Transcript
II-1
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pipa
Pipa merupakan suatu alat yang digunakan untuk transportasi fluida (cair,gas)
dari suatu tempat ketempat lainnya, atau dari suatu equipment ke equipment lainnya.
Fungsi lain dari pipa yaitu dapat digunakan untuk bahan membuat pagar tralis,
tangga putar, canopy, dll.
2.1.1 Pipa Struktural
Secara umum, pipa struktural adalah jenis pipa konstruksi baja yang
memenuhi standar komposisi kimia dan sifat mekanik tertentu. Pipa ini dapat
digunakan untuk berbagai aplikasi struktural. Jenis pipa struktural yang umum
termasuk:
a. Pipa Baja Seamless
Pipa struktural baja seamless adalah produk pipa tahan lama yang biasa
digunakan untuk menumpuk dermaga, penumpukan pipa, caissons, dan bollards.
b. Pipa Baja ERW
Pipa Baja ERW merupakan pipa struktural yang biasa dikenal oleh industri
konstruksi sebagai pipa saluran berkualitas tinggi dan biasanya digunakan oleh
perusahaan minyak dan utilitas. Pipa baja ini bisa digunakan untuk tiang tanda,
kolom, dermaga, dan konstruksi terowongan.
c. Pipa Baja Spiral
Pipa baja spiral merupakan jenis pipa struktural yang ekonomis dan tahan
lama yang menawarkan daya tahan lama untuk hal-hal seperti casing jalan,
penumpukan dan parit.
d. Pipa Baja Karbon DSAW
Pipa baja karbo DSAW merupakan pipa struktural ini dilas pada OD dan
ID. Ini tersedia dalam berbagai kelas dan digunakan untuk casing jalan, jalan
yang membosankan, gorong-gorong, dan banyak lagi.
II-2
e. Pagar Pipa
Pipa ini adalah jenis pipa struktural yang menjadi populer untuk bangunan
pagar karena daya tahan dan kekuatannya yang tinggi. Pipa struktural ini
digunakan untuk melampirkan taman, tempat parkir, dan banyak lagi.
2.1.2 Klasifikasi dan Bahan Pipa
Klasifikasi dan bahan pipa dapat dikemukakan sebagai berikut :
1. Pipa GIP (Galvanized Iron Pipe)
Pipa ini sering disebut pipa galvanis yang merupakan semacam pipa besi yang
ditutupi dengan lapisan pelindung seng yang dapat sangat mengurangi
kecenderungan pipa untuk menimbulkan korosi.
Pipa galvanis mempunyai banyak manfaat salah satunya sebagai penyalur
utama bahan gas, air, minyak, uap atau gas agar instalasinya kuat, aman dan tahan
lama. Pada beberapa keperluan lain, bahan ini juga digunakan sebagai konstruksi:
misalnya penopang/ tiang dan sebagainya, tergantung kebutuhan penggunanya.
Keuntungan pipa galvanis :
a. Tahan pecah
b. Tahan lama
c. Sambungannya menggunakan ulir
d. Permukaannya kuat
2. Pipa plastic PVC
Pipa PVC yaitu jenis pipa plastik, umumnya digunakan sebagai bahan
penyalur air dingin dan air limbah ringan dan berat, terutama cairan kimia sebab
bahan pipa ini sangat baik untuk bahan cairan yang sifatnya menimbulkan reaksi
tertentu dengan ada tidaknya perubahan suhu
Berdasarkan tingkat ketebalannya, pipa peralon bisa dibagi menjadi 3 macam
yaitu :
Tipe C : Ini adalah pipa yang paling tipis. Ukuran diameter yang ada di pasaran
mulai dari yang 5/8 inci, 1/2 inci, 3/4 inci, 1 inci, 1 1/4 inci, 1 /2 inci, 2 inci, 2
1/2 inci, 3 inci, 4 inci sampai dengan 5 inci. Pipa jenis ini biasanya digunakan
saat membangun saluran pembuangan air dengan tekanan yang lemah dan
sebagai pelindung kabel listrik.
II-3
Tipe D : Ini adalah jenis pipa dengan ketebalan yang sedang. Biasanya dipakai
di dalam saluran pembuangan air dengan tekanan yang normal. Adapun ukuran
diameter yang dijual di pasaran mulai dari 1 1/4 inci hingga 10 inci.
