i
PERANCANGAN PRESS TOOL
UNTUK PEMBUATAN TABUNG LPG 5,5 KG
Disusun Oleh:
Ardianto 131.03.1138
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND
YOGYAKARTA 2020
ii
LAPORAN SKRIPSI PERANCANGAN PRESS TOOL
UNTUK PEMBUATAN TABUNG LPG 5,5 KG
Disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan studi di Jenjang Strata 1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri
Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta Disusun Oleh :
Nama : Ardianto NIM : 131.03.1138 Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri
Yogyakarta, Januari 2020 Menyetujui,
Pembimbing I
Ir. Joko Waluyo, M.T.
89.0361.380.E
Pembimbing II
Dr. Ir. Toto Rusianto, M.T.
93.0166.466.E Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Nidia Lestari, ST., M.Eng.
14.1187.705 E
iii
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PERANCANGAN PRESS TOOL
UNTUK PEMBUATAN TABUNG LPG 5,5 KG
Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan kurikulum Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta, guna memperoleh gelar sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Mesin, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana teknik di lingkungan Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta maupun di perguruan tinggi lainnya, kecuali bagian sumber informasi atau perolehan data yang dicantumkan sebagaimana mestinya.
Dibuat di : Yogyakarta Pada Tanggal : Februari 2020
Penulis
Ardianto 131.03.1138
iv
UNTUK PEMBUATAN TABUNG LPG 5,5 KG Telah diujikan dan dipertahankan
Dalam sidang pendadaran skripsi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi AKPRIND
Yogyakarta Pada:
Hari : Selasa
Tanggal : 25 Februari 2020 Disetujui,
Hari : ______________
Tanggal : ______________
Dosen Penguji Tanda Tangan
1. Yuli Purwanto, S.T., M.Eng.
2. Dr. Ir. Toto Rusianto, M.T.
3. Ir. Joko Waluyo, M.T.
v
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq, inayah serta hidayah-Nya. Sholawat serta salam penulis panjatkan kepada junjungan kita, pembawa risalah keselamatan bagi umat manusia Nabi Muhammad SAW. Rasa syukur penulis laporan skripsi ini semoga menjadikan penulis menjadi hamba yang pandai bersyukur atas segala nikmat- nikmat-Nya. Amin.
Laporan skripsi berjudul “Perancangan Press Tool untuk Pembuatan Tabung LPG 5,5 Kg” disusun sebagai salah satu syarat kelengkapan kurikulum yang harus dipenuhi oleh mahasiswa untuk menyelesaikan program studi Strata 1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Sains &
Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
Penulis menyadari bahwa penyususnan Laporan Skripsi ini tidak akan terwujud tanpa bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW, atas segala bimbingan dan sebagai peganganku ketika putus asa dan tersesat.
2. Orang tua atas segala doa dan dukungannya.
3. Bapak Dr. Ir. Amir Hamzah, MT. selaku Rektor Institut Sains &
Teknologi AKPRIND Yogyakarta yang telah banyak memberika masukan dalam pengambilan keputusan slama studi.
4. Ibu Nidia Lestari, ST., M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta.
5. Bapak Ir. Joko Waluyo, M.T. selaku Dosen Pembimbing I, yang telah sabar membimbing, mendidik dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan skripsi.
6. Bapak Dr. Ir. Toto Rusianto, M.T. selaku Dosen Pembimbing II, yang telah memberikan referensi dalam menyelesaikan skripsi.
7. Dosen-dosen dan seluruh staff Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta.
8. Teman-teman Teknik Mesin IST AKPRIND Yogyakarta.
vi
dapat berguna bagi penulis untuk menjadikan penulis jauh lebih baik lagi. Penulis berharap agar laporan skripsi ini dapat bermanfaat untuk semua pembaca.
Yogyakarta, Januari 2020 Penulis
vii
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN SURAT PERNYATAAN ... iii
HALAMAN PENGUJI ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
ABSTRAK... ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 3
1.4 Tujuan ... 4
1.5 Manfaat Skripsi ... 4
1.6 Metode Pengumpulan Data ... 5
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Kajian Pustaka ... 6
2.2 Mesin Press ... 7
2.3 Press Tool ... 9
2.3.1 Klasifikasi Press Tool ... 9
2.3.2 Prinsip Kerja Press Tool ... 12
2.3.3 Komponen Press Tool ... 13
2.4 Sistem Hidrolik ... 19
2.5 Dasar-dasar Perhitungan Sistem Hidrolik ... 22
2.5.1 Peninjauan Beban ... 22
2.5.2 Perancangan Aktuator Hidrolik ... 23
2.5.3 Pemeriksaan Ketebalan Silinder Hidrolik, Pipa dan Selang .. 27
2.5.4 Kerugian Tekanan Pada Pipa dan Selang Akibat Gesekan ... 28
2.5.5 Aliran Fluida Dalam Pipa ... 29
viii BAB III METODE PERANCANGAN
3.1 Diagaram Alir Perencanaan ... 36
3.2 Penjelasan Diagram Alir ... 36
BAB IV PERANCANGAN KOMPONEN UTAMA 4.1 Peninjauan Beban ... 45
4.2 Peninjauan Tekanan ... 47
4.3 Perancangan Piston dan Batang Piston ... 49
4.4 Perapat Piston ... 53
4.5 Perencanaan Silinder Hidrolik ... 54
4.6 Perhitungan Daya ... 56
4.7 Perawatan Sistem Hidrolik ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 62
5.2 Saran ... 63 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
ix
Gambar 2.1 A. Mesin press mekanik (Kalpakjian, 2000: 402); ... 8
B. Mesin press hidrolik (Yudi Samantha) ... 8
Gambar 2.2 Compound Tool Direct Knockout ... 10
Gambar 2.3 Compound Tool Indirect Knockout ... 11
Gambar 2.4 Progressive Tool ... 11
Gambar 2.5 Shank ... 13
Gambar 2.6 Pelat Atas (Top Plat) ... 13
Gambar 2.7 Pelat Bawah (Bottom Plate) ... 14
