4 BAB II STUDY LITERATUR 2.1. Tinjauan Pustaka Fendra Satria dari Universitas Andalas, Padang (2014) dalam “Rancang Bangun Alat Bending Sengkang pada Kolom Skala Laboratorium” telah merancang sebuah mesin penekuk begel di mana pada perancangan alat ini difokuskan pada beberapa elemen kritis pada sistem seperti perancangan poros tumpuan. Selanjutnya dilakukan pembuatan alat berdasarkan hasil rancangan yang telah dibuat. Dari hasil pengujian waktu pengerjaan sengkang menggunakan alat yang dikembangkan diperoleh waktu rata-rata pembuatan lima sengkang sebesar 28 detik, sedangkan jika menggunakan cara konvensional/manual diperoleh waktu rata-rata sebesar 31,48 detik. Gambar 2.1. Mesin Penekuk Manual Begel Ahmad Setiawan dari Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang (2014) dalam “Rancang Bangun Alat Bantu Penekuk Begel Cincin Segiempat Untuk
43
Embed
BAB II STUDY LITERATUR 2.1. Tinjauan Pustakaeprints.umm.ac.id/53173/3/BAB II.pdf · 2019. 9. 9. · 7. Pelumasan Pelumasan diperlukan untuk mengurangi efek gesekan dan meningkatkan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
4
BAB II
STUDY LITERATUR
2.1. Tinjauan Pustaka
Fendra Satria dari Universitas Andalas, Padang (2014) dalam “Rancang
Bangun Alat Bending Sengkang pada Kolom Skala Laboratorium” telah merancang
sebuah mesin penekuk begel di mana pada perancangan alat ini difokuskan pada
beberapa elemen kritis pada sistem seperti perancangan poros tumpuan.
Selanjutnya dilakukan pembuatan alat berdasarkan hasil rancangan yang telah
dibuat. Dari hasil pengujian waktu pengerjaan sengkang menggunakan alat yang
dikembangkan diperoleh waktu rata-rata pembuatan lima sengkang sebesar 28
detik, sedangkan jika menggunakan cara konvensional/manual diperoleh waktu
rata-rata sebesar 31,48 detik.
Gambar 2.1. Mesin Penekuk Manual Begel
Ahmad Setiawan dari Politeknik Negeri Sriwijaya, Palembang (2014)
dalam “Rancang Bangun Alat Bantu Penekuk Begel Cincin Segiempat Untuk
5
Konstruksi Beton”. Pembuatan alat bantu penekuk begel cincin segiempat ini untuk
konstruksi beton yang akan digunakan untuk mempermudah para pekerja bangunan
dalam menekuk begel. Alat ini memiliki 2 roller yang berfungsi untuk
membengkokan begel dimana roller tersebut di gerakan oleh poros handle, yang
mendapatkan tekanan dari tangan. Biaya yang dibutuhkan untuk membuat satu unit
mesin bending begel diameter 8 mm ini adalah Rp. 5.556.736,-. Mesin ini dapat
menekuk begel dalam satu kali tekuk dengan lama pengerjaannya 45 detik untuk
menekuk 3 begel dengan hasil 232 begel dalam satu jam produksi.
.
Gambar 2.2. Mesin Penekuk Begel tenaga Motor
Sedangkan desain yang akan di rancang oleh penulis mempunyai beberapa
kelebihan dari desain perancangan yang sebelumnya antara lain:
- Keseimbangan kerangka dan kaki roda yang lebih baik.
- Kapasitas yang dihasilkan lebih besar.
6
- Lebih mudah dalam pengoperasian.
- Perawatan cukup mudah.
2.2. Proses Bending
Bending merupakan pengerjaan dengan cara memberi tekanan pada bagian
tertentu sehingga terjadi deformasi plastis pada bagian yang diberi tekanan.
Sedangkan proses bending merupakan proses penekukan atau pembengkokan
menggunakan alat bending manual maupun menggunakan mesin bending.
Bending adalah salah satu proses pembentukan yang biasa dilakukan untuk
membuat barang kebutuhan sehari-hari seperti pembuatan komponen mobil,
pesawat, atau peralatan rumah tangga. Proses bending dilakukan dengan menekuk
benda kerja hingga mengalami perubahan bentuk yang menimbulkan peregangan
logam pada sekitar daerah garis lurus (dalam hal ini sumbu netral).
Gambar 2.3. Proses bending
(Sumber: Fundamental of Modern Manufacturing, Second Edition)[2]
Selama panjang busur pada bagian tengah L dari material tidak berubah selama
proses bending, maka L𝜃 = r𝜃, dimana 𝜃 adalah sudut bending dalam radian. Pada
7
posisi y, maka panjang busur bending menjadi L = (r+y) 𝜃 sehingga rumus
regangan teknik dapat dituliskan:
εx = in (1 + 𝑦
𝑟 ) ≈
𝑦
𝑟′
Di mana:
y = Jarak elemen yang mengalami peregangan (mm)
r´ = Jari-jari kelengkungan (mm)
Adapun macam-macam dari proses pembendingan yaitu:
- Bending Ram
Biasanya digunakan untuk membuat lengkungan besar untuk logam yang
mudah bengkok. Dalam metode ini, plat atau pipa ditekan pada 2 poin
eksternal dan ram mendorong pada besi pada poros tengah untuk
menekuknya. Cara ini cenderung membentuk menjadi bentuk oval baik di
bagian dalam dan luar lengkungan.
- Bending Rotary Draw
Digunakan untuk membengkokan besi sebagai pegangan tangan, yang lebih
keras. Bending rotary draw imbang menggunakan 2 cetakan: cetakan
bending stasioner dan cetakan bending dengan diameter tetap untuk
membentuk lengkungan. Cara ini digunakan apabila plat atau pipa yang
akan dibending perlu memiliki hasil akhir yang baik dengan diameter
konstan di seluruh panjang.
- Bending Mandrel
8
Selain cetakan yang digunakan dalam rotary bending, yakni dengan cara
menggunakan support fleksibel yang ikut bengkok dengan logam untuk
memastikan interior logam tidak cacat.
- Bending Induksi Panas
Proses ini mengunakan panas dari kumparan listrik untuk memanaskan area
yang akan dibengkokan, dan kemudian logam dibengkokan dengan cetakan
mirip dengan yang digunakan rotary draw. Logam segera didinginkan
dengan air setelah pembengkokan. Cara ini menghasilkan lengkungan yang
lebih kuat daripada rotary draw.
- Bending Roll
Digunakan ketika diperlukan lengkungan yang besar pada logam. Banyak
digunakan untuk pekerjaan konstruksi. Bending roll menggunakan 3 roller
yang disusun membentuk segi tiga pada satu poros untuk mendorong dan
membengkokan logam.
- Bending Panas
Sistem ini banyak digunakan dalam proses perbaikan, yaitu dengan cara
logam dipanaskan didaerah penekukan sehingga menjadi lebih lunak
Adapun proses bending yang bekerja pada rancang bangun alat ini, yakni
mengadopsi teknik atau proses bending dengan cara rotary atau putaran
yang terdapat pada mesin bending pipa. Kemudian jenis jenis mesin bending
yang akan digunakan pada saat rancang bangun ini akan di jelaskan pada
point berikutnya.
9
2.3. Mesin Bending Begel
Sebagai alat bantu dalam proses pembendingan diperlukan sebuah sistem
yang bekerja sehingga dapat diterapkan dengan baik adapun jenis jenis mesin
bending yakni dibagi menjadi 3 sebagian yaitu:
a. Mesin Bending Begel Manual
Mesin ini menggunakan tenaga manusia yang dibantu dengan bandul
pemberat sehingga tidak menggunakan daya listrik sedikitpun, murni
menggunakan tenaga manusia. Kelebihan mesin ini adalah murah dan
hemat biaya opersionalnya sedangkan kelemahannya hanya cocok untuk
logam dengan diameter kecil.
b. Mesin Bending Begel Hidrolik
Mesin ini menggunakan sistem hidrolik sebagai sumber tenaga penekuknya.
Mesin ini membutuhkan tenaga listrik yang lebih efisien untuk
menggerakan pompa hidroliknya, Fluida yang digunakan berupa oli
hidrolik yang secara berkala harus diganti. Kelebihan mesin ini adalah
mampu menekuk logam yang berdiameter lebih besar dan akurasinya
terkontrol. Sedangkan kekuranganya adalah kerjanya relatif lamban
walaupun konsumsi listrik lebih efisien dibandingkan tipe mekanikal.
c. Mesin Bending Begel Mekanikal
Mesin ini menggunakan tenaga motor listrik yang dibantu dengan gear box
yang berfungsi sebagai pengumpul tenaga. Kelebihan dari mesin ini adalah
berkecepatan tinggi dan tenaganya besar. Kekurangannya yaitu listrik yang
10
digunakan lebih besar dan suaranya berisik serta tingkat kepresisianya
rendah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses pembendingan begel diantara lain:
1. Diameter Begel
Proses bending akan mengakibatkan penarikan pada sisi luar dan
pengkerutan pada sisi dalam diameter kelengkungan. Ketebalan plat/logam
akan berpengaruh pada radius bending yang dibentuk dan kemampuan
material untuk dapat mengalami peregangan tanpa terjadi distorsi.