Tipe AW : Ini adalah pipa PVC yang paling tebal. Ukuran diameternya mulai
dari 1/2 inci sampai yang 1 inch. Adapun kegunaan dari pipa AW diperlukan
saat membangun saluran air bertekanan tinggi, seperti saluran pompa air tanah.
PVC memiliki keuntungan, yaitu:
a. Tahan terhadap bahan kimia
b. Sangat kuat
c. Biaya instalasi mudah
d. Daya konduksi panas yang rendah
e. Penginstalannya mudah
f. Hampir bebas pemeliharaan (virtually free maintenance)
g. Memiliki daya tahan korosi
3. Pipa Baja (Steel Pipe)
Pipa baja berfungsi sebagai jalur pipa untuk pasokan energi, misalnya : air,
minyak, gas dan cairan mudah terbakar lainnya. Pada dunia industri, kegunaan pipa
sangatlah dominan. Antara lain sebagai sistem transportasi berbagai produk
industri. Oleh karena itu pemilihan material sangatlah penting mengingat fluida
yang akan dialirkan mempunyai karakteristik yang berbeda-beda sehingga
medianya (pipa) akan menyesuaikan.
a. Carbon Steel
Baja karbon adalah bahan pipa yang paling umum dalam industri power plant,
kimia, proses, hidrokarbon dan pipa industri. Baja ringan adalah baja karbon dengan
kandungan karbon kurang dari 0,30%. Baja karbon menengah memiliki 0,30%
sampai 0,60% karbon. Baja karbon tinggi memiliki karbon diatas 0,6%.
b. Alloy Steel (Baja Paduan)
Baja paduan merupakan salah satu baja yang mengandung sejumlah elemen
paduan, seperti 0,3% kromium (Cr), nikel 0,3% (Ni), molibdenum 0,08% (Mo), dll
[ASTM A 941]. Baja paduan rendah adalah baja paduan yang mengandung kurang
dari minimum persentase paduan yang didefinisikan. Baja paduan umumnya
II-4
dipakai dalam operasi temperature tinggi dan tekanan tinggi seperti di pembangkit
listrik, penukar panas dan tabung tungku, serta reaktor kimia.
4. Pipa Tembaga
Pipa tembaga merupakan jenis pipa yang kuat dan tahan lama, dan biasanya
lebih banyak digunakan untuk instalasi air panas. Pipa Tembaga dapat menjadi
alternatif karena lebih flexibel dan tidak berkarat, selain juga tahan panas dan
tekanan tinggi.
Bahan pipa tembaga merupakan bahan tambang dari bumi sebagaimana
layaknya bahan boksit, monel, timah maupun besi, tetapi tembaga memiliki sifat
istimewa: karena kuat, tahan karat, mudah dibentuk dan dapat digunakan dalam
berbagai keperluan seperti kebel elektrinika dan sebagainya.
5. Pipa Beton
Pipa Beton merupakan suatu komposisi bahan bangunan yang dibuat dari
campuran semen atau bahan perekat sejenisnya, batu koral, air dan agregat dengan
atau tanpa bahan tambahan lainnya yang tidak mengurangi mutu pipa beton itu.
Digunakan untuk saluran limbah, terowongan, dan irigasi.
