PERANCANGAN HOLLOW JET VALVE
BENDUNGAN NIPAH MADURA
TUGAS AKHIR BIDANG KONSTRUKSI
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik DalamMenyelesaikan Program SarjanaTeknik (S1)
Oleh :
VIKY SETIAWAN 201110120311142
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb
Puji syukur saya panjatkan kepada kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayahnya laporan tugas akhir dengan judul “Perancangan Hollow Jet Valve” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Dalam penyusunan skripsi ini, terdapat banyak hambatan yang dihadapi, namun berkat bantuan semua pihak segala hambatan dapat teratasi. Sepatutnya saya juga ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apa pun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. penyusun juga berterima kasih kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan support dan do’a.
2. Bapak Ir. Eko Hariyadi, MT. Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan secara intensif selama penyusunan sekripsi ini dilakukan.
3. Ibu Iis Siti A. ST,.MT,.PhD Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.
4. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teori baik secara langsung maupun tidak langsung.
5. Teman-teman sebimbingan, rekan-rekan laboraturium di lingkungan Teknik Mesin, serta teman-teman seangkatan Teknik Mesin 2011.
6. Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Dalam penyusunan skripsi ini tentunya terdapat kekurangan. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangunakan sangat diharapkan. Penulis berharap Tugas Akhir ini dapat berguna bagi semua pihak khususnya untuk pengembangan bendungan-bendungan saat ini.
Malang, 25 Januari 2016
DAFTAR ISI
COVER ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI ... iii
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ... iv
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR ... v
LEMBAR PERNYATAAN ... vi
ABTRAKSI INDONESIA ... vii
ABTRAKSI INGGRIS ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar belakang ... 1
1.2 Rumusan masalah ... 2
1.3 Tujuan perancangan ... 3
1.4 Batasan masalah ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1 Bendungan ... 4
2.2 Katup (valve) ... 4
2.3 Hollow jet velve ... 5
2.4 Tekanan hidrostatis ... 6
2.5 Kecepatan luas arus dan debit koreaksi ... 7
2.5.1 Koefisien Konstraksi (coefficient of contraction) ... 7
2.5.2 Koefisien kecepatan (coefficient of velocity) ... 7
2.5.3 Koefisien debit (coefficient of discharge) ... 7
2.6 Gaya gesek ... 8
2.7 Porosulir pendorong ... 8
2.7.1 Tegangan geser akibat gaya aksial ... 9
2.7.2 Tegangang pada ulir ... 10
2.7.3 Tekanan normal ... 10
2.7.4 tekanan permukaan ... 10
2.8 Roda gigi ... 12
2.9 Kopling ... 18
2.10 Pasak ... 25
III. MOTODELOGI PERANCANGAN ... 26
3.1 Studi Literatur ... 26
3.3 Memilih spesifikasi bahan ... 29
3.4 Perhitungan perancangan ... 29
3.5 Flowchart perancangan ... 29
3.6 Konsep Desain ... 30
3.7 Cara Kerja ... 33
IV. PERANCANGAN ... 34
4.1 Kondisi perancangan ... 34
4.2 Debit maksimum ... 34
4.3 Beban Operasi hollow jet velve ... 35
4.3.1 Tekanan Hidrostatis ... 35
4.3.2 Gaya tekan hollow jet valve ... 36
4.3.3 Gaya gesek... 37
4.3.4 Beban total ... 39
4.4 Mekanisme penggerak hollow jet valve ... 40
4.4.1 Poros ulir pendorong ... 40
4.4.2 Menentukan daya penggerak ... 45
4.4.3 Perencanaan roda gigi kerucut ... 49
4.4.4 Perencanaan pasak ... 54
4.4.5 Kopling flens ... 56
V. KESIMPULAN DAN SARAN... 61
4.1 Kesimpulan ... 61
4.2 Saran ... 63 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Hollow jet valve ... 6
Gambar 2.2 : Tekanan Hidrostatis ... 6
Gambar 2.3: Kecepatan Air Melalui Lubang ... 7
Gambar 2.4 : Gaya gesek (F) ... 8
Gambar 2.5 : Bidang poros ulir... 9
Gambar 2.6 : Klasifikasi Roda Gigi ... 13
Gambar 2.7 : Roda Gigi Lurus ... 13
Gambar 2.8 : Roda Gigi Miring ... 14
Gambar 2.9 : Rodagigi Miring Ganda ... 14
Gambar2.10 : Roda Gigi Dalam ... 15
Gambar2.11 : Pinyon Dan batang gigi ... 15
Gambar2.12 : Roda Gigi Kerucut Lurus ... 16
Gambar2.13 : Roda Gigi Spiral ... 16
Gambar2.14 : Roda Gigi Permukaan ... 16
Gambar2.15 : Roda Gigi Miring Silang ... 17
Gambar2.16 : Roda Gigi Cacing Slindris ... 17
Gambar2.17: Roda Gigi Cacing Globoid... 18
Gambar2.18: Roda Gigi Hipo ... 18
Gambar2.19: Macam-Macam Kopling ... 19
Gambar2.20: Kopling Flens Kaku ... 21
Gambar2.21: Kopling Flens Terbuka ... 22
Gambar2.22: Kopling Flens Tertutup ... 22
Gambar2.23: Kopling Marine Type ... 23
Gambar2.24: Pasak Memanjang ... 25
Gambar3.1: Flowchart Perancangan ... 29
Gambar3.2: Konsep desain hollow jet valve ... 30
Gambar3.3: Chassing depan ... 30
Gambar3.4 :Chasing Belakang ... 31
Gambar3.5 :Tutup Roda Gigi ... 31
Gambar3.6 : Roda gigi kerucut ... 31
Gambar3.7 : Poros ulir Pendorong... 32
Gambar3.8 : Plunyer (valve) ... 32
Gambar3.9 : Tata letak hollow jet di bendungan ... 33
Gambar3.10 : Sekema letak hollow jet valve ... 34
Gambar 4.1 : diameter lubang masuk aliran hollow jet valve ... 35
Gambar 4.2 : Tekanan Hidrostatis ... 36
Gambar 4.3 : Diameter silender ... 36
Gambar 4.5 : dimensi plunyer ... 38
Gambar 4.6 : properties plunyer ... 39
Gambar4.7 : Putaran Ulir ... 40
Gambar4.8 : Ulir pendorong ... 41
Gambar4.9 :Sistem penggerak ... 48
Gambar4.10 :Pasak pada poros ... 54
DAFTAR TABEL
Table2.1 :tekanan permukaan ... 11
Tabel2.2 :Tekanan permukaan dan kecepatan ... 11
Tabel2.3 :Klasifikasi Roda Gigi ... 12
Tabel2.4 :Bahan untuk flens dan baut kopling tetap... 20
Tabel2.7 :jumlah baut dan d poros marine type flange coupling ... 24
DAFTAR PUSTAKA
Andrijanto, R. S. (2009, Desember 14). jatiluhurdam's blog. Retrieved from
http://jatiluhurdam.wordpress.com/:
http://jatiluhurdam.wordpress.com/2009/12/14/hollow-jet-valve/ K.Gieck. (n.d.). Kumpulan Rumus Teknik.
Maryono, D. I., Muth, P. I., & Eisenhauer, P. D. (2003). Hidrolika Teapan ( Applied Hydraulics ). Jakarta: PT. Pradnya Paramita.
Niemann, G. (1992). Elemen mesin, jilid 1 : disain dan kalkulasi dari sambungan, bantalan dan poros . Jakarta: Erlangga, 1986.
Sangsoro, D. (1990). Teknik Sumber Daya Air Jilid 1 Edisi Ketiga. Jakarta.
Soedibyo, I. (2003 ). Teknik Bendungan. Pradnya Paramita.
Soedradjat, A. (1983). Mekanika Fluida dan hidrolika. In A. S. S, Mekanika Fluida dan hidrolika. Bandung: Nova, Bandung.
Soomil, E. Y. (1957). California Patent No. 2.784.730.
Sularso. (1987). Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Bandung, Indonesia: PT.
Pertja.
Timoshenko, S. (1987). Mekanika Teknik. Jakarta: Erlangga.