Gambar 2.8 Pelat Penetrasi ... 14
Gambar 2.9 Pelat Pemegang Punch ... 14
Gambar 2.10 Punch ... 15
Gambar 2.11 Tiang Pengarah ... 15
Gambar 2.12 Dies ... 16
Gambar 2.13 Pelat Stripper ... 16
Gambar 2.14 Pegas Stripper ... 17
Gambar 2.15 Baut Pengikat ... 17
Gambar 2.16 Pin Penepat/Pengarah ... 18
Gambar 2.17 Bush ... 18
Gambar 2.18 Pin/Pegas Pelontar ... 19
Gambar 2.19 Solusi Hidrolik ... 19
Gambar 2.20 Pengalih Gaya Hidrolik ... 20
Gambar 2.21 Piston ... 24
Gambar 2.22 Metode Pengikatan dengan Eluer ... 25
Gambar 2.23 Tekanan Pada Tabung ... 28
Gambar 2.24 Grafik Penentuan Jenis Pompa ... 32
Gambar 2.25 Tegangan Tekan dan Tekuk ... 33
Gambar 2.26 Tegangan Tekuk ... 34
Gambar 2.27 Batang dengan Kedua Ujungnya Diengsel ... 35
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan ... 36
Gambar 3.2 Dimensi Bahan dan Dimensi Tabung LPG ... 38
x
Gambar 4.1 Tabung Gas 5,5 kg dan Ilustrasi Tekanan ... 45
Gambar 4.2 Ilustrasi Gaya Deep Drawing ... 46
Gambar 4.3 Profil Punch ... 47
Gambar 4.4 Diagram hubungan antara beban (F), diameter piston (d), ... 48
Gambar 4.5 Diagram Alir Perancangan Piston ... 49
Gambar 4.6 Batang Piston Silinder Hidrolik ... 51
Gambar 4.7 Diagram Alir Perancangan Silinder Hidrolik ... 54
xi
Tabel 2.1 Pemilihan Diameter Silinder, Piston, dan Piston Rod ... 24
Tabel 2.2 Konstanta Kondisi Ujung untuk Kolom Euler ... 26
Tabel 3.1 Komposisi Kimia JIS G 3116 SG 295 ... 37
Tabel 3.2 Sifat Mekanik JIS G 3116 SG 295 ... 37
Tabel 3.3 Spesifikasi Plat Baja Bahan Tabung ... 37
Tabel 3.4 Standart Internal Diameter, Piston Rod Diameter ... 41
Tabel 4.1 Beban Total Silinder Hidrolik ... 46
Tabel 4.2 Standart Internal Diameter, Piston Rod Diameter ... 49
xii Ardianto 131.03.1138
Dosen Pembimbing:
Ir. Joko Waluyo, M.T. dan Dr. Ir. Toto Rusianto, M.T.
Institut Sains & Teknologi AKPRIND Yogyakarta
ABSTRAK
Press Tool atau perkakas tekan atau suatu alat yang digunakan untuk memotong logam dengan cara menekan. Secara operasional press tool ini dapat bekerja sebagai alat potong atau pun sebagai alat pembentuk plat atau lembaran yang dikehendaki. Tujuan dari perancangan press tool untuk pembuatan tabung lpg 5,5 kg adalah untuk menghasilkan rancangan sistem hidrolik press tool beserta komponen hidrolik sesuai dengan kapasitas yang digubakan dan merancang komponen-komponen sistem hidrolik. Metode perancangan yang digunakan dimulai dari penentuan dimensi dan bahan tabung yang akan dikerjakan. Setelah proses tersebut dilaksanakan proses perancngan rangkaian sistem hidrolik, peninjauan beban total, peninjauan tekanan kerja, perancangan piston dan perancangan silinder hidrolik. Apabila pada proses perancangan yang disebutkan tersebut aman, maka akan dihasilkan spesifikasi dan gambar teknik dan sistem hidrolik press tool. Hasil yang didapatkan pada perancangan ini adalah beban total 39.794,4885 kg, tekanan kerja yang diguanakan 300 Bar.
Bahan piston piston JIS G 3221 SFCM 75R dengan diameter 150 mm. Tinggi piston 114 dan diameter batang piston 112 mm. Bahan silinder hidrolik JIS G 4102 SNC 2 dengan ketebalan 26 mm. Perapat yang digunakan dengan ketebalan 13 mm, tinggi 26 mm dengan jumlah 2 buah.
Kata kunci: Press tool, metode, hasil perancangan
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Bidang permesinan dalam dunia industri manufaktur banyak memerlukan lembaran logam yang sudah dibentuk menjadi suatu produk yang siap digunakan. Seiring peningkatan permintaan akan material lembaran logam yang sudah dibentuk terus meningkat, engineer dituntut untuk menciptakan suatu inovasi yang berhubungan dengan pembuatan produk yang dapat dilakukan secara cepat dan dalam waktu yang singkat. Pengerjaan material yang baik dari segi produksi menghasilkan produk yang baik dan nilai jual tinggi. Untuk itu dibuatlah alat yang dapat memenuhi kebutuhan dalam produksi yang cepat.
Program konveksi minyak tanah ke LPG merupakan program pemerintah yang bertujuan untuk mengurangi subsidi BBM, dengan mengalihkan pemakaian minyak tanah ke LPG. Program ini diimplementasikan dengan membagikan paket tabung LPG beserta isinya, kompor gas dan aksesorisnya kepada rumah tangga dan usaha mikro pengguna minyak tanah.
Tabung gas terdiri dari beberpa bagian komponen penyusun, yaitu:
badan tabung atas, badan tabung bawah, hand guard, footering, dan assembly valve. Proses pembuatan tabung gas meliputi proses pemotongan, pembentukan, penyambungan, dan pengecatan. Proses pemotongan yang diterapkan adalah proses blanking, piercing, dan trimming, sedangkan proses pembentukan berupa proses deep drawing untuk badan atas dan badan bawah
tabung, sedangkan rolling untuk membentuk radius pada hand guard dan footering. Proses penyambungan dengan pengelasan digunakan untuk menyatukan bagian-bagian tabung menjadi satu tabung utuh atau dapat dikatakan sebagai proses assembly.
Pengerjaan pada badan tabung atas meliputi proses cutting, blanking, deep drawing, piercing, dan trimming, sama dengan pengerjaan badan tabung bagian bawah, hanya pada bagian ini tidak dilakukan pekerjaan piercing.
Proses pembentukan tabung gas LPG 5,5 kg membutuhkan punch dan dies yang berfungsi untuk memotong dan membentuk material menjadi produk jadi. Bentuk punch tergantung dari bentuk produk yang dibuat. Bentuk punch dan dies haruslah sama. Punch haruslah dibuat dari bahan yang mampu menahan gaya yang besar sehingga tidak mudah patah dan rusak.
Press tool adalah suatu peralatan yang digunakan untuk pengerjaan pemotongan dan pembentukan pelat logam lembaran menjadi barang produksi yang diinginkan dengan bantuan penekan. Press tool dibuat karena apabila digunakan untuk proses blanking memiliki beberapa keuntungan, antara lain dapat digunakan untuk membuat produk secara masal, dapat menghasilkan produk dengan bentuk dan ukuran yang seragam dan biaya lebih ekonomis dalam pembuatan produk masal.
Dalam penggunaan press tool terdapat sistem hidrolik yang digunakan sebagai penggerak utamanya. Siatem hidrolik mempunyai beberapa komponen utama, diatantaranya: pump unit, pressure relief valve, katup kontrol arah, one-way flow control valve dan actuator.
Analisis dalam kajian ini adalah untuk menentukan spesifikasi dari sistem hidrolik press tool berdasarkan beban yang digunakan, faktor keamanan dan ketersediaan komponen di pasaran. Analisis gaya-gaya dibuat berdasarkan studi literatur.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, rumusan masalah pada tugas akhir ini adalah “Bagaimana melakukan perancangan sistem hidrolik press tool untuk proses pembentukan tabung LPG 5,5 kg?”
1.3 Batasan Masalah
Agar tercapainya tujuan-tujuan dari proses perencanaan dan tidak menyimpang dari hal-hal apa saja yang akan dibahas maka perlu dibuat suatu batasan masalah dari penjelasan dan perhitungan pada perencanaan baik mengenai mekanisme kerja sistem maupun perhitungan komponennya, semua diambil dari persamaan-persamaan yang umum digunakan dalam perhitungan perencanaan elemen-elemen mesin.
Hal-hal yang akan dibahas pada tugas perencangan sistem hidrolik press tool untuk proses pembentukan tabung LPG 5,5 kg adalah sebagai berikut:
1. Bahan yang digunakan adalah JIS3116 SG295 dengan kekuatan tarik 440 N/mm2 (45 kg/mm2) dengan tebal bahan 2,3 mm
2. Tipe penggerak (alat bantu) adalah sistem hidrolik.
3. Menentukan rangkaian sitem hidrolik.
4. Menentukan ukuran, jumlah dan bahan untuk silinder hidrolik.
5. Menentukan fluida yang digunakan dalam sistem hidrolik.
Batasan masalah di atas memberikan ruang lingkup perancangan yang akan dikerjakan nantinya. Adapun dalam tugas perancangan ini dilakukan melalui perhitungan yang terdapat pada studi pustaka. Jadi hanya terbatas pada analisa, rekayasa dan perhitungan konstruksi.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan tugas akhir perancangan sistem hidrolik press tool untuk proses pembentukan tabung LPG 5,5 kg adalah sebagai berikut:
1. Menghasilkan rancangan sistem hidrolik press tool beserta komponen hidrolik sesuai dengan kapasitas yang digubakan.
2. Merancang komponen-komponen sistem hidrolik.
1.5 Manfaat
Adapun manfaat perancangan sistem hidrolik press tool untuk proses pembentukan tabung LPG 5,5 kg adalah sebagai berikut:
1. Sebagai penerapan ilmu yang diperoleh dari perkuliahan untuk digunakan sebagai bahan ilmu pengetahuan untuk perancangan.
2. Memberikan pemahaman terhadap mekanisme kerja press tool dengan sistem hidrolik.
3. Hasil perancangan ini dapat digunakan sebagai bahan referensi dan dapat digunakan sebagai bahan penelitian atau perancangan selanjutnya.
4. Untuk pembaca yang budiman sekiranya laporan skripsi ini dapat memberikan suatu informasi baru yang bermanfaat untuk memperluas wawasan dan pengetahuan.
1.6 Metode Pengumpulan Data
Dalam penyusunan dan menyelesaikan tugas akhir atau skripsi ini penulis melakukan pengumpulan data dengan metode sebagai berikut:
1. Studi Dokumen
Metode ini penulis tempuh dengan cara mencari, mengumpulkan dan mempelajari literatur-literatur yang berhubungan dengan masalah yang sedang penulis kerjakan.
2. Wawancara
Metode ini penulis lakukan dengan cara berdialog dan bertanya kepada pembimbing yang bersangkutan mengenai masalah-masalah yang sedang penulis hadapi.
3. Observasi
Dalam menggunakan metode observasi, observasi yang dilaksanakan penulis adalah dengan melihat secara langsung video alat di dalam dunia industri.
6 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Kajian Pustaka
Falah, dkk, 2015, melakukan perancangan combination dies untuk produk engine mounting T120SS di PT. Jati Wangi. Semakin bertambahnya jumlah permintaan produk engine mounting, maka pabrik ingin meningkatkan produktivitas. Pembuatan produk engine mounting menggunakan teknik press dies. Salah satu untuk mengurangi waktu dan mengurangi penggunaan jumlah dies dan punch yaitu dengan membuat combination dies. Perancangan combination dies ini menggunakan metode Verein Deutsche Ingineur (VDI) 2222. Tahapan pada VDI 2222 dimulai dari analisis, lalu membuat konsep combination dies, dan yang terakhir adalah perancangan combination dies. Setelah tahapan rancangan combination dies menghitung biaya pembuatan combination dies. Dengan rancangan combination dies yang baru dapat meminimasi jumlah proses sehingga menambah kapasitas produksi dan menekan biaya produksi engine mounting.
Rizza, 2014, melakukan analisis proses blanking dengan simple press tool. Analisis dalam kajian ini adalah untuk menentukan spesifikasi dari press tool, yang meliputi bahan press tool, dimensi, gaya potong, usaha pembentukan, clearence khususnya pada proses blanking. Proses dimulai dari desain, kemudian hasil desain dimanufaktur sesuai dengan engineering drawing. Analisis gaya-gaya dibuat berdasarkan studi literatur. Hasil dari kajian diatas maka dapat disimpulkan bahwa dalam pembuatan produk kunci pas dibutuhkan press tool dengan spesiftkasi sebagai berikut: Bahan Shank :
ST 60, bahan Plate : ST 60, bahan pillar : ST 60, bahan Punch dan dies : SKD 11, bahan stripper : ST 37, bahan punch holder : ST 37, Bahan stopper : ST 37 dimana gaya-gaya yang bekerja pada press tool sebesar: Gaya pemotongan : 37 kN, gaya penjepitan : 371 N, dan daya mesin press : 8,5 kW.
