LAPORAN KERJA PRAKTEK
PERANCANGAN DAN ANALISIS KEKUATAN RANGKA JEMBATAN TIMBANG KAPASITAS 60 TON MENGGUNAKAN
AUTODESK INVENTOR 2020
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Kerja Praktek Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Riau
Oleh:
Raga Gumilang NIM: 1707122849
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1 JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU
2021
HALAMAN PENGESAHAN
Laporan kerja praktek dengan judul “Perancangan Dan Analisis Kekuatan Rangka Jembatan Timbang Kapasitas 60 Ton Menggunakan Autodesk
Inventor 2020”
Yang dipersiapkan dan disusun oleh RAGA GUMILANG
NIM: 1707122849
Program Studi Teknik mesin S1, Fakultas Teknik Universitas Riau
Telah berhasil dipertahankan dihadapan Dosen Pembimbig Kerja Praktek dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh nilai
Kerja Praktek pada tanggal 28 Juni 2021
Menyetujui,
Dosen Pembimbing Kerja Praktek
Syafri, ST., MT NIP. 198203312008121002
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Riau
Koordianator Program Studi Teknik Mesin S1 Fakultas Teknik Universitas Riau
Feblil Huda, ST., MT ., Ph.D NIP. 198002192003121001
Asral, ST., M.Eng., Ph.D NIP. 197203051998021001
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Dengan ini menyatakan bahwa laporan kerja praktek dengan judul:
PERANCANGAN DAN ANALISIS KEKUATAN RANGKA JEMBATAN TIMBANG KAPASITAS 60 TON MENGGUNAKAN AUTODESK INVENTOR 2020 tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh nilai kerja praktek di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar Pustaka.
Pekanbaru, Juli 2021
Raga Gumilang
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, dengan rahmat dan karunia-Nya, penulis diberikan kesempatan yang begitu berharga untuk mengikuti program Kerja Praktek di CV. RC Engineering - Pekanbaru, serta dapat menyelesaikan Laporan Kerja Praktek ini dengan baik. Penulisan Laporan Kerja Praktek ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat kelulusan mata kuliah Kerja Praktek di Program Studi Teknik Mesin S1 Fakultas Teknik Universitas Riau.
Kerja praktek dengan judul “PERANCANGAN DAN ANALISIS KEKUATAN RANGKA JEMBATAN TIMBANG KAPASITAS 60 TON MENGGUNAKAN AUTODESK INVENTOR 2020”.
Dalam penyusunan laporan ini, tidak sedikit hambatan yang penulis hadapi, baik itu waktu pencarian data, proses pembuatan laporan Kerja Praktek dan proses Kerja Praktek yang penulis jalani. Namun ini tidak terlepas dari bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada yang terhormat:
1. Kedua orang tua yang telah memberikan doa restu kepada penulis selama melaksanakan kerja praktek.
2. Bapak Syafri, ST., MT selaku dosen pembimbing. Terima kasih atas bimbingan dan motivasi kepada penulis.
3. Bapak Asral, ST., M.Eng., Ph.D selaku Koordinator Program Studi S1 Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau.
4. Bapak Iwan Kurniawan, ST., M.T selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik Mesin.
5.
Bapak Roslan selaku General Manager di CV. RC Engineering6. Bapak Khoirul Tamim, M. Nor’ain, Nopri Yastian Toro, Alwinsyah Putra, selaku pembimbing lapangan yang telah memberikan ilmunya selama Kerja Praktek di CV. RC Engineering – Pekanbaru
Penulis menyadari dalam penulisan laporan ini masih terdapat kekurangan.
Oleh karena itu, saran dan kritik untuk kemajuan sangat penulis harapkan.
Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi yang membacanya. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Pekanbaru, 01 Juli 2021
Raga Gumilang
1707122849
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN...ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS...iii
KATA PENGANTAR...iv
DAFTAR ISI...vi
DAFTAR GAMBAR...viii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang...1
1.2 Tujuan...2
1.3 Manfaat...2
1.4 Tempat dan Waktu Pelaksanaan...3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jembatan Timbang...4
2.2 Macam-macam jembatan timbang...4
2.3 Komponen Utama Jembatan Timbang...5
2.4 Beberapa Hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Merancang Jembatan Timbang...8
2.5 Metode Elemen Hingga dengan bantuan komputer (Software Autodesk Inventor 2020)...13
BAB III METODOLOGI 3.1 Tahap Pelaksanaan Kerja Praktek...16
3.2 Metode Pengambilan Data...16
3.3 Hasil Produk Fabrikasi CV. RC Engineering...17
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Desain Struktur Rangka...19
4.2 Proses Pengujian Simulasi Rangka...21
4.2.1 Assignments Material...21
4.2.2 Menentukan Constraint dan Pembebanan...21
4.2.3 Meshing dan Running Program...22
4.3 Hasil Simulasi Pengujian Rangka...23
4.3.1 Von Misses Stress...23
4.3.2 Displacement...24
4.3.3 Safety Factor...24
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan...26
5.2 Saran...26 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Ga mbar jembatan timbang, bagian frame 6 Gambar 2.2 Load Cell Kapasitas 60 Ton 7
Gambar 2.3 Weighing Indicator 7
Gambar 2.4 Diagram kerja je m batan ti m bang 8 Gambar 2.5 . Pendistibusian gaya pada Beam 10 Gambar 2.6 Bentuk pena m pang umum dari I Beam 11 Gambar 2.7 Autodesk inventor 2020 13
Gambar 3.1 Diagram Alir Kerja Praktek 16 Gambar 3.2 Vibrating Screen 17
Gambar 3.3 Konveyor 18
Gambar 3.4 Jembatan Timbang 18 Gambar 4.1 Beam IWF 600 19 Gambar 4.2 Beam IWF 200 20
Gambar 4.3 Desain 3D Jembatan Timbang 20
Gambar 4.4 Tampak Samping Struktur Rangka Jembatan Timbang 20 Gambar 4.5 Tampak Atas Struktur Rangka Jembatan Timbang 20 Gambar 4.6 Tampilan Assignments Material 21
Gambar 4.7 Penempatan Tumpuan/constraint 22
Gambar 4.8 Pembebanan Rangka Jembatan Timbang 22 Gambar 4.9 Proses Meshing23
Gambar 4.10 Analisis Stress Rangka jembatan timbang 23
Gambar 4.11 Analisis Displacement Rangka jembatan timbang 24 Gambar 4.12 Analisis Safety factor Rangka jembatan timbang 25
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Transportasi merupakan salah satu bagian terpenting dalam pembangunan nasional. Pembangunan jalan, jembatan, dan prasarana lain untuk menunjang kelancaran perekonomian, baik regional maupun nasional dibangun dengan dana yang sangat besar. Untuk itu perlu adanya pengawasan dan pemeliharaan angkutan barang yang melewati jalan raya, karena jalan raya merupakan urat nadi perekonomian masyarakat yang harus terjamin kelancaran dan ketertibannya.
Terganggunya kelancaran angkutan barang di jalan raya akan berdampak pada perekonomian masyarakat seperti kelangkaan barang, kenaikan harga, dan masalah sosial lainnya.
Jembatan timbang adalah salah satu pelaksana uji kendaraan yang berada dibawah unit pelayanan teknis area suatu daerah, yang mana berada dibawah naungan PT di kalimantan. Jembatan timbang ini dipasang secara permanen guna menjaga kelestarian, dengan kata lain memperpanjang usia jalan di sekitar jembatan timbang. Dalam hal ini jembatan timbang yang berada di dalam Kawasan perusahaan cangkang sawit. Tepatnya berada di Jungkat, Kalimantan barat. Kendaraan-kendaraan angkutan barang yang melewati jalan tersebut diwajibkan untuk melakukan uji timbang berat muatan kendaraan tersebut di jembatan timbang. Tingginya arus kendaraan yang masuk dan beban kendaraan yang semakin berat, proses pelayanan dan pendataan secara manual menghasilkan kinerja yang tidak maksimal dan tidak efisien. Sering terjadinya kemacetan dan antrian kendaraan di sekitar pintu-pintu masuk begitu pula masih banyaknya kendaraan angkutan barang yang lolos dari pengawasan adalah akibat lambatnya pelayanan yang dilakukan oleh petugas. Sebagai pelayanan publik jembatan timbang perlu layanan yang cepat dan akurat, maka sebagai solusi
untuk mengatasi permasalahan adalah dengan program komputerisasi yang dapat mempercepat dan mempermudah kinerja operator di lapangan.
Penggunaan Jembatan timbang pada industry cangkang sawit digunakan untuk menunjang proses penimbangan bobot muatan mulai dari truk kapasistas 20 ton hingga kapasitas 60 ton. Jembatan timbang yang digunakan harus mampu menahan beban truk yang sudah ditentukan oleh pihak perusahaan, untuk dapat bekerja dengan baik agar target perusahaan dapat tercapai, jembatan timbang yang digunakan harus selalu dalam kondisi prima. Akan tetapi ada kalanya jembatan timbang ini mengalami masalah (troubleshooting) atau kerusakan yang mengharuskan jembatan timbang tersebut berhenti bekerja.