6. Pipa Kuningan
Kuningan adalah paduan logam tembaga dan logam seng dengan kadar
tembaga antara 60-96% massa. Warna kuningan bervariasi dari coklat kemerahan
gelap hingga ke cahaya kuning keperakan tergantung pada jumlah kadar seng. Seng
lebih banyak mempengaruhi warna kuningan tersebut. Komponen utama dari
kuningan adalah Tembaga sehingga kuningan biasanya diklasifikasikan sebagai
paduan tembaga Kuningan sangat mudah untuk di bentuk ke dalam berbagai
bentuk, sebuah konduktor panas yang baik, dan umumnya tahan terhadap korosi
dari air garam. Karena sifat-sifat tersebut, kuningan kebanyakan digunakan untuk
membuat pipa, assesoris plambing alat plambing, tabung, sekrup, radiator, alat
musik, aplikasi kapal laut, dan casing cartridge untuk senjata api. Kuningan lebih
kuat dan lebih keras daripada tembaga. Dalam perdagangan dikenal 3 jenis
kuningan, yaitu:
a. Kawat kuningan (brass wire) kadar tembaga antara 62-95%
b. Pipa kuningan (seamless brass tube) kadar tembaga antara 60-90%
c. Plat kuningan (brass sheet) kadar tembaga antara 60-90%
II-5
7. Pipa besi tuang ( cast iron)
Pipa besi tuang adalah jenis pipa yang sangat keras dibanding pipa besi sejenis
karena dengan hasil cor, karbon (Ca) sehingga mempunyai sifat carbon (sifat
mengeras) dan tahan atas karat. Oleh karenanya sangat sesuai digunakan sebagai
penyaluran limbah industri pada proyek sanitasi (purification Plan). Akan tetapi
cukup banyak pengusaha menggunakan bahan pipa besi tuang ini pada proyek kecil
hingga sedang di gedung komersial.
(Teknik Perawatan Mekanik,2014).
2.2 Proses Pengerolan
Proses pengerolan yang dimaksud adalah proses perubahan bentuk yang
semula berbentuk lonjoran lurus berubah bentuk menjadi melengkung dan
melengkungnya tersebut disesuaikan dengan kegunaan dan kebutuhan.
2.2.1 Pengerolan Plat
Pengerolan plat merupakan kegiatan membengkokkan plat dari bentuk datar
menjadi lengkung dengan cara dijepit dan ditekan pada 3 batang poros roll besi
sehingga membentuk lingkaran dengan jari-jari sesuai yang diinginkan. Metode
pengerolan plat dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu:
1. Pengerolan persection
Proses pengerolan ini dilakukan pada tiga bagian utama yaitu salah satu ujung
palat dirol terlebih dahulu sehingga membentuk lengkungan dengan jari-jari sesuai
keinginan kemudian ujung plat berikutnya dirol sehingga lengkungnnya sama,
setelah itu dilakukan pengerolan bagian tengah dan sekitarnya yang belum dirol.
Kemudian diselesaikan dengan memutar penuh seluruh bagian permukaan plat
sehingga membentuk lingkaran yang sempurna. Pengerolan metode ini dilakukan
pada ketebalan plat kurang dari 6mm dengan panjang plat lebih dari 3 meter,
misalnya ducting stainless, tanki dll.
2. Full rolling / Pengerolan langsung
Pengerolan dilakukan mulai dari ujung plat bagian depan kemudian diputar
perlahan melewati bagian tengah sampai ke ujung plat belakang. Penekanan
II-6
dilakukan pada setiap kali putaran. Hal ini dilakukan berulang-ulang sehingga
membentuk lingkaran yang diharapkan. Pengerolan metode ini dilakukan pada:
a. Plat yang sifatnya kaku saat di roll sehingga pada saat plat yang panjangnya lebih
dari 3 meter plat tersebut tetap kencang dan tidak turun ke bawah.
b. Pengerolan yang berbentuk kerucut, misalnya: chute, cone dll.
c. Ketebalan plat lebih dari 6 mm dengan panjang kurang dari 3 meter.
2.2.2 Pengerolan Pipa
Menurut Hermawan (2014), pengerolan pipa ini merupakan proses mengerol
pipa yang asalnya dalam bentuk lonjoran lurus berubah bentuk menjadi lengkungan
dan kelengkungan pipa ini disesuaikan dengan kebutuhan dan kegunaan.