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang
Banyaknya ketersediaan air yang cukup bagi masyarakat Indonesia
merupakan surga tersendiri bagi masyarakat Indonesia. Karena itu
Pemerintah Indonesia telah memperjuangkan terlaksananya pembangunan
Bendungan-bendungan di setiap daerah, agar masyarakat yang tinggal di
daerah yang rawan kekeringan tetap ada persediaan air di musim kemarau,
dan segera lepas dari ketersediaan air yang kurang memadai, sementara di
sisi lain bendungan juga di manfaatkan sebagai irigasi di sector pertanian,
Hamparan sawah pertanian cukup luas, juga memerlukan air yang cukup
banyak. Dengan adanya irigasi dari bendungan yang baik diharapkan
pengolahan lahan pertanian dapat dilakukan secara maksimal, karena jika
hanya mengandalkan pengairan dari curah hujan hasil panen hanya sekali
dalam setahun, tapi dengan adanya irigasi diharapkan hasil panen dapat
lebih dari satu kali dalam setahun.
Untuk memenuhi hal ini maka perlu dibangun
bedungan-bendungan di setiap daerah, dimana fungsi dari bedungan-bendungan ini adalah
meningkatkan tinggi air dan menstabilkan debit air sehingga aliran sungai
ini masih bisa dimanfaatkan untuk mengairi lahan pertanian sepanjang
tahun, walaupun pada musim kemarau tiba.
Maka dari itu pemerintah melalui Direktorat Jendral Sumber Daya
Air (SDA) Kementrian Pekerjaan Umum terus mendorong peningkatan
2
Bendungan terdiri dari beberapa komponen, yaitu : badan
bendungan (body of dams), pondasi (foundation), pintu air (gates),
bangunan pelimpah (spill way), kanal (canal), reservoir, stilling basin,
katup (kelep, valves). Penyusun tertarik untuk merencanakan suatu katup
atau valve, yang fungsinya untuk mengatur aliran fluida dengan menutup
aliran fluida, membuka atau menghambat sebagian dari jalannya aliran
fluida. Valve melibatkan beberapa faktor, dasar perencanaan adalah salah
satunya. Perancanaan yang dipertimbangkan antara lain: tipe valve, bahan
konstruksi, tekanan dan temperatur, biaya dan kegunaannya. Valve pada
bendungan berfungsinya untuk meredam aliran fluida yang keluar agar
tidak merusak bebatuan dan konstruksi lainnya, pemilihan valve
berdasarkan lokasi pada bendungan dan jenis valve yang digunakan.
Dari pertimbangan untuk merencanakan sebuah valve pada setiap
daerah-daerah di Indonesia, maka dipilihlah jenis hollow jet valve dalam
perancangan ini. Maka dari itu penyusun tugas akhir ini mengambil judul
“Perancangan Hollow Jet Valve Pada Bendungan NIPAH MADURA”.
1.2Rumusan Masalah
Dalam proses perancang hollow jet valve akan dihadapkan pada
masalah debit air dan tinggi tekanan air, untuk membuat valve yang
mampu menahan tekanan air, dibutuhkan sebuah konstruksi yang sesuai
dengan yang direncanakan. kemudian mendesain atau merencanakan
3
Bagaimana merancang atau mendesain konstruksi valve yang sesuai
dengan kondisi lokasi bendungan yang mempunyai debit dan tekanan air
seperti di bawah ini:
Elevasi permukaan air(W.H.L) : 170,5 m
Center lineelevasi sill : 151 m
Tinggi tekanan air (h) : 19,5 m
1.3Tujuan Perancangan
Tujuan dari perancangan hollow jet valve adalah :
1. Mampu menghasilkan aliran air yang sesuai dan tepat.
2. Mampu menentukan mekanisme hollow jet valve yang tepat.
3. Mendapatkan gambar kerja konstuksi hollow jet valve sesuai gambar
(ISO).
1.4Batasan Masalah
Agar perancangan hollow jet valve ini menjadi lebih terarah dan mencapai
tujuan yang diinginkan, maka perlu dilakukan pembatasan masalah.
Batasan-batasan masalah dalam tugas ini sebagai berikut :
1. Pemilihan bahan yang digunakan pada proses perancangan.
2. Menghitung komponen-komponen mekanisme penggerak.
3. Membahas masalah Tidak menghitung korosi.
