Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin Volume 7 Nomor 2 Oktober 2022 Hal 164-171 https://journal.
id/index.
php/dynamika/issue/view/2373 ISSN 2548-7590 .
edia onlin.
ISSN 2598-392X .
edia ceta.
PEMBUATAN MESIN TEKUK PELAT SISTEM HIDROLIK MANUAL
UNTUK MEMBUAT CELAH BERBENTUK U
Sckolastika Ninien1.
Prasetyo2.
Firhan Fadhlan Adzima3.
Albert Daniel Saragih4* 1234Jurusan Teknik Mesin.
Politeknik Negeri Bandung *Email: albertdanielsrgh@polban.
ABSTRACT
A new design of a plate bender is needed as not all commercially available plate bending tools can do the task for non-standard dimensions.
The fabrication workshop of Politeknik Negeri Bandung needs a special plate bending tool that can bend a U-shape with a small gap on a single action.
The plate bending machine was designed to optimize the bending process and to be used as a practice facility in the Fabrication Workshop.
The machine uses a hydraulic system with 5 tons maximum capacity, which can perform bending of mild steel plates with a maximum length of 500 mm and thickness of 1.
5 mm.
The plate to be bent is placed on a U-die, and the hydraulic jack is pumped to lower the punch and subsequently press the plate.
The production processes of the plate bending machine include the calculation of frame strength with a reliable safety factor.
The machine has a dimension of 1300, 800, and 800 for height, length, and width, respectively.
It has the capacity to bend a Ushape gap with a diameter of 20 mm and a maximum length of 500 mm.
Keywords: hydraulic, plate bending.
U-shape gap
ABSTRAK
Diperlukan suatu alat khusus untuk membuat bentuk dengan ukuran yang tidak tentu dan tidak memiliki Demikian halnya pada alat penekukan pelat bentuk U dengan ukuran celah yang kecil tidak dapat dibentuk dengan sekali proses oleh mesin khususnya yang terdapat di laboratorium Fabrikasi Politeknik Negeri Bandung, maka diperlukan alat penekuk pelat khusus untuk membuat celah berbentuk U.
Mesin penekuk pelat ini berfungsi untuk mempermudah kerja pengguna serta untuk menunjang fasilitas praktikum di Laboratorium Fabrikasi dengan menggunakan sistem hidrolik.
Alat ini dapat menekuk pelat dengan kapasitas maksimal 5 ton dan panjang pelat yang dapat ditekuk maksimum 500 mm dengan tebal maksimum 1,5 mm.
Pelat yang akan dibentuk diletakan diatas U-die, kemudian dongkrak hidrolik di pompa hingga punch bergerak turun dan menekan pelat.
Pembuatan mesin penekuk pelat dilakukan dengan mengukur kekuatan rangka dengan nilai faktor keamanan.
Ukuran tinggi, panjang dan lebar alat penekuk pelat ini yaitu .
0 x 800 x .
mm dan digunakan untuk membuat celah berbentuk U dengan diameter 20 mm serta panjang maksimal 500 mm.
Kata kunci: hidrolik, penekuk pelat, celah berbentuk U
PENDAHULUAN
Ilmu pengetahuan dan teknologi jelas terlihat pada institusi teknik yang telah Dampak perkembangan teknologi pada institusi teknik telah banyak dirasakan dalam kehidupan seharihari, baik itu di lingkungan pendidikan, rumah tangga, dan lain-lain, yang dapat memudahkan segala bentuk kebutuhan manusia.
Sebagai contoh sederhana diperlukan mesin tekuk pelat Dikirim: 17 September 2022 atau dapat disebut mesin press bending.
Menurut Budiarto .
dan Permana D.
A .
Press Bending adalah alat perkakas yang menggunakan sistem hidrolik otomatis atau manual, pneumatik dan mekanis .
ecara manua.
untuk memotong, membentuk dan menekuk pada material baja ferrous atau non-ferrous.
Pembuatan mesin tekuk pelat harus memperhatikan serta menyeimbangkan antara kebutuhan mesin yang dipakai dengan fungsi Diterima: 17 Oktober 2022 Diterbitkan: 31 Oktober 2022 Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 165 yang akan digunakan, yaitu dalam pemilihan bentuk mesin, kekuatan komponen dan rangka mesin yang akan digunakan.