Jari-jari minimum dalam bending yaitu kemampuan material untuk
menerima beban pembengkokan dengan jari-jari terkecil tanpa
mengakibatkan retak. Hal ini biasa dinyatakan dalam fungsi ketebalan plat
tersebut seperti 2T, 3T atau 4T.
Regangan sebenarnya saat patah pada pengujian tarik:
εf = In (𝐴𝑜
𝐴𝑓) = In (
100
100−𝑟)
Dimana:
r = “percent reduction of area” pada saat pengujian tarik.
εo = In (1 + 1
(2 𝑅
𝑇)+ 1
) = In (𝑅+𝑇
𝑅+ (𝑇
2))
Kedua persamaan diatas dapat disederhanakan sehingga didapatkan:
Minimum 𝑅
𝑇 =
50
𝑟 -1
2. Spring Back
Perubahan plastis yang diikuti dengan balikan pegas secara elastis dalam
proses bending dinamakan Springback.
11
Ks = 𝛼𝑓
𝛼𝑖 =
( 2𝑅𝑓
𝑇 )+ 1
( 2𝑅𝑖 𝑇
)+ 1
Di mana:
Ks = Faktor Spring back
αi = Sudut awal bending
αf = Sudut akhir setelah bending
Ri = Jari-jari awal
Rf = Jari-jari akhir setelah bending
Besarnya springback yang terjadi banyak dipengaruhi oleh faktor
yang tergantung pada besarnya perbandingan R/T dari dimensi material.
Ketika Ks = 1, maka hal ini menunjukkan tidak adanya springback dan Ks=
0 menandakan terjadinya springback secara sempurna.
𝑅𝑖
𝑅𝑓 = 4 (
𝑅𝑖 𝑌
𝐸 𝑇)
3
- 3 (𝑅𝑖 𝑌
𝐸 𝑇) + 1
Dimana:
E = Modulus elastisitas bahan
Y = Tegangan yield dari material pada offset 0,2%
Ri = Jari-jari awal bending
Rf = Jari-jari akhir bending
T = Tebal benda
12
Gambar 2.4. Springback
(Sumber: Manufacturing Processes for Engineering Materials. Thirt
Edition)
3. Panjang Material yang Mengalami Bending (Bend Allowance)
BA = 2π 𝐴
360 (R + Kba t )
Dimana:
BA = Bend Allowence (mm)
A = Sudut bending (o)
R = Jari-jari bending (mm)
t = Tebal material, mm
Kba = Konstanta untuk memperkirakan adanya peregangan
Jika R < 2t, maka Kba = 0,33
Jika R = 2t, maka Kba = 0,50
4. Metode Bending
Prosedur atau metode yang tepat dalam proses pembendingan yang
dilakukan sangat berpengaruh pada kualitas produk yang dihasilkan.
13
5. Ukuran Material
Material dengan ukuran besar apabila dilengkungkan dengan radius yang
kecil akan mudah mengalami distorsi dibandingkan material dengan ukuran
kecil dan radius bending yang besar.
6. Peralatan Pendukung
Peralatan yang digunakan meliputi cetakan, clamp dan mandrel
7. Pelumasan
Pelumasan diperlukan untuk mengurangi efek gesekan dan meningkatkan
efisiensi proses pembentukan.
2.4. Klasifikasi Begel
Baja tulangan beton adalah baja yang berbentuk batang berpenampang
lingkaran yang digunakan untuk penulangan beton, yang diproduksi dari bahan
baku billet dengan cara hot rolling. Berdasarkan bentuknya, baja tulangan beton
dibedakan menjadi 2 jenis yaitu baja tulangan beton polos dan baja tulangan beton
sirip.
14
Gambar 2.5. Baja Tulangan Beton Sirip SNI 07-2052-2002
Baja tulangan beton polos (BJTP) adalah baja tulangan beton berpenampang
lingkaran dengan permukaan rata tidak bersirip dan baja tulangan beton sirip yang
permukaannya memiliki sirip melintang dan rusuk memanjang yang dimaksudkan
untuk rneningkatkan daya lekat dan menahan gerakan membujur dari batang secara
relatif terhadap beton.
Gambar 2.6 Baja tulangan beton polos
Besi tulangan baja polos yang sering digunakan untuk membuat begel pada kolom
beton rumah sederhana yaitu merek KS yang diproduksi oleh PT. Krakatau Steel
15
Tbk. Besi beton KS telah mengikuti peraturan perencanaan beton bertulang untuk
bangunan rumah dan gedung.
2.4.1. Ukuran Diameter Tulangan Baja
Ukuran diameter baja tulangan beton polos tercantum dalam tabel 2.1 dan
baja tulangan beton sirip tercantum dalam tabel 2.2 yang disesuaikan dengan
Standar Nasional Indonesia (SNI)
Tabel 2.1 Diameter Baja Tulangan Beton Polos SNI 07-2050-2002