UAV, merupakan salah satu jenis rotary wing UAV (unmanned aerial vehicle) yang mulai dikembangkan beberapa tahun terakhir. Tulisan ini membahas karakteristik dinamika terbang ducted fan UAV dengan studi kasus Allied Aerospace iSTAR. Dalam tulisan ini diuraikan penyusunan model matematika iSTAR berdasarkan persamaan gerak yang dilinearisasi pada kondisi hover. Analisis karakteristik dinamik wahana saat diberikan gangguan kecil terhadap kondisi trim-nya dikaji pada makalah ini melalui simulasi. Efek giroskopik yang terjadi akibat putaran rotor menjadi perhatian utama karena efek ini akan mengakibatkan terjadinya cross-coupling pada ducted fan. Keywords: ducted fan UAV, efek giroskopik, cross-coupling
169