Menurut Fikri .
dan Marsis .
saat ini sistem hidrolik dikombinasikan dengan sistem lain seperti sistem pneumatik, elektrik, dan mekanik sehingga didapat hasil dari sistem hidrolik yang lebih optimal.
Harga jual mesin penekuk pelat di Indonesia terbilang cukup mahal apalagi bagi institusi teknik dengan kisaran Rp.
s/d Rp.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut, dapat memanfaatkan dongkrak hidrolik .
idrolik manua.
sebagai alat utama dalam proses Selain harga dari dongkrak hidrolik yang murah, pemanfaatan dongkrak hidrolik pada mesin penekuk pelat juga dapat memudahkan operator dalam mengoperasikan dan perawatannya.
Dongkrak hidrolik adalah suatu alat untuk mengangkat, mendorong, atau menekan beban besar dengan menggunakan gaya yang kecil.
Ada banyak penelitian yang telah berhasil dilakukan dalam membuat mesin penekuk pelat seperti yang telah dibuat oleh Suparno Teguh .
Sumarno Edy, dkk .
dan Tyas, dkk .
Namun pada penelitian tersebut tidak memiliki spesifik bentukan celah.
Pada penelitian ini, mesin press bending yang dibuat untuk menekuk pelat memiliki kapasitas hidrolik 5 ton dengan sistem hidraolik manual .
ottle jac.
serta ukuran pelat yang dapat ditekuk panjang maksimal 500 mm dan tebal maksimal 1,5mm dengan jenis material Mild Steel dan memiliki UTS (Ultimate Tensil Strengt.
370 N/mm2.
Pengoperasian alat dengan cara memompa dongkrak hidrolik, pelat yang akan dibentuk diletakan diatas U-dies atau V-dies, kemudian dongkrak hidrolik di pompa hingga penekuk bagian atas .
bergerak turun dan menekan pelat.
Pelat dikeluarkan dengan cara melepas tekanan hidrolik sehingga silinder hidrolik bergerak masuk dan punch bergerak naik karena gaya pegas kemudian mengeluarkan pelat dari samping atau depan/belakang.
Ukuran mesin penekuk pelat yaitu tinggi 1300 mm, panjang 800 mm dan lebar 800 mm, yang digunakan untuk membuat celah berbentuk U dengan diameter 20 mm.
Mesin tekuk ini dapat menekuk bentuk U dengan celah yang relatif kecil dalam sekali proses tekan.
Mesin ini juga dapat dipindah dengan mudah karena sudah diperhitungkan kekuatan rangkanya sesuai nilai faktor keamanan.
METODE
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk merancang dan membuat mesin pengurai tekuk pelat hidrolik manual untuk membuat celah berbentuk U.
Adapun tahapan-tahapan yang dilakukan dalam pembuatan alat ini meliputi, tahapan pertama yaitu menentukan laboratorium, serta melakukan studi literatur dari jurnal ilmiah dan buku.
Setelah menemukan topik penelitian dan mencari referensi maka tahapan selanjutnya adalah memulai perancangan.
Pada tahapan ini dilakukan perhitungan gaya bending dan perhitungan kekuatan rangka yang akan Pada tahap perhitungan didapatkan gaya bending maksimal dan dimensi rangka termasuk komponen bahan yang sesuai.
Langkah selanjutnya yaitu membuat desain alat menggunakan software Solidworks.
Adapun hasil dari desain ini selanjutnya dibuat melalui proses fabrikasi menggunakan alat bantu berupa: mesin las SMAW, mesin gerinda tangan, mesin bor tangan, mesin bubut, meteran gulung, jangka sorong, siku ukur, alat bending plat, kunci pas, dan ring.
Adapun bahan rangka yang digunakan yaitu baja UNP 120 dengan tegangan geser 852 MPa.
Ukuran tinggi, panjang dan lebar alat penekuk pelat ini yaitu .
0 x 800 x .