Beberapa metode yang sering digunakan dalam kegiatan pengerolan pipa
untuk menghasilkan bentuk yang diinginkan. Metode-metode tersebut antara lain:
a. Ram style bending
Metode ini dilakukan dengan menggunakan sebuah batang penekan dan pipa
yang akan ditekuk dipasang pada dua buah penahan, setelah itu batang penekan
akan menekan pipa tepat diantara dua buah penahan, sehingga pipa akan tertekuk
seperti yang ditunjukkan pada Gambar II.1.Ram Bending
Gambar II.1 Ram Bending
b. Rotary draw bending
Metode ini dilakukan dengan cara menjepit salah satu ujung pipa, kemudian
pipa akan diputar ke sekeliling dies dengan radius bengkok sesuai dengan radius
dies rol yang digunakan seperti yang ditunjukkan pada Gambar II. 2. Rotary draw
bending
II-7
Gambar II.2 Rotary draw bending
c. Rol bending
Metode ini digunakan untuk membengkokan pipa secara kontinu serta
membentuk suatu lengkungan yang besar. Metode ini dilakukan dengan
menggunakan tiga buah dies rol yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu rol bawah
(lower rol) dan rol atas (upper rol ) seperti yang ditunjukkan Gambar II. 3. Rol
bending
Gambar II.3 Rol bending
d. Compression bending
Metode ini dilakukan dengan cara menjepit salah satu ujung pipa, kemudian
pipa akan digeser mengelilingi dies rol yang diam, sehingga membentuk radius
tekuk yang sesuai dengan radius dies rol. Proses pelengkungan metode ini seperti
kereta geser slide piece seperti yang ditunjukkan pada Gambar II. 4. Compression
bending
Gambar II. 4 Compression bending
II-8
2.3 Alat Pengerolan Pipa Dengan Metode Roll Bending
Metode roll bending ini digunakan untuk membengkokan pipa secara kontinu
serta membentuk suatu lengkungan yang besar. Metode ini dilakukan dengan
menggunakan tiga buah dies rol yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu rol bawah
(lower rol) dan rol atas (upper rol )
Proses kerja pada alat ini dilakukan secara bertahap dan perlahan-lahan baik
dalam penekanannya maupun memutarkannya. Adapun tahap-tahap pada proses
pengerolan pipa ini yaitu:
1. Mengukur benda kerja yang akan dirol diukur dan diberi tanda pada bagian
bagaian tertentu.
2. Mengerol benda kerja, benda kerja yang sudah diberi tanda selanjutnya akan
dimulai proses pengerolan. Pada proses ini dilakukan secara perlahan dan
berulang-ulang dari kiri kekanan atau sebaliknya.
3. Memeriksa benda kerja yang sudah dirol akan diperiksa kelengkungannya
apakah sudah sesuai dengan keinginan.
4. Memeriksa hasil akhir benda kerja yang sudah selesai dirol akan diperiksa
kembali, untuk memeriksa bentuk dan ukuran yang sudah sesuai dengan yang
diharapkan.
2.3.1 Komponen-Komponen Utama Alat Pengerol Pipa
Secara umum komponen-komponen utama pada alat pengerol pipa adalah
sebagai berikut :
1. Dies roll
Dies roll merupakan komponen yang berperan penting pada proses
pembengkokan pipa yang berfungsi sebgai tempat duduknya pipa atau penopang
dan pada saat mesin beroperasi. Tampaknya pada Gambar II. 5 dies roll, dua roller
sebagai penopang dan satu roller sebagai penekan.
Gambar II. 5 Dies roll
II-9
Kriteriaβkriteria bahan dies roll yaitu :
a. Kuat atau mampu tekan.
b. Ulet atau mampu puntir.
c. Tidak mudah berubah bentuk.
d. Mudah dilakukan proses pemesinan.
Pertimbangan menentukan diameter dies roll
a. Mampu membuat diameter pengerolan diameter 500 mm.
b. Jika diameter roll terlalu besar, maka tidak bisa membuat diameter
pengerolan yang kecil.
c. Tergantung pada poros yang akan dipasang pada roll, jika diameter poros
besar dan diameter roll kecil, maka tidak akan setimbang untuk menahan
beban pengerolan.
2. Poros
Poros berfungsi sebagai elemen penerus daya dan putaran dari mesin
penggerak dan juga sebagai tempat duduknya elemen-elemen lain seperti roller
dies. Pada dasarnya poros harus mampu menerima beban momen puntir, beban
momen luar dan menerima kombinasi beban torsi. Tampak pada Gambar II. 6 poros
bertingkat yang mempunyai ulir.
Gambar II. 6 Poros
Oleh karena itu pada perancangan poros harus memperhatikan kriteria-
kriteria sebagai berikut:
a. Kekuatan poros.
b. Kekakuan poros.
c. Putaran kritis.
d. Material poros.
II-10
3. Bantalan
Bantalan adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros
berbeban, sehingga gerakan yang terjadi yaitu gerakan berputar atau
menggelinding dan gerakkan bolak-balik dapat berlangsung dengan halus, aman,
dan panjang umur.
4. Penekan
Metoda penekan pada alat pengerol pipa secara umum ada 2 jenis yaitu
dengan memakai tuas power screw dan memakai dongkrak hidrolik.
a. Tuas Power Screw
Tuas power screw mempunyai keuntungan untuk mengangkat dan menekan
beban yang berat, sehingga pada alat pengerol pipa biasanya digunakan untuk
penekanan, tetapi tuas power screw mempunyai kekurangan yaitu harus
menggunakan gaya tangan atau tenaga manusia yang besar seperti yang
ditunjukkan Gambar II.7 Tuas Power Screw.
Gambar II.7 Tuas Power Screw
b. Dongkrak Hidrolik
Dongkrak hidrolik mengaplikasikan fluida untuk menghasilkan tekanan
yang diperlukan untuk pengangkatan, daya yang dihasilkan jauh lebih besar dan
tenaga yang dibutuhkan untuk pengoperasian lebih sedikit. Seperti yang
ditunjukkan Gambar II. 8 Dongkrak Hidrolik.
II-11
Gambar II. 8 Dongkrak Hidrolik
5. Pemutar
Metoda pemutar pada alat pengerol pipa secara umum ada 2 jenis yaitu
dengan memakai hand wheel dan motor listrik.
a. Hand wheel
Alat putar ini merupakan alat yang paling sederhana dan digerakkan atau
diputar dengan tenaga tangan. Kepala putaran selain sebgai tempat memutar juga
berfungsi sebagai beban pemberat agar putaran lebih tahan lama, seperti yang
ditunjukkan Gambar II.9 Hand Wheel.
Gambar II.9 Hand Wheel
b. Motor Litrik
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mngubah
energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk
misalnya blower, impeller pompa dll, seperti yang ditunjukkan Gambar II.10
Motor Listrik.
II-12
Gambar II.10 Motor Listrik
2.4 Dasar-Dasar Perhitungan
2.4.1 Perhitungan Gaya Yang Dibutuhkan Untuk Pembengkokkan Pipa
Gaya yang diperlukan untuk roll bending dapat dihitung dengan persamaan sebagai
berikut :
Suatu pipa akan bengkok jika tegangan yang terjadi pada pipa tersebut sama besar
atau lebih besar dari tegangan luluh pipa tersebut :
ππ β₯ ππ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦...β¦.(1)
Atau ππ
ππβ₯ ππ¦ .β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦β¦β¦..(2)
a. Momen bengkok (ππ)
Momen bengkok yang terjadi pada proses roll bending dapat dilihat seperti Gambar
II.11 dan dapat dicari seperti yang ditunjukkan persamaan (4).
Gambar II.11. Gaya Yang Terjadi Pada Proses Roll Bending Pipa
II-13
π π΄ = π π΅ = 12
πΉβ¦β¦β¦β¦.β¦β¦.β¦β¦β¦..β¦...β¦(3)
ππΆ = ππ = π π΄ Γ 1
2 πΏ = 1
2πΉ Γ
1
2πΏ = 1
4Γ πΉ Γ πΏ
sehingga,
ππ = 14
. πΉ. πΏ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦.β¦...β¦(4)
b. Momen tahanan bengkok
Momen tahanan yang terjadi pada pipa dapat dicari dengan persamaan (5)
ππ =πΌπ₯
πΆ ππ =
π
64 (π·4β π4)
1
2π·
Atau,
ππ = π
32 (π·4β π4)
π·β¦β¦β¦.β¦β¦β¦β¦......β¦β¦.β¦β¦(5)
Kemudian persamaan (4) dan persamaan (5) disubtitusikan kedalam persamaan (2), maka
persamaan akhir untuk mencari gaya yang dibutuhkan untuk pembengkokan pipa yaitu :
ππ β₯ ππ¦
ππ
ππβ₯ ππ¦
14 . πΉ. πΏ
π32 (π·4 β π4)
π·
β₯ ππ¦
8. π·. πΉ. πΏ
π(π·4 β π4) β₯ ππ¦
πΉ β₯ππ¦.π.(π·4βπ4)
8.π·.πΏ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦....β¦β¦(6)
2.4.2 Perhitungan Torsi
2.4.2.1 Torsi pada roll penggerak
Dengan adanya gesekan anatara pipa dan roller, maka torsi yang dibutuhkan untuk
menggerakkan roll dapat ditentukan dari persamaan (7) dan yang ditunjukkan seperti
Gambar II.12
II-14
Gambar II.12. Torsi Yang Terjadi Pada Roll
π = πΉπ . π Γ 1
2π·πππβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦β¦.β¦.β¦β¦(7)
2.5.2.2 Penentuan Gaya Tangan
Untuk mencari torsi penggerak dapat di cari dengan persamaan sebagai berikut :
π = πΉπ‘ π₯ πβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦..β¦(8)
Atau,
Ft = ππΏ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..........β¦β¦β¦β¦β¦.(9)
2.4.3 Pehitungan Poros
Menurut sularso dan suga (2013), poros merupakan salah satu bagaian yang
terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama
dengan putaran, yang peranan utamanya dipegang oleh poros. Poros digunakan untuk
mendukung suatu momen putar dan mendapatkan tegangan puntir atau tekuk.
a. Klasifikasi poros
1. Menurut pembebanannya
a) Poros transmisi
Poros jenis ini mendapatkan beban puntir murni atau puntir dan lentur. Daya
ditransmisikan kepada poros ini melalui kopling, roda gigi, puli, sabuk atau sproket
rantai, dll.
b) Spindle
Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama mesin perkakas, dimana
beban utamanya berupa puntiran, disebut spindle. Syarat yang harus dipenuhi poros
ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti.
II-15
c) Gandar
Poros yang biasanya dipasang diantara roda-roda kereta barang, dimana tidak
mendapat beban puntir, bahkan kadang-kadang tidak boleh berputar. Gandar hanya
mendapat beban lentur, kecuali jika digerakkan oleh penggerak mula, sehingga akan
mengalami beban puntir saja.
1. Menurut arah memanjangnya ( longitudinal )
a) Poros lurus
b) Porog bengkok (poros engkol)
2. Menurut penampang melintangnya
a) Poros bulat
b) Poros profil
b. Perencanaan poros
Poros yang digunakan dalam alat pengerol pipa ini adalah poros transmisi, poros ini
menerima beban lentur dan beban puntir. Menurut sularso dan suga (2013), untuk mencari
diameter yang akan digunakan dapat dihitung dengan persamaan (10)
3/1
22 ...1,5
TKtMKm
ads
β¦.β¦...β¦...β¦(10)
Keterangan :
)/(.
2
21
mmNSfSf
ua
β¦β¦...β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦..β¦(11)
Km = Koreksi momen lentur
Km = 1,5 => Tumbukan halus
Km = 1 - 2 => Tumbukan ringan
Km = 2 - 3 => Tumbukan berat
Kt = Koreksi momen puntir
Kt = 1 => Beban dikenakan secara halus
Kt = 1 - 1,5 => Beban dikenakan sedikit kejutan
Kt =1,5 - 3 => Beban dikenakan dengan kejutan
II-16
2.4.4 Pemilihan Bearing
Pemilhan bantalan haruslah benar sesuai dengan kaidah dan ketentuannya
sehingga memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya akan bekerja secara
baik, apabila bantalan tidak bekerja dengan baik maka kerja suatu sistem akan
menurun atau dapat dikatakan tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya. Jadi
bantalan dalam suatu kontruksi mesin dapat juga dikatan sebagai pondasi.
a. Klasifikasi bantalan :
1. Atas dasar gerakan bantalan terhadap poros
a) Bantalan luncur
Pada jenis bantalan ini terjadi gesekkan luncur antara poros dengan bantalan
karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan
lapisan pelumas.
Berikut macam-macam bantalan luncur yang ditunjukkan Gambar II.12 :
Gambar II.13 Macam-Macam Bantalan Luncur
b) Bantalan gelinding
Pada bantalan ini terjadi gesekkan gelinding antara bagian yang berputar
dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola (peluru), rol, atau rol
jarum dan rol bulat.
II-17
Berikut macam-macam bantalan gelinding yang ditunjukkan Gambar II.13
Gambar II.14 Macam-Macam Bantalan Gelinding
2. Atas dasar arah beban terhadap poros
a) Bantalan radial
Arah beban yang ditumpu bantalan ini adalah tegak lurus sumbu poros.
b) Beban aksial
Arah beban bantalan ini sejajar dengan sumbu poros.
c) Beban gelinding khusus
Bantalan ini dapat menumpu beban yang arahnya sejajar dan tegak lurus
sumbu poros.
II-18
Pada pembuatan alat pengerol pipa ini, bantalan yang digunakan adalah
bantalan gelinding. Dikarenakan bantalan gelindng memiliki kelebihan
dibandingkan bantalan luncur, tidak perlu melakukan pelumasan, merupakan
peredam yang baik, dan memiliki umur yang panjang.
Ada beberapa faktor yang harus diperhatikan dalam memilih jenis bantalan
yaitu:
a) Diameter poros dimana bantalan akan dipasang.
b) Gaya luar yang bekerja pada bantalan atau dikenal dengan istilah gaya
ekivalen.
b. Perencanaan bearing
Bearing yang direncanakan dalam alat pengerol pipa ini adalah tipe ball bearing .
Menurut sularso dan suga (2013), untuk mencari spesifikasi bearing yang cocok dapat
dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
1. Beban yang ditumpu
a) Beban radial (Wr : N/kgf)
b) Beban aksial (Wa : N/kgf)
c) Putaran poros (n : rpm)
d) Diameter poros (d : mm)
2. Faktor beban (fw )
3. Beban rencana
a) Beban radial (Fr) = Wr . fwβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦β¦β¦(12)
b) Beban aksial (Fa) = Wa . fwβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.β¦...(13)
4. Beban ekivalen dinamis
Pr = x . v . Fr + y . Faβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...β¦β¦(14)
v = beban putar pada cincin dalam / luar
5. Nominal umur bearing (LH) = 2000-4000 Jam
6. Faktor kecepatan :
a) Ball bearing 3/13.33
nfn β¦β¦.β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦(15)
7. Faktor umur :
a) Ball bearing 3/1
500
Lhfh β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦....β¦(16)
II-19
8. Kapasitas nominal dinamis spesifik
Pr.fn
fhC β¦β¦..β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦(17)
2.4.5 Perhitungan Pasak
Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-
bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dll pada poros. Momen
diteruskan dari poros ke naf atau dari naf ke poros.
Menurut letaknya pada poros, pasak dibedakan menjadi :
a. Pasak pelana
b. Pasak rata
c. Pasak benam
d. Pasak singgung
Berikut gambar macam-macam pasak yang ditunjukkan Gambar II.20.
Gambar II.15 Macam-Macam Pasak
Yang paling umum dipakai adalah pasak benam yang dapat meneruskan
momen yan besar. Pasak benam mempunyai bentuk penampang segi empat, dimana
terdapat bentuk prismatik dan tirus.
II-20
Jika momen rencana dari poros adalah T (kg.mm), dan diameter poros
adalah ds (mm), maka gaya tangensial F(kg) pada permukaan poros adalah
πΉ =π
(ππ /2)β¦...β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦(18)
Gaya geser bekerja pada penampang mendatar ππ₯π (ππ2) oleh gaya F (kg), dengan
demikian tegangan geser ππ (ππ/ππ2) yang ditimbulkan adalah
ππ =πΉ
ππβ¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦..β¦β¦β¦...β¦.β¦(19)
Dari tegangan geser yang diizinkan πππ(ππ/ππ2), panjang pasak π1(mm) yang
diperlukan dapat diperoleh
πππ β₯πΉ
π.π1, atau π1 β₯
πΉ
πππ . πβ¦β¦β¦.......β¦(20)
Harga πππ adalah harga yang diperoleh dengan membagi kekuatan tarik ππ΅ dengan
faktor keamanan πππ1 Γ πππ2. Harga πππ1 umumnya diambil 6, dan πππ2 dipilih antara 1-
1,5 jika beban dikenakan secara perlahan-lahan, antara 1,5-3 jika dikenakan dengan
tumbukan ringan dan 2-5 jika dikenakan secara tiba-tiba dan dengan tumbukan berat.
Selanjutnya, perhitungan untuk menghindari kerusakan permukaan samping pasak
karena tekanan bidang juga diperlukan. Gaya keliling F (kg) yang sama seperti diatas
dikenakan pada luas permukaan samping pasak. Kedalaman alur pasak pada poros
dinyatakan dengan π‘1 dan kedalaman alur pasak pada naf dinyatakan dengan π‘2. Abaikan
pengurangan luas permukaan oleh pembulatan sudut pasak. Dalam hal ini tekanan
permukaan π (ππ/ππ2) adalah
π =πΉ
πΓ(π‘1 ππ‘ππ’ π‘2)β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦(21)
(Sularso dan Suga, 2013).
2.4.6 Pemilihan Kapasitas Dongkrak Hidrolik Untuk Penekan Pengerolan
Pemilihan kapasitas dongkrak hidrolik yang dibutuhkan adalah sesuai dengan hasil
gaya pembengkokan pipa yang dibutuhkan. Jika kapasitas dongkrak yang dipilih lebih kecil
dari pada gaya pembengkokan, proses roll bending pipa pun tidak akan terjadi karena
kapasitas penekan tidak lebih besar dari gaya pembengkokan, sehingga penekan tidak
II-21
mampu untuk membengkokkannya. Oleh karena iu, kapasitas dongkrak yang dipilih harus
lebih besar dari gaya pembengkokan pipa tersebut.
2.5 Proses Pemesinan
Pemesinan adalah proses deformasi palstis dengan menggunakan tools/mesin
perkakas yang menghasilkan gram, dengan maksud untuk membentuk sesuai dengan
keinginan.
2.5.1 Mesin Bubut
Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda
yang diputar. Bubut sendiri merupakan proses pemakanan benda kerja yang sayatannya
dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang
digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja.
Prinsip kerja dari mesin bubut adalah gerak makan dilakukan oleh pahat dan gerakn
potong dialkukkan benda kerja, pahat bergerak translasi, benda kerja bergerak berputa.
Benda kerja akan diputar/rotasi dengan kecepatan tertentu bersamaan dengan sumbu putar
dari benda kerja. Gerakkan putar dari benda kerja disebut gerak potong relative dan gerak
potong translasi dari pahat disebut gerak umpan (feeding).
Fungsi utama mesin bubut adalah untuk membuat benda-benda berepenampang
siindris. Misalnya, poros lurus, poros bertingkat, poros tirus, poros beralur, poros berulir, dan
berbagai permukaan silindris lainnya. (Widarto, 2008)
2.5.2 Mesin Milling
Mesin milling adalah mesin perkakas untuk mengerjakan/menyelesaikan
permukaan dari benda kerja denagn menggunakan pisau frais/perkakas potong
(milling) yang berfungsi sebagai pahatnya.mengerjakan sesuatu benda kerja pada
mesin milling umumnya disebut mengefrais, misalnya: mengefrais datar,
mengefrais tegak, mengefrais alur, mengefrais gigi, dan sebagainya.
Fungsi mesin milling yaitu meratakan permukaan, membuat alur, membuat
roda gigi, membesarkan lubang, mengebor, meluaskan lubang (reamer) dan lain-
lain..
Sesuai dengan kebutuhannya, mesin frais dibagi menjadi beberapa jenis,
antara lain:
a. Mesin frais datar dimana sumbu pisau penyayatnya horizontal.
b. Mesin frais tegak dimana sumbu pisau penyayatnya terletak vertical.
II-22
c. Dan tipe mesin frais lainnya seperti: mesin frais taret, mesin fraiscopy,
mesin frais tusuk, mesin frauis universal, mesin frais portal. Seperti yang
ditunjukkan pada Gambar II.22 Proses Milling. (Widarto,2008)
2.5.3 Mesin Drilling
Mesin drilling merupakan sebuah alat atau perkakas yang digunakan untuk
melubangi suatu benda. Cara kerja mesin drilling adalah dengan cara memutar mata pisau
dengan kecepatan tertentu dan ditekan kesuatu benda kerja dengan ukuran-ukuran tertentu.
Mesin drilling terdapat dua jenis yaitu mesin drilling duduk dan mesin drilling tangan.
(Widarto, 2008)
top related