Kerusakan yang biasanya terjadi pada jembatan timbang yaitu pada bagian support beam, dimana bagian ini merupakan komponen yang menghubungkan antar rangka utama. Untuk meminimalisir kegagalan yang mungkin terjadi pada rangka maka butuh simulasi dan analisis sebelum dilakukan fabrikasi, software yang digunakan mengunakan software Autodesk inventor 2020. Penggunaan Autodesk inventor 2020 sendiri sudah banyak digunkan dalam menganalisis dan mensimulasikan berbagai rancangan pada berbagai aplikasi keteknikan. Aplikasi software Autodesk inventor 2020 digunakan pada penelitian untuk menganalisis deformasi yang terjadi di setiap beam pada rangka jembatan timbang
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dilakukannya kerja praktek di CV. RC Engineering adalah sebagai berikut:
1. Menambah wawasan penulis dalam tahapan proses perancangan pada industri fabrikasi.
2. Mengetahui dan memahami proses simulasi pengujian sebelum dilakukannya pembuatan produk.
3. Mengetahui nilai tegangan, displacement, serta safety factor yang terjadi saat produk sudah diproduksi.
1.3 Manfaat
Adapun manfaat yang didapat setelah melakukan kerja praktek di CV. RC Engineering adalah sebagai berikut:
1. Mahasiswa dapat mengamati secara langsung kegiatan perancangan dan produksi di industry.
2. Mahasiswa mampu beradaptasi dengan lingkungan kerja secara nyata.
3. Mahasiswa dapat menambah pengetahuan khususnya di bidang perancangan yang akan dilakukan produksi.
1.4 Tempat dan Waktu Pelaksanaan
Waktu dan tempat pelaksanaan telah dijadwalkan sebagai berikut, yaitu : 1. Waktu Pelaksanaan
Hari : Senin s/d Sabtu
Pukul : 08.00 s/d 17.00 WIB
Tanggal : 22 Maret 2021 s/d 20 April 2021
2. Tempat Pelaksanaan
Nama Perusahaan : CV. RC Engineering
Alamat Perusahaan : Komplek Ruko Royal Platinum 2 Blok R No.8 , Jl. Melati Simpang Baru, Tampan, Pekanbaru, 28292, Riau.
Email : [email protected]
Telepon : +62 813-7246-4841
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Jembatan Timbang
Jembatan timbang adalah seperangkat alat untuk menimbang kendaraan barang/truk yang dapat dipasang secara tetap atau alat yang dapat dipindah- pindahkan (portable) yang digunakan untuk mengetahui berat kendaraan beserta muatannya digunakan untuk pengawasan jalan ataupun untuk mengukur besarnya muatan pada industri, pelabuhan ataupun pertanian. Sebenarnya istilah yang benar adalah Timbangan Jembatan.
Jembatan timbang berfungsi untuk mengetahui jumlah (berat) material yang masuk dan keluar pabrik. Adapun material tersebut pada umumnya adalah TBS, CPO, Kernel, Janjangan Kosong, Material Teknik Sipil (batu, sirtu pasir) dan Solar. Hal ini bermanfaat dalam menentukan jumlah TBS yang diproduksi untuk bagian perkebunan, premi/upah yang akan dibayarkan kepada karyawan (pengangkutan) dan penentuan jumlah produksi (rendemen minyak dan kernel) bagi pabrik.
2.2 Macam-macam jembatan timbang
Jembatan timbang memiliki beberapa macam berdasarkan fungsi dan jenisnya, Adapun penjelasannya sebagai berikut:
2.3.1 Jembatan timbang konvensional
Jembatan timbang konvensional terdiri dari suatu platform untuk menimbang seluruh kendaraan beserta muatannya, sehingga dibutuhkan platform sepanjang 10 meter sehingga keseluruhan as roda truk rigid dapat berada dalam platform, sedang untuk gandengan dan tempelan biasanya ditimbang terlebih dahulu truk penarik kemudian baru dilakukan penimbangan terhadap kereta gandengan atau kereta tempelannya.
2.3.2 Jembatan timbang sumbu
Adalah timbangan yang menimbang muatan sumbu, dimana masing-masing sumbu ditimbang satu persatu kemudian untuk mengetahui berat keseluruhan truk dilakukan perjumlahan.
2.3.3 Jembatan timbang portabel
Merupakan timbangan yang bisa dipindah-pindahkan, dapat berupa timbangan untuk masing-masing roda atau untuk seluruh kendaraan sekaligus.
2.3.4 Jembatan timbang modern
Sehubungan dewasa ini konfigurasi kendaraan dan arus lalu-lintas yang tinggi, maka diperlukan jembatan timbang modern. Jembatan timbang modern ini harus secara otomatis menimbang kendaraan yang lewat, yaitu dengan timbangan elektronik digital yang terkomputerisasi, artinya secara otomatis kendaraan akan ditimbang secara keseluruhan dan batas-batas toleransi pelanggaran yang diijinkan. Misalnya, secara bertahap pelanggaran akan dikurangi dimulai toleransi kelebihan muatan 70%, kemudian 50%, selanjutnya 30%, dst. Hal ini dimungkinkan dengan program komputer secara bertahap diubah.
2.3 Komponen Utama Jembatan Timbang
Jembatan timbang adalah suatu piranti yang berguna untuk mengetahui berat sebuah kendaraan bermotor beserta muatannya, ada baiknya melakukan semacam perjanjian nama atau istilah bagian-bagian jembatan timbang. Hal ini dilakukan karena begitu banyak sebutan atau istilah tentang bagian-bagian jembatan timbang yang akan membingungkan apabila tidak dilakukan perjanjian terlebih dahulu.
Komponen-komponen utama pembentuk jembatan timbang adalah frame, Leg and support, load cell, dan weighing indicator.
Gambar 2.1. Gambar jembatan timbang, bagian frame
Keterangan : 1. Beam penyangga utama 4. Lantai pelat 2. Beam support 5. Pondasi beton 3. Load Cell
Frame ini merupakan struktur utama dari jembatan timbang. Biasanya terbuat dari rangkaian H beam baja, dengan ketentuan panjang maksimal 12 M,.
dan lebar maksimal 3 M.
Leg and support adalah bagian kaki-kaki dari suatu jembatan timbang.
Secara umum terbuat dari cor beton disesuaikan dengan panjang dan lebar dari frame, dan pembuatannya juga disesuaikan dengan lokasi dari jembatan timbang tersebut. Dalam pembuatan jembatan timbang, ada 2 tipe jembatan timbang yang diketahui, yaitu tipe jembatan timbang yang berada diatas permukaan tanah dan tipe jembatan timbang yang ditanam / sejajar dengan permukaan tanah.
Load Cell adalah sensor dari suatu jembatan timbang yang akan mengkonversi berat yang diterimanya menjadi suatu input data untuk disampaikan ke Weighing Indicator. Terdapat bermacam-macam model load cell yang tersedia untuk berbagai macam cara penimbangan.
Gambar 2.2. Load Cell Kapasitas 60 Ton
Weighing Indicator adalah suatu komponen komputer yang berfungsi untuk menampilkan berapa besar berat dari suatu kendaraan yang ditimbang.
Weighing ini mendapatkan sinyal-sinyal dari load cell, yang kemudian dikonversikan dalam bentuk besaran massa dalam kilogram / besaran lain yang dipakai dalam perhitungan sesuai dengan kebutuhan yang ada.
Gambar 2.3. Weighing Indicator
Komponen-komponen tersebut kemudian disatukan menjadi satu kesatuan unit kerja, yang disebut jembatan timbang. Cara kerja jembatan timbang dapat dilihat dari diagram berikut :
Gambar 2.4. Diagram kerja jembatan timbang
Beban terdistribusi terbagi menjadi gaya yang kemudian disalurkan melalui frame jembatan timbang, menuju ke load cell. Oleh load cell gaya tersebut kemudian diubah dalam bentuk sinyal-sinyal elektronik yang kemudian diproses dalam tranduser. Hasil sinyal-sinyal ini kemudian disalurkan menuju weighing indicator. Oleh weighing indicator, sinyal gabungan dari tranduser tersebut diubah menjadi output yang berupa tampilan / laporan tertulis yang dapat dibaca oleh manusia.
2.4 Beberapa Hal Yang Perlu Diperhatikan Dalam Merancang Jembatan Timbang
2.4.1 Pengaruh Korosi
Korosi merupakan salah satu penyebab utama kerusakan pada jembatan timbang. Hampir semua logam dan paduan-paduannya yang berhubungan dengan udara atau medium lain yang mengelilinginya, secara bertahap akan mengalami perusakan, dimulai dari permukaannya. Peristiwa perusakan permukaan logam secara bertahap yang disebabkan oleh media yang mengelilinginya ini disebut korosi. Jadi, korosi adalah reaksi kimia atau elektrokimia antara suatu logam dengan media disekitarnya yang mengakibatkan perusakan. Cepat atau lambatnya reaksi perusakan ini terutama tergantung pada 3 faktor yaitu: sifat kimia dari logam atau paduan itu sendiri, sifat kimia dari media yang mengelilinginya dan temperatur media tersebut.
Menurut Jurnal Laju Korosi Baja mengatakan bahwa, Korosi tidak dapat sepenuhnya dihindari, karena sifat material dari logam itu sendiri. Tidak ada suatu material logam yang benar- benar homogen antara 1 atom dengan atom lainnya. Akibat dari perbedaan ini akan timbul perbedaan potensial, bagian dengan potensial yang lebih kecil akan menjadi anoda sedangkan bagian yang berpotensial tinggi akan menjadi katoda (Dexter, 1995;Rochati, 1995; Koger, 1996; Supardi 1997). Reaksi kimia dari korosi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Fe – Fe++ + 2 e H2O + O2 + 4 e -- 4 OH-
Korosi ini juga mempengaruhi pemilihan material yang akan dipakai pada jembatan timbang. Untuk daerah-daerah yang mempunyai laju korosi tinggi, haruslah dipakai material yang mempunyai ketahanan terhadap korosi yang baik, demikian pula sebaliknya.
2.4.2 Faktor Lokasi
Letak dari jembatan timbang sangatlah menentukan perancangan jembatan timbang. Apabila digunakan di area yang berlumpur, jembatan timbang haruslah dilengkapi dengan suatu pondasi yang kokoh, supaya tidak terjadi miss saat melakukan penimbangan. Selain itu juga harus diperhatikan bahwa komponen- komponen elektronik dari jembatan timbang sangat peka terhadap air, karena itu komponen-komponen tersebut harus diberi perlindungan terhadap pengaruh lingkungan sekitarnya.
Lokasi juga menentukan atmosfer lingkungan yang ada disuatu daerah.
Seperti contohnya, lokasi industri akan mengandung atmosfer yang terdiri dari CO2, SO2, NO2, HCl, dan H2O dengan kandungan yang tinggi (Supardi, 1997 ;Bradford, 1992 ; Gerlach, 2001). Hal ini juga menentukan laju korosi, ketahanan material yang akan dipakai. Lokasi merupakan unsur penting yang tidak boleh dilupakan dalam pembuatan jembatan timbang ini.
2.4.3 Faktor Keamanan
Faktor keamanan digunakan karena tidak ada proses manufaktur yang bisa menjamin 100 % kualitas. Setiap jembatan timbang harus memiliki faktor keamanan. Faktor keamanan digunakan untuk memperhitungkan ketidakpastian atau bisa dikatakan ketidaksempurnaan dalam material, perancangan dan fabrikasi.
Yang dimaksudkan dengan ketidakpastian dalam material bisa termasuk diskontinuitas yang terjadi pada material. Ketidakpastian dalam perancangan bisa berarti ketidakmampuan untuk memperhitungkan berbagai konsentrasi tegangan yang terjadi. Ketidakpastian dalam fabrikasi bisa meliputi ketidakmampuan untuk mendeteksi sambungan-sambungan las yang kurang baik
2.4.4 Proses Pembuatan Jembatan Timbang
Dimulai dengan memilih bahan baku untuk membuat basic framework.
Basic framework ini berfungsi sama seperti struktur tulang pada tubuh manusia yaitu untuk memberikan kekuatan dan bentuk. Pada umumnya suatu struktur jembatan timbang menggunakan I beam sebagai struktur utamanya. Untuk beban tekan sebesar 50 ton, diperlukan material I beam dan plat yang tebal karena membutuhkan kekuatan yang tinggi untuk menahan gaya defleksi yang terjadi.
Beam adalah elemen struktural yang mendistribusikan beban utamanya pada bending. Biasanya beam digunakan untuk struktur yang pendistribusian gayanya searah dengan gaya gravitasi (arah vertikal) seperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 2.5. Pendistibusian gaya pada Beam
Gaya yang diterima oleh beam kemudian ditransfer ke struktur lainnya yang berhubungan, seperti kolom, dinding, atau struktur beam yang lain, Dimana gaya tersebut akan akan disalurkan secara merata ke struktur lainnya.
Jenis-jenis beam dibedakan oleh profilnya (bentuk penampangnya), panjang, dan material penyusunnya. Secara umum beam dibentuk dari baja, beton yang diperkuat, atau dari kayu. Yang paling banyak adalah beam yang terbuat dari baja. Beam yang paling umum yang ditemui adalah model I beam (universal beam). Untuk pembuatan jembatan timbang ini, struktur utamanya menggunakan I-beams.
Dalam analisa struktur, beam mengalami tekanan, tarikan dan gaya geser sebagai akibat dari beban yang dimuat di atasnya. Dalam pengaruh gravitasi, bagian atas dari beam mengalami tekanan sementara bagian bawah dari beam mengalami tekanan balik untuk mengimbangi gaya dari beban tersebut.
Sedangkan bagian tengah dari beam secara relatif, bebas dari tekanan. (Basic Steel Design with LFRD, Theodore V. Gelambos)
Gambar 2.6. Bentuk penampang umum dari I Beam
Salah Satu rumusan yang dipergunakan untuk analisi beam ini adalah rumus Euler-Bernauli Beam. Rumusan yang lain yang umum dipergunakan adalah metode integrasi ganda, metode virtual work, dan metode numerik untuk menentukan besarnya defleksi.
Penggunaan I beam yang paling efektif adalah untuk satu arah lengkungan, yaitu lengkungan atas dan bawah (menggunakan profil I). Jika lengkungan yang terjadi adalah samping (menggunakan profile H) maka hasil yang diperoleh menjadi kurang efisien.
Dalam dunia industri dikenal ada 2 jenis standar I beam yang beredar di pasaran, yaitu :
1. I-beam yang terbentuk dari proses rolling atau ekstrusi
2. Wide Flange atau H beam yang dibentuk dari hasil pengelasan plat
Sementara itu standar yang dipakai sebagai standar I beam adalah type-type beam jenis :
1. JIS – CNS (standar Jepang) 2. ASTM (standar Amerika) 3. BS (standar Eropa)
Beam yang dipakai dalam konstruksi adalah adalah I beam yang dibentuk dari proses rolling karena
beam dengan proses rolling ini mempunyai kekuatan struktur yang lebih besar daripada beam dari proses yang lain
Proses rolling tidak mengubah struktur logam yang dipakai, sehingga hasil beam yang diperoleh lebih kuat, dan mampu menahan defleksi sesuai dengan standar yang diinginkan.
I beam bisa dipilih sesuai dengan standart yang berlaku. Tiap negara mengaplikasikan standart yang berbeda-beda, namun pada dasarnya pemilihan
Dimension
Nominal size
Section Area (luas penampang)
Weight Unit
Moment of Inertia
Radius of Gyration
Section Modulus
Plastic Section Modulus
Setelah memilih I beam dan plat yang dipergunakan, kemudian disambung atau digabungkan dengan proses pengelasan. Untuk pembuatan frame jembatan timbang tekan digunakan proses handwelding dan proses automatic arc welding karena jembatan timbang mempunyai ketebalan plat yang cukup tinggi sehingga memungkinkan untuk dilakukan proses automatic arc welding.
Proses sandblast dapat juga dilakukan pada frame jembatan timbang yang sudah jadi untuk membersihkan tangki dari karat dan kotoran-kotoran yang melekat.
Setelah frame jembatan benar-benar bersih, kemudian dilakukan proses selanjutnya yang bisa berupa pengecatan (untuk jembatan timbang yang terbuat dari material carbon steel).
2.5 Metode Elemen Hingga dengan bantuan komputer (Software Autodesk Inventor 2020)
2.5.1 Autodesk Inventor
Gambar 2.7 Autodesk inventor 2020
Autodesk inventor merupakan sebuah program CAD (Computer Aided Design) yang dikembangkan oleh perusahaan perangkat lunak yang berada di US, Autodesk Inventor yang merupakan produk pengembangan dari AutoCAD yang memiliki beberapa kelebihan meliputi :
1. Kemampuan desain serta modifikasi dalam bentuk 2D maupun 3D 2. Kemampuan dalam mengassembly komponen, simulasi, dan analis 3. Membuat video dari komponen yang telah di assembly
4. Mengubah desain part menjadi bentuk technical drawing
2.5.2 Analisa Struktur Pada Autodesk Inventor 1. Stress Analisis
Stress analysis merupakan salah satu alat pengujian struktur pada aplikasi autodesk inventor yang dilakukan dengan menerapkan konsep Finite Element Analysis (FEA), cara kerjanya adalah dengan memecah objek struktur yang akan diuji menjadi elemen-elemen berhingga yang saling terhubung satu sama lain dan memerlukan aplikasi khusus untuk perhitungan sehingga menghasilkan hasil yang akurat
2. Frame analisis
Pada autodesk inventor juga terdapat alat penguji struktur yang lain yaitu : frame analysis, dengan konsep konsep pengujian yang menerapkan ilmu mekanika teknik yang berkaitan dengan struktur truss, beam, dan frame. input data berupa beban dan tumpuan
sedangkan outputnya berupa diagram tegangan, regangan, dan displacement. Dengan tools ini, maka akan diketahui cara mengatasi masalah yang berkaitan dengan desain mekanik
3. Finite ElementMethode (Metode Elemen Hingga)
Finite Element Method (FEM) atau biasanya disebut Finite Element Analysis (FEA) adalah prosedur numeris yang dipakai untuk menyelesaikan masalah dalam bidang rekayasa seperti analisa tegangan pada struktur, perpindahan panas, elektromagnetis, dan aliran fluida (moaveni). Metode ini digunakan pada masalah-masalah rekayasa dimana exact solution/analytical solution tidak dapat menyelesaikannya, inti dari FEM adalah membagi suatu benda yang akan dianalisa, menjadi beberapa bagian dengan jumlah hingga (finite).
Bagian-bagian ini disebut elemen yang tiap elemen satu dengan elemen lainnya dihubungkan dengan nodal (node), proses pembagian benda menjadi beberapa bagian disebut meshing.
BAB III METODOLOGI
3.1 Tahap Pelaksanaan Kerja Praktek
Pelaksanaan program kerja praktek ini dilakukan dalam beberapa tahapan proses. Rangkaian proses yang dilakukan dapat dilihat pada diagram berikut:
Gambar 3.1 Diagram Alir Kerja Praktek
3.2 Metode Pengambilan Data
Berikut adalah metode pengambilan data yang dilakukan penulis selama kerja praktek di CV. RC Engineering guna penyusunan laporan kerja praktek :
1. Studi lteratur, dengan mempersiapkan teori yang dipergunakan dalam perumusan masalah dan pengerjaan proses produksi.
2. Observasi, dengan melakukan pengamatan secara langsung objek penelitian yang akan di analisa.
3. Wawancara, dengan diskusi dan Tanya jawab langsung kepada pembimbing lapangan dan karyawan CV. RC Engineering.
3.3 Hasil Produk Fabrikasi CV. RC Engineering
Berikut merupakan hasil fabrikasi beberapa produk yang dihasilkan pada perusahaan CV. RC Engineering
1. Vibrating Screen
Vibrating Screen adalah alat screening yang berbentuk papan berbeda dengan trammel yang berbentuk seperti tabung / drum. Vibrating Screen terdiri dari 3 deck / layer screening ( ayakan ). Untuk pemisahan material dengan ukuran 50 - 90 mesh. Jenis screen ini bergerak (bergoyang) untuk mempercepat proses pengayakan & mencegah terjadinya penyumbatan.Kecepatan vibrator / goyangan antara 25-125 rpm.
2. Konveyor
Konveyor adalah suatu sistem mekanik yang mempunyai fungsi memindahkan barang dari satu tempat ke tempat yang lain. Konveyor banyak dipakai di industri untuk transportasi barang yang jumlahnya sangat banyak dan berkelanjutan. Dalam kondisi tertentu, Konveyor banyak dipakai karena mempunyai nilai ekonomis dibanding transportasi berat seperti truk dan mobil pengangkut.
Gambar 3.3 Konveyor
3. Jembatan Timbang
Jembatan timbang adalah seperangkat alat untuk menimbang kendaraan barang/truk yang dapat dipasang secara tetap atau alat yang dapat dipindah- pindahkan (portable) yang digunakan untuk mengetahui berat kendaraan beserta muatannya digunakan untuk pengawasan jalan ataupun untuk mengukur besarnya muatan pada industri.
Gambar 3.4 Jembatan Timbang
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Desain Struktur Rangka
Dalam sebuah perancangan hal pertama yang dilakukan adalah membuat desain alat berupa gambar kera. Desain diperoleh berdasarkan data nilai spesifikasi teknis dan material yang digunakan, sebagai tambahan juga dilakukan observasi sehingga diperoleh hasil desain sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.3. Pembuatan desain gambar yang dibuat dimulai dengan membuat gambar setiap komponen yang ada dengan menggunakan software Autodesk inventor 2020. Setiap komponen Digambar 3D untuk menghasilkan gambar desain yang mudah untuk dipaham.
Desain jembatan timbang ini memiliki Panjang 12 meter, lebar 3 meter, serta tinggi 60 cm, setiap bagian Digambar sesuai ukuran yang sudah ditentukan agar sesuai dan lebih mudah dalam pengujian menggunakan simulasi pada Autodesk inventor. Hasil dari pengujian akan di Analisa agar mendapatkan kesimpulan. Gambar 3D dan part pada jembatan timbang dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 4.1 Beam IWF 600
Gambar 4.2 Beam IWF 200
Gambar 4.3 Desain 3D Jembatan Timbang
Gambar 4.4 Tampak Samping Struktur Rangka Jembatan Timbang
Gambar 4.5 Tampak Atas Struktur Rangka Jembatan Timbang
4.2 Proses Pengujian Simulasi Rangka
Proses ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan desain rancangan jembatan timbang yang akan dibuat, Adapun tahapan sebelum mendapatkan hasil pengujian dari simulasi adalah sebagai berikut.
4.2.1 Assignments Material
Pada software Autodesk inventor 2020, material telah ditentukan pada saat proses pemodelan setiap part yang dibuat. Jenis material tersebut dapat diverifikasi ulang saat proses pengujian. Verifikasi material tersebut terdapat pada material properties.
Gambar 4.6 Tampilan Assignments Material
4.2.2 Menentukan Constraint dan Pembebanan
Tahap berikutnya adalah menentukan letak constraint yang ditempatkan dengan acuan posisi dari tumpuan yang ada pada desain yang telah dimodelkan.
Constraint dapat berupa fixed constraint, pin constraint, dan friction constraint.
Pembebanan terhadap beban yang lewat pada jembatan timbang dibuat bervariasi dimulai dari rentang 20 ton, 40 ton, dan 60 ton.
Gambar 4.7 Penempatan Tumpuan/constraint
Gambar 4.8 Pembebanan Rangka Jembatan Timbang
4.2.3 Meshing dan Running Program
Langkah utama analisis menggunakan metode elemen hingga adalah proses meshing dimana system kontinyu benda akan di analisis didiskritisasi sehingga struktur utama menjadi elemen elemen yang memiliki ukuran lebih kecil dan berjumlah tertentu dan berhingga, pada simulasi ini rangka akan diubah menjadi 2430653 nodes dan 1381981 elements. Proses running simulasi dilakukan setelah proses pra-analisa dan meshing dilakukan. Proses running tersebut akan berjalan dengan pembacaan proses dengan menggunkan metode Finite Element Analysis (FEA)
Gambar 4.9 Proses Meshing
4.3 Hasil Simulasi Pengujian Rangka
4.3.1 Von Misses Stress
Analisis distribusi tegangan beban statis dilakukan terhadap rangka jembatan timbang yang akan diproduksi menggunakan tipe Von Misses Stress.
Analisis dilakukan untuk mengetahui kekuatan Rangka beam terhadap beban statis untuk mengetahui kekuatan beam, agar aman dan kuat untuk digunakan.
Pembebanan terhadap rangka ditunjukkan pada anak panah yang berwarna kuning dengan diasumsikan total berat dari kendaraan yang lewat diatas jembatan timbang 588399 N, data material yang digunakan ditunjukkan pada bagian assignment material. Hasil pengujian simulasi analisis distribusi tegangan beban statis tipe von misses stress yang telah dilakukan terhadap stand diperlihatkan pada gambar 4.10
Gambar 4.10 Analisis Stress Rangka jembatan timbang
Analisis distribusi tegangan menggunakan software Autodesk inventor 2020, ditunjukkan dengan warna merah pada tegangan maksimum, dan warna biru pada tegangan minimum. Dari analisis yang dilakukan didapatkan hasil tegangan maksimum sebesar 321.9 Mpa, tegangan minimum sebesar 0 Mpa, dan Yield Strength 84 Mpa
4.3.2 Displacement
Perubahan (displacement) pada rangka jembatan timbang maksimum sehingga terjadi deformasi plastis ditunjukkan dengan warna merah 6.149 mm dan perubahan minimum ditunjukkan dengan warna biru 0 mm. Perubahan di atas 10 mm material akan patah. Hal ini menunjukkan bahwa material dan bentuk rangka yang akan dibuat dalam kategori aman. Berikut besarnya displacement pada beam yang terjadi akibat beban ditunjukkan pada gambar 4.11
Gambar 4.11 Analisis Displacement Rangka jembatan timbang
4.3.3 Safety Factor
Analisis safety factor atau faktor keamanan terhadap tegangan beban statis dilakukan terhadap Rangka jembatan timbang yang akan diproduksi. Analisis dilakukan untuk mengetahui angka keamanan terhadap rangka. Pembebanan terhadap rangka ditunjukkan pada anak panah yang berwarna kuning yang dapat dilihat pada gambar 4.12 dapat dilihat dari gambar dibawah bahwa angka keamanan atau safety factor minimum adalah 3.64
Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai faktor keamanan lebih besar dari 1,5, hal ini menunjukkan bahwa material yang dipergunakan pada rangka kuat untuk menahan beban namun jika hasil dari perhitungan safety factor adalah 1,5 atau kurang dari 1,5 material sudah mengalami deformasi atau patah karena tegangan maksimal sudah sebanding atau lebih besar dari yield strength material.
Hal ini sejalan dengan penelitian Randis dkk yang menetapkan faktor keamanan sebesar 2,5 – 4.
Gambar 4.12 Analisis Safety factor Rangka jembatan timbang
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang didapatkan pada saat pelaksanaan kerja praktek di CV. RC Engineering adalah sebagai berikut:
1. Produk yang dihasilkan CV. RC Engineering adalah berupa produk bantu untuk pengolahan industry cangkang sawit antara lain Konveyor, vibrating screening, Mobile Hopper, Jembatan Timbang. Yang mana pada tahapan sebelum proses produksi nya dilakukan pegujian simulasi rangka terlebih dahulu untuk memastikan bahwa produk yang dibuat sesuai dengan kebutuhan dari industri yang membutuhkan.
2. Pada tahap proses simulasi pengujian rangka, terlebih dahulu di tentukan beban yang akan di lewati serta pemilihan bahan yang sesuai dengan beban yang dibutuhkan. Setelah itu baru dilakukan simulasi pengujian stress analisis menggunakan software computer yaitu Autodesk inventor 2020 agar dapat diketahui terlebih dahulu kekuatan rangka sebelum diproduksi layak atau tidaknya digunakan.
3. Dari hasil pengujian simulasi di software, dengan pembebanan sebesar 60 ton maka di dapatkanlah nilai tegangan maksimum sebesar 321.9 MPa dan tegangan minimumnya 0 MPa, untuk nilai displacement maksimumnya didapatkan sebesar 6.149 mm dan untuk nilai minimumnya 0 mm, sedangkan nilai dari safety factornya di dapatkan sebesar 3.64
5.2 Saran
Adapun saran yang diberikan setelah melaksanakan kerja praktek adalah sebagai berikut:
1. Proses pemilihan bahan dilakukan dengan lebih detail Kembali agar hasil yang diperoleh lebih maksimal
2. Mekanik memperhatikan pengecekan visual setelah produksi dan bagian QC menambah variabel dalam pemeriksaan menimalisir kegagalan produk.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar Teknik Jembatan Timbang
Lampiran 2. Proses Pembuatan Jembatan Timbang dan hasilnya