Ardinto, 2012, meIakukan perancangan progresive dies komponen ring M7. Tujuan tugas akhir ini untuk membantu perancangan alat cetak tekan dengan sistem progressive dies yang tepat. Perancangan lay out profiI alat tekan yang tepat dan penggunaan material yang tepat menghasiIkan komponen yang efektif dan berkuaIitas baik. Tata cara perancangan progressive dies yang tepat menghasiIkan alat tekan yang benar dan ekonornis. Perancangan ini diIakukan dengan tahap pembuatan : Batasan perancangan (brainstorming, problem statement, product design spesijication dan pemiIihan konsep dengan morphological box), perhitungan lay out profil pada material blank strip, perbandingan perhitungan kekuatan material secara teoritis dan analisa FEM ( Finite Element Methode ) secara software dengan Catia V5 RI9. Perhitungan teoritis digunakan sebagai penentuan dimensi dan pernilihan material. Perhitungan teoritis utamanya digunakan pada komponen punch dan die plate. Perancangan menghasilkan lay out profil dengan efektifitas pemakaian material blank strip sebesar 64,63 %.
2.2 Mesin Press
Mesin press merupakan suatu mesin perkakas tekan yang digunakan pada pengerjaan plat (sheet metaworking). Mesin press terdiri dari rangka mesin yang menopang sebuah landasan dan sebuah penumbuk, sebuah
sumber tenaga, dan suatu mekanisme yang menyebabkan penumbuk bergerak lurus dan tegak menuju landasannya Mesin press dapat diterapkan pada industri yang memproduksi komponen atau produk secara masal dan seragam (unifrom). Menurut sumber tenaganya mesin press dapat diklasifikasikan antara lain yaitu:
1. Press Manual, untuk jenis ini tenaga yang diperoleh dalam proses pengepresan adalah dengan mengunakan tenaga manusia (manual), yaitu dengan penekanan pedal yang dilakukan operator
2. Press Mekanik, untuk jenis ini tenaga penggerak diperoleh melalui tenaga mekanik yang tersimpan dalam fly wheel yang berputar. Dimana mesin jenis penggerak ini fly whell diputar sebuah motor listrik ditunjukkan Gambar 2.1 (A)
3. Press Hidrolik, untuk jenis ini sistem penggerak hidroliknya hampir sama konstruksinya dengan sistem mekanik, hanya saja pada mesin ini motor listrik dipergunakan untuk menggerakan pompa dan dengan pompa dihasilkan fluida dengan debit dan tekanan seperti yang dikehendaki, seperti pada Gambar 2.1 (B)
(A) (B)
Gambar 2.1 A. Mesin press mekanik (Kalpakjian, 2000: 402);
B. Mesin press hidrolik (Yudi Samantha)
2.3 Press Tool
Press tool adalah peralatan yang mempunyai prinsip kerja penekanan dengan melakukan pemotongan pembentukan atau gabungan dari keduanya.
Peralatan ini digunakan untuk membuat produk secara massal dengan produk output yang sarna dalam waktu yang relatif singkat.
Press tool adalah salah satu alat gabungan Jig dan Fixture yang dapat digunakan untuk membentuk dan memotong logam dengan cara penekanan.
Bagian atas dari alat ini didukung oleh plat atas sebagai alat pemegang dan pengarah dari punch yang berfungsi sebagai Jig, sedangkan bagian bawah terdiri dari plat bawah dan Dies sebagai pendukung dan pengarah benda kerja yang berfungsi sebagai fixture. Proses kerja alat ini berdasarkan gaya tekan yang diteruskan oleh punch untuk memotong atau membentuk benda kerja sesuai dengan geometris dan ukuran yang diinginkan.
2.3.1 Klasifikasi Press Tool
Press tool adalah salah satu alat gabungan Jig dan Fixture yang dapat digunakan untuk membentuk dan memotong logam dengan cara penekanan. Ditinjau dari prinsip kerjanya, alat ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu:
1. Simple Tool, Simple tool adalah perkakas tekan sederhana yang dirancang hanya melakukan satu jenis pekerjaan pada satu stasiun kerja. Dalam operasinya hanya satu jenis pemotongan atau pembentukan yang dilakukan, misalnya blanking atau bending saja.
2. Compound Tool, Compound tool atau perkakas tekan gabungan adalah perkakas yang dirancang utuk melakukan dua atau lebih jenis pekerjaan dalam satu stasiun kerja, atau rnengerjakan satu jenis pekerjaan pada setiap station.
3. Progressive Tool, Progressive tool adalah perkakas yang dirancang untuk rnelalukan sejumlah operasi pernotongan atau pembentukan dalam beberapa stasiun kerja. Pada setiap langkah penekanan menghasilkan beberapa jenis pengerjaan dan setiap stasiun kerja dapat berupa proses pemotongan atau pernbentukan yang berbeda, misalnya langkah pertama terjadi proses pierching, kedua notching dan seterusnya.
Gambar 2.2 Compound Tool Direct Knockout
(Sumber: https://www.toolanddie.tk/2017/11/compound-tool.html)
Gambar 2.3 Compound Tool Indirect Knockout
(Sumber: https://www.toolanddie.tk/2017/11/compound-tool.html)
Gambar 2.4 Progressive Tool
(Sumber: https://www.toolanddie.tk/2017/11/advantages-disavantages- between.html)
2.3.2 Prinsip Kerja Press Tool
Press Tool atau perkakas tekan atau suatu alat yang digunakan untuk memotong logam dengan cara menekan . Secara operasional press tool ini dapat bekerja sebagai alat potong atau pun sebagai alat pembentuk plat atau lembaran yang dikehendaki. Press tool berfungsi memproduksi ratusan atau bahkan ribuan dan komponen yang sama dalam waktu yang relative singkat. Terkadang di dalam suatu Press Tool terjadi proses pengerjaan secara bersamaan antara proses pemotongan dan proses pembentukan sekaligus. Adapun prinsip kerja rancangan adalah sebagai berikut:
1. Plat lembaran dimasukkan pada mesin Progressive Tool.
2. Progressive Tool akan bergerak turun dengan ditekan secara manual yang kemudian akan membuat Punch bergerak turun dan mampu memberikan tekan atau reaksi terhadap plat.
3. Progressive Tool akan terus bergerak turun dan tetap ditekan secara manual sehingga Punch dapat melubangi lembaran plat dengan ukuran yang telah ditentukan. Kemudian Punch berikut langsung membentuk lembaran tersebut menjadi produk yang direncanakan.
4. Setelah proses selesai Punch akan bergerak naik kembali ke posisi semula dan secara bersamaan pelontar akan melontar lembaran plat yang telah berbentuk produk jadi.
2.3.3 Komponen Press Tool
Press tool merupakan satu kesatuan dari beberapa komponen.
Komponen-komponen tersebut antara lain:
1. Tangkai Pemegang (Shank)
Tangkai pemegang merupakan suatu komponen alat bantu produksi yang berfungsi sebagai penghubung alat mesin penekan dengan plat atas (tool design). Shank biasanya terletak pada titik berat yang dihitung berdasarkan penyebaran gaya-gaya potong dan gaya-gaya pembentukan dengan tujuan untuk menghindari tekanan yang tidak merata pada plat atas.
Gambar 2.5 Shank (Sumber: Ardian, 2016) 2. Pelat Atas (Top Plat)
Merupakan tempat dudukan dari shank dan guide bush (sarung pengarah).
Gambar 2.6 Pelat Atas (Top Plat) (Sumber: Ardian, 2016)
3. Pelat Bawah (Bottom Plate)
Pelat Bawah merupakan dudukan dari dies dan tiang pengarah sehingga mampu menahan gaya bending akibat dari reaksi yang ditimbulkan oleh punch.
Gambar 2.7 Pelat Bawah (Bottom Plate) (Sumber: Ardian, 2016)
4. Pelat Penetrasi
Pelat penetrasi berfungsi untuk menahan tekanan balik saat operasi berlangsung serta untuk menghindari cacat pada pelat atas, oleh karena itu pelat ini harus lebih lunak dari pelat atas.
Gambar 2.8 Pelat Penetrasi (Sumber: Ardian, 2016)
5. Pelat Pemegang Punch (Punch Holder Plate)
Pelat pemegang punch berfungsi untuk memegang punch agar posisi punch kokoh dan mantap pada tempatnya.
Gambar 2.9 Pelat Pemegang Punch (Sumber: Ardian, 2016)
Punch Holder Pelat
Penetrasi
6. Punch
Punch berfungsi untuk memotong dan membentuk material menjadi produk jadi. Bentuk dari benda jadi tergantung dari bentuk punch yang dibuat. Bentuk punch dan dies haruslah sama.
Punch haruslah dibuat dari bahan yang marnpu menahan gaya yang besar sehingga tidak mudah rusak.
Gambar 2.10 Punch (Sumber: Ardian, 2016) 7. Tiang Pengarah (Guide Pillar)
Tiang pengarah berfungsi mengarahkan unit atas, sehingga punch berada tepat pada dies ketika dilakukan penekanan.
Gambar 2.11 Tiang pengarah (Sumber: Ardian, 2016) 8. Dies
Terikat pada pelat bawah dan berfungsi sebagai pemotong dan sekaligus sebagai pembentuk.
Gambar 2.12 Dies (Sumber: Ardian, 2016) 9. Pelat Stripper
Pelat stripper adalah bagian yang bergerak bebas naik turun beserta pegas yang terpasang pada baut pemegangnya (Budiarto, 2001). Pelat ini berfungsi sebagai pelat penjepit material pada saat proses berlangsung, sehingga dapat menghindari terjadinya cacat pembentukan permukaan benda kerja seperti kerut dan lipatan, juga sebagai pengarah punch.
Gambar 2.13 Pelat Stripper (Sumber: Ardian, 2016) 10. Pegas Stripper
Pegas stripper berfungsi untuk menjaga kedudukan stripper, mengembalikan posisi punch ke posisi awal, dan memberikan gaya tekan pada strip agar dapat mantap (tidak bergeser) pada saat dikenai gaya potong dan gaya pembentukan.
Gambar 2.14 Pegas Stripper (Sumber: Ardian, 2016) 11. Baut Pengikat
Baut pengikat berfungsi untuk mengikat dies ke pelat bawah dan pelat pemegang punch ke pelat atas. Diameter dan panjang baut pengikat disesuaikan dengan ukuran dua komponen yang diikatnya.
Gambar 2.15 Baut Pengikat (Sumber: Ardian, 2016) 12. Pin Penepat/Pengarah
Pin penepat berfungsi untuk menepatkan dies pada pelat bawah dan pelat pemegang punch ke pelat atas. sehingga posisi dies ke pelat bawah dan posisi pelat pemegang punch ke pelat atas dapat terarah dan kokoh.
Gambar 2.16 Pin Penepat/Pengarah (Sumber: Ardian, 2016) 13. Sarung Pengarah (Bush)
Sarung pengarah berfungsi untuk memperlancar gerak plat atas terhadap dan mencegah cacat pada pelat atas. Pada perencanaan alat bantu ini biasanya menggunakan bahan kuningan.
Gambar 2.17 Bush (Sumber: Ardian, 2016) 14. Pin/Pegas Pelontar
Dalam beberapa proses seperti deep drawing. bending. emboshing dan lainnya, sebagian material masuk ke dalam dies. Untuk mengeluarkan atau menggerakkan benda kerja ke proses berikutnya maka diperlukan pin/pegas pelontar untuk mendorong benda keluar dari dies. Alat ini sering juga digunakan sebagai stopper untuk menjaga jarak pergerakan material ke dalam press tool. Bagian dalam dari alat ini terdapat ruangan tempat pemasangan pegas.
Gambar 2.18 Pin/Pegas Pelontar (Sumber: Ardian, 2016)
2.4 Sistem Hidrolik
Hidrolik dapat dinyatakan sebagai alat yang memindahkan tenaga dengan mendorong sejumlah cairan tertentu, komponen pembangkit minyak bertekanan disebut pompa, sebaliknya komponen pengubah tekanan bidrolik (minyak bertekanan) menjadi gerak mekanik disebut elemen kerja, dapat menghasilkan dua macam gerakan utama. Gerakan linier (lurus) dihasilkan dari elemen kerja silinder dan gerakan putar dihasilkan dari elemen kerja motor bidrolik, ditunjukkan oleh Gambar 2.19.
Gambar 2.19 Solusi Hidrolik (Sumber: Parr, 2003:5)
Hidrolik adalah penggerak-penggerak, pengaturan-pengaturan, dan pengendalian-pengendalian dimana berbagai gaya dan gerakan diperoleh dengan bantuan tekanan suatu zat cair/fluida. Pada umumnya fluida yang digunakan adalah minyak oli, meskipun air, gliserin atau emulsi oli-air juga dapat digunakan. Prinsip kerja hidrolik didasarkan pada hukum hidrostatika atau hidrodinamika. Hukum-hukum yang berlaku pada hidrostatika adalah
a. Hukum Pascal, hukum Pascal berbunyi tekanan yang diberikan pada fluida pada ruang tertutup diteruskan ke semua arab dan sarna besar.
Setiap fluida yang berada dalam keadaan diam akan melakukan tekanan terhadap dinding yang mengelilinginya, yang dinamakan tekanan hidrostatik.
... (2.1) Keterangan:
P = Tekanan (kg/m2) F = Gaya tekan (kg) A = Luas penampang (m2)
Prinsip hukum Pascal diterapkan pada pengalih/pengubah gaya hidrolik, seperti ditunjukkan oleh Gambar 2.20
Gambar 2.20 Pengalih Gaya Hidrolik (Sumber: Krist, 1980:30)
Besarnya tekanan piston A dan B adalah sarna sehingga :
... (2.2) ... (2.3)
Jika penampang berbentuk lingkaran dengan diameter Dl dan D2 maka:
( ) ... (2.4) Penggunaan prinsip hukum Pascal juga berlaku pada alat pengalih tekanan. Alat ini memerlukan dua ruang untuk mengubah tekanan I menjadi tekanan II dengan gaya konstan. Kesimpulan yang akan diperoleh seperti pada pengalih gaya, bahwa perubahan tekanan sebanding dengan luas penampang tekan.
... (2.5) Jika penampang berbentuk lingkaran maka:
( ) ... (2.6) b. Hukum utama hidrostatika berbunyi semua titik yang berada didalam
fluida dan terletak pada suatu bidang horizontal akan mendapat tekanan yang sama besamya tekanan adalah:
... (2.7) ... (2.8) Sehingga,
... (2.9) Keterangan:
P = tekanan hidrostatik (kg/m2) = massa jenis fluida (kg/m3)
g = percepatab gravitasi (m/s2) h = tinggi permukaaan (m) = berat jenis fluida (kg/m3)
2.5 Dasar-dasar Perhitungan Sistem Hidrolik 2.5.1 Peninjauan Beban
Dasar penunjang perhitungan diambil dari buku literatur.
Adapun rumus-rumus yang akan digunakan antara lain:
1. Peninjauan beban kerja yaitu menentukan beban selama deep drawing (P) (Sumber : Nagpal, 2000:231):
* + ... (2.10) Keterangan:
d = Diameter luar tabung (mm) D = Diameter blank (mm) t = Tebal bahan tabung (mm)
= Tegangan luluh bahan tabung (kg/mm2)
K = Konstanta gesekan permukaan dan banding (0,6-0,7) 2. Gaya maksimum terjadi pada aktuator hidrolik mesin deep
drawing :
... (2.11) Keterangan:
Fp = Beban deep drawing (kg) fc = Faktor koreksi beban Nakt = Jumlah aktuator
3. Menentukan daya yang dibutuhkan pada deep menggunakan persamaan berikut:
... (2.12) Keterangan:
HDD = Daya pada proses deep drawing (kg.m/dt) Fp = Beban aktuator hidrolik (kg)
Nakt = Jumlah aktuator = 1 buah
vrod = Kecepatan batang piston ketika proses deep (m/dt)
2.5.2 Perancangan Aktuator Hidrolik
Selanjutnya dilakukan perhitungan untuk menentukan dimensi dari bagian-bagian aktuator hidrolik dengan perhitungannya sebagai berikut:
1. Diameter piston (dpis):
√ ... (2.13) Untuk luas penampang :
... (2.14) Keterangan:
Ap = Luas area piston (cm2)
= Efisiensi pompa hidrolik (Tabel 2.1) p = Tekanan pompa yang digunakan (bar) 2. Tinggi piston (H) :
√ ... (2.15)
Keterangan:
= tegangan tekan bahan piston (kg/mm2)
Bentuk dan dimensi piston yang digunakan untuk aktuator hidrolik: ditunjukan oleh Gambar 2.19
Gambar 2.21 Piston
Hubungan tekanan dengan dimensi piston, batang piston, silinder ditunjukkan Tabel 2.l
Tabel 2.1. Pemilihan Diameter Silinder, Piston, dan Piston Rod DIN 24334 dan DIN ISO 3320/3322
(Sumber: Merkle et al, 1990:325-326)
3. Menentukan dimensi batang piston aktuator hidrolik, menggunakan persamaan berikut (Merkle et al, 1990 : 326 ):
... (2.16) Keterangan:
Ap = Luas piston (cm2)
Apr = Luas piston – luas batang piston = Ap – Ast = Perbandingan luas piston – luas batang piston
4. Pemeriksaan batang piston terhadap buckling dengan menentukan beban kritis (Fcr) :
... (2.17) Keterangan:
C = Konstanta kondisi – ujung
E = Modulus elastisitas untuk bahan baja = 2,9 x 104 kg/mm2 I = Momen Inersia (mm4)
L = Panjang batang aktuator (mm)
Ilustrasi kondisi ujung untuk kolom euler pada batang piston (piston rod) ditunjukkan oleh Gambar 2.22.
Gambar 2.22 Metode Pengikatan dengan Eluer (Sumber: Merkle et al, 1990: 328)
Harga konstanta kondisi ujung untuk kolom Euler pada ikatan aktuator hidrolik ditunjukkan Tabel 2.2
Tabel 2.2 Konstanta Kondisi Ujung untuk Kolom Euler (Gambar 2.20) Kondisi
Ujung kolom
Konstanta kondisi ujung C Harga
teoritis
Harga konservatif
Harga yang disarankan
Mati – bebas ⁄ ⁄ ⁄
Bulat – bulat 1 1 1
Mati – bulat 2 1 1,2
Mati – mati 4 1 1,2
(Sumber: Shigley & Mitchell,1984: 149) 5. Menentukan tebal silinder hidrolik. Tebal silinder (t) dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan :
[√ ] ... (2.18) Keterangan:
Pp = Tekanan kerja (kg/mm2) dpis = diameter piston (mm)
= Tegangan tarik ijin bahan (kg/mm2)
6. Menentukan tebal seal (S), dan tinggi seal (hpck), yang digunakan persamaan sebagai berikut (Stolk & Kross, 1994:523):
a. Tebal seal (S) di hitung dengan menggunakan persamaan berikut:
√ ... (2.19) Keterangan:
d = diameter piston/silinder hidrolik (mm)
b. Tinggi Perapat (hpck) dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
Hpck = n x S ... (2.20) Keterangan:
n = jumlah perapat (unit)
2.5.3 Pemeriksaan Ketebalan Silinder Hidrolik, Pipa dan Selang
Pemeriksaan tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Khunni, 1982: 179) yaitu:
... (2.21) Keterangan:
= Tegangan memanjang (kg/mm2)
p = Tekanan kerja fluida maksimum (kg/mm2) tsil = Tebal silinder (mm)
dsil = Diameter dalam silinder (mm)
Pemeriksaan ketebalan silinder terhadap tegangan keliling dapat dihitung dengan menggunakan rumus (Khunni, 1982: 178) yaitu:
... (2.22) Keterangan:
= Tegangan keliling (kg/mm2)
p = Tekanan kerja fluida maksimum (kg/mm2) tsil = Tebal silinder (mm)
dsil = Diameter dalam silinder (mm)
Illustrasi pembebanan dalam silinder hidrolik ditunjukkan berdasarkan dimensi silinder ditunjukkan oleh Gambar 2.23.
Gambar 2.23 Tekanan pada tabung
2.5.4 Kerugian Tekanan Pada Pipa dan Selang Akibat Gesekan
Faktor gesekan, nilai faktor gesekan pada pipa dengan menggunakan persamaan (Esposito, 2000:156) sebagai berikut :
... (2.23) Keterangan:
= Faktor gesekan pada pipa NR = Bilangan Reynold
= Kecepatan aliran fluida (m/dtk) D = Diameter dalam pipa (m) v = Viskositas kinematik (m2/dtk)
Kerugian tekanan, dengan diketahuinya nilai faktor gesekan yang terjadi, maka kerugian tekanannya dihitung dengan persamaan (Esposito, 2000:159)
* + * + ... (2.24)
Keterangan:
= Kerugian tekanan (Pa)
= Faktor gesekan
D1 = Diameter dalam pipa (m) L1 = Panjang pipa (m)
= Kecepatan aliran fluida (m/dtk) g = Gravitasi (9,8 m/s2)
= Berat jenis fluida oli (N/m3)
2.5.5 Aliran Fluida Dalam Pipa
Fluida yang mengalir dalam pipa akan mempunyai gaya-gaya geser antara partikel-partikel fluida dengan dinding batasnya dan antara partikel-partikel fluida itu sendiri yang dihasilkan oleh kekentalan (viskositas) fluida. Faktor yang menyatakan kekentalan dinamakan koefisien viskositas dinamik µ dengan satuan poise (1 P = 0,1 N.s/m2). Perbandingan antara viskositas dinamik dan kerapatan ρ fluida disebut koefisien viskositas kinematik (v) dengan satuan stokes (l st = l cm2/s).
1. Bilangan Reynolds adalah suatu konstanta yang dapat dijadikan ukuran oleh hampir semua proses aliran fluida dan nilainya diambil perbandingan antara gaya inersia dengan gaya viskositas.
a. Untuk pipa-pipa bundar yang mengalir penuh berlaku:
... (2.25)
Keterangan:
Re = Bilangan Reynolds v = Kecepatan rata-rata (m/s) D = Diameter dalam pipa (m) = Massa jenis fluida (kg/m3) = Viskositas dinamik (Pa.s)
v = Viskositas kinematik (m2/s)
b. Untuk pipa-pipa yang tak bundar, perbandingan luas irisan penampang terhadap keliling yang basah, disebut jari-jari hidrolik R (dalam m) maka besarnya bilangan Reynolds adalah
... (2.26) 2. Macam aliran fluida
Bilangan reynolds (reynold numbers), mempunyai pengaruh terhadap macam aliran zat cair yang sesungguhnya, yang gerakannya dapat berlangsung dalam dua cara yang sarna sekali berbeda:
a. Aliran laminar yaitu aliran berlangsung dalam lapisan atau jalur-jalur yang beraturan, ciri-cirinya unsur zat cair yang terpisah bergerak dalam lapisan-lapisan sejajar secara beraturan. Batas atas bilangan reynolds untuk aliran laminar adalah 2320.
b. Aliran turbulen yaitu aliran dengan gerakan-gerakan berpusar. ciri-cirinya pada aliran sesungguhnya yang
diarahkan secara aksial timbul gerak-gerak sampingnya yang tidak beraturan dan berubah-ubah, sehingga berbagai jalur aliran akan saling mempengaruhi satu sarna lain dan karenanya terjadi pusaran. Batas bawah bilangan reynolds untuk aliran turbulen adalah 3000, sedangkan untuk bilangan Reynolds antara 2320 sampai dengan 3000, arusnya bisa laminar atau turbulen.
2.5.6 Pompa Hidrolik
Menentukan volume langkah (V) ditentukan menggunakan persamaan (Markle, 1990:210):
... (2.27) Keterangan:
Qfluid = Kebutuhan debit fluida (cm3/mnt)
nin = Putaran tenaga penggerak yang digunakan (rpm)
Kebutuhan daya untuk menggerakan pompa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
... (2.28) Keterangan:
DPpump = Daya pompa (HP) Pp = Tekanan kerja (Psi)
Qpump = Debit fluida kerja (gal/menit) effp = Efisiensi pompa
Menentukan effisiensi total ditentukan menggunakan berdasarkan persamaan
... (2.29) (www. en.wikipediaorg/wiki/Hydraulic_machinery):
Keterangan:
Hp = Daya proses (HP)
Hin = Daya tenaga penggerak yang digunakan (HP)
Pemilihan pompa berdasarkan hubungan antara Head total dan debit kerja fluida ditunjukkan oleh Gambar 2.24.
Gambar 2.24 Grafik Penentuan Jenis Pompa (Sumber: Austin, H Cruch, 1986:56)
2.5.7 Tegangan Tekuk
Tegangan tekuk sama halnya dengan tegangan tekan, yaitu benda yang mengalami gaya dengan arah berlawanan, perbedaan antara tegangan tekan dan tegangan tekuk yaitu pada bentuk
bendanya, tegangan tekan terjadi pada benda benda dengan bentuk pendek/gemuk, jika ditekan akan mengembang di tengah, sedangkan tegangan tekuk terjadi pada benda benda dengan bentuk langsing, jika benda yang panjang atau langsing pada kedua ujungnya dibebani gaya sampai mencapai maka pada benda tersebut akan mengalami perubahan bentuk menjadi bengkok atau menekuk dan terjadi tegangan tekuk. Untuk membedakan terjadinya tegangan tekan dan tegangan tekuk dapat dijelaskan dengan Gambar 2.25 berikut:
Gambar 2.25 Tegangan Tekan dan Tekuk (Widiyanto, 2013:137)
Batang batang yang mengalami tekukan dilihat dari tumpuannya terdiri atas:
a. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas.
b. Kedua ujungnya diengsel.
c. Kedua ujungnya dijepit.
d. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya engsel.
Bentuk batang yang mengalami tekukan dilihat dari jenis-jenis tumpuannya ditunjukkan oleh Gambar 2.26.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 2.26 Tegangan tekuk; (a) Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas; (b) Kedua ujungnya diengsel; (c) Kedua ujungnya dijepit; (d) Salah satu
ujungnya dijepit dan ujung lainnya engsel (Sumber: Widiyanto, 2013:138-141)
Menetukan beban kritis (FKR) berdasarkan jenis tumpuan pada batang yang mengalami beban tekuk adalah sebagai berikut:
a. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas (Widiyanto, 2013:139):
... (2.30) Keterangan:
FKR = Beban kritis (kg)
E = Modulus elastis (kg/mm2) I = Momen Inersia (mm4) L = Panjang batang (mm)
b. Kedua ujungnya diengsel (Widiyanto, 2013:139):
... (2.31) c. Kedua ujungnya dijepit (Widiyanto, 2013:140):
... (2.32)
d. Salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya engsel (Widiyanto, 2013:141):
... (2.33) Untuk batang dengan kedua ujungnya diengsel dan pada bagian tengahnya terdapat peluncur seperti Gambar 2.27, kita anggap bahwa tekukan terjadi pada batang AB dan BC.
Gambar 2.27 Batang dengan kedua ujungnya diengsel dan pada bagian tengahnya terdapat peluncur
(Sumber: Widiyanto, 2013:142)
Menetukan beban kritis (FKR) berdasarkan jenis tumpuan pada batang dengan kedua ujungnya diengsel dan pada bagian tengahnya terdapat peluncur (Widiyanto, 2013:142):
... (2.34)
36 3.1 Diagram Alir Perancangan
Proses perancangan yang dilaksanakan pada tugas akhir ini berdasarkan urutan yang ada dalam diagram alir perancangan. Diagram alir perancangan dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini.
Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan
3.2 Penjelasan Digram Alir
Pada gambar 3.1 ditunjukkan gambar diagram alir perancangan sistem hidrolik press tool untuk pembuatan tabung LPG 5,5 kg. Langkah yang dilaksankan dalam proses perancangan yang pertama yaitu studi pustaka dan studi lapangan.
Dalam pelaksanaan studi pustka dan studi lapangan didapatkan hasil mngenai berat komponen yang digerakkan oleh sistem hidrolik dan bahan yang akan dipress sebagai tabung LPG 5,5 kg.
Bahan yang digunakan untuk tabung LPG 5,5 kg adalah JIS G 3116 SG 295. Bahan yang digunakan merupakan bahan yang sesuai dengan Standar Nasional Indonesia (SNI) dengan nomor SNI 07-3018-2006. Untuk lebih jelasnya mengenai komposisi kimia dan sifat mekanik JIS G 3116 SG 295 dapat dilihat pada Tabel 3.1 hingga Tabel 3.3 berikut ini.
Tabel 3.1 Komposisi Kimia JIS G 3116 SG 295
C Si Mn P S
max 0.2 max 0.35 max 1 max 0.03 max 0.03 (Sumber: http://steeljis.com/jis_steel_datasheet.php)
Tabel 3.2 Sifat Mekanik JIS G 3116 SG 295
Assortment
Yield point or Proof
stress
Tensile
strength Elongation Reduction of area
Charpy impact strength
N/mm2 N/mm2 % % J/cm2
Plate/Sheet
Hot-rolled 295 440 26
(Sumber: http://steeljis.com/jis_steel_datasheet.php) Tabel 3.3 Spesifikasi Plat Baja Bahan Tabung
No Sifat Mekanik Satuan *)
1 Kekuatan Tarik (σs) 440 MPa (440 N/mm2 = 44,90 kg/mm2) 2 Kekuatan Luluh 295 MPa (295 N/mm2 = 30,10 kg/mm2)
(Sumber: www.shipbuilding-steel.com)
Selain dari bahan yang digunakan pada perancangan sistem hidrolik press tool untuk pembuatan tabung LPG 5,5 kg, pada perancangan ini juga ditentukan dimensi plat yang akan dikerjakan oleh mesin pres. Ukuran atau dimensi yang ditentukan dapat dilihat pada Gambar 3.2 Dimensi Bahan dan Dimensi Tabung LPG.
Gambar 3.2 Dimensi Bahan dan Dimensi Tabung LPG
Setelah bahan dan dimensi benda kerja yang akan dikerjakan diketahui, langkah selanjutnya adalah proses perhitungan. Perhitungan yang dilaksanakan meliputi:
1. Perancangan rangkaian sistem hidrolik
Secara umum sistem hidrolik pada alat angkut dan angkat yang digunakan terdiri dari empat bagian utama yaitu:
a. Sumber tenaga ( power pack) b. Katup Sinyal
c. Aktuator
d. Alat ukur tekanan berupa manometer
Diagram rangkaian sistem hidrolik press tool untuk menggerakan silinder yang berfungsi untuk menaikan, menahan, dan menurunkan beban (press ram, punch, pressure pad dan spring) ditunjukan oleh Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Hidrolik.
1 2
3 4 5
Keterangan:
1. Pump unit 2. Filter 3. Katup 4/3
4. One-way flow control 5. Aktutor
Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Hidrolik
Cara kerja rangkaian sistem hidrolik sirkuit diagram adalah sebagai berikut. Pada saat pompa berputar yang digerakan oleh motor listrik, fluida hidrolik yang berada didalam tangki akan terhisap oleh pompa dan akan diteruskan ke sistem instalasi hidrolik lewat outlet side sebelum memasuki katup pengatur aliran (control valve), aliran fluida akan melewati katup pengaman (presure relive valve), katup pengaman berfungsi sebagai pelindung dari beban berlebihan atau beban kejutan.
Fluida akan memasuki katup pengatur arah aliran katup ini berfungsi