Pada proses pembuatan dan perakitan alat, alat dan bahan yang telah disediakan dilakukan proses pengukuran, pemotongan, pengeboran, pengelasan, perakitan, dan finishing pada alat.
Pada tahap pengujian Hasil produk yang digunakan untuk percobaan yaitu menggunakan Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 166 ketebalan pelat yang maksimum yaitu tebal 1,5 mm dengan celah berbentuk U.
Hasil penekukan sesuai dengan yang diinginkan dan untuk tinggi kedua sisi bentuk U dapat disesuaikan dengan kebutuhannya.
Kelebihan pada alat ini yaitu dapat membuat bentuk U dengan ukuran celah yang kecil dalam sekali proses, karena punch dapat dibuat lurus sehingga kedua sisi pada bentuk U tidak terhalang oleh bentuk punch seperti pada alat penekuk yang ada di lab fabrikasi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Semua teori perhitungan pada penelitian ini banyak merujuk pada Sularso .
Shigley .
Smith .
dan Suchy I .
Perhitungan gaya bending maksimal Perhitungan untuk menentukan gaya bending maksimal menggunakan dongkrak hidraulik .
ydraulic bottle jac.
untuk menekuk pelat dengan tebal dan panjang benda kerja maksimum 1,5 x 500 mm.
Diketahui :
UTS (Ultimate tensile strengt.
Mild Steel = 360 N/mm2 L = Panjang benda kerja maksimum = 500 mm T = Tebal benda kerja maksimum = 1,5 mm K = Konstanta = 1 W = Die opening = T x 8 .
esuai tabel .
yakni 12 mm Maka, besar gaya bending maksimal:
Fbmaks = = 33.
750 N = 3,375 ton.
Maka dari perhitungan diatas untuk melakukan penekukan pelat material mild steel dengan lebar benda kerja maksimum 500 mm dan tebal maksimum 1,5 mm diperlukan gaya bending 750 N atau 3,375 ton.
Tabel 1.
Menentukan Die Opening (Sularso.
Dongkrak Hidrolik dan Dudukan Dongkrak Hidrolik Menggunakan dongkrak Hidrolik manual .
ottle jac.
dengan kapasitas hidrolik 5 ton dan langkah piston hidrolik A350 mm.
Hidrolik digerakan dengan cara memompa naik-turun menggunakan handle.
Hidrolik dipilih dengan spesifikasi tersebut karena gaya bending perhitungan sebesar 3,375 ton sehingga dipilih hidrolik dengan kapasitas yang lebih besar yaitu kapasitas 5 ton.
Dudukan dingkrak hidrolik berfungsi sebagai tumpuan sehingga dongkrak dapat dipasang dengan baik pada dudukan Dudukan dongkrak hidrolik ini mempunyai ukuran panjang x lebar x tebal yaitu .
x 80 x .
Gambar 1.
Hidrolik bottle jack .
, dudukan dongkrak hidrolik Perhitungan Pengelasan pada Dudukan Dongkrak Hidrolik Diketahui :
F = 15kg = 150 N .
eban yang diterima dudukan hidroli.
Panjang las = 100 mm Tebal pengelasan .
= 2 mm Elektroda E6013 dengan tegangan tarik (Eu = 50000 psi = 413,4 N/mm.
Sf = 2 .
tatis 2-.
Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 167 Gambar 2.
Posisi titik pengelasan Pada gambar 3 diketahui: L1 = L2 = 80 mm Gambar 4.
Pemegang Punch
Tegangan geser ijin las
Syarat Kuat
6,63 O 206,7
Punch bentuk U dan Pemegangnya Punch jenis ini mempunyai fungsi untuk membuat celah berbentuk U .
Punch terbuat dari baja karbon sedang dengan berat Punch dapat dibeli dari pasaran sesuai dengan standar sehingga tidak perlu dibuat dan dapat mengurangi biaya produksi alat press Dudukan punch berfungsi sebagai tempat dipasangnya punch.
Pemegang punch ini menggunakan material baja karbon sedang .
ild stee.
dengan dimensi 600mm x 70 mm x 20 mm .
Gambar 3.
Punch bentuk U Silinder Pada Penekan pada Punch dan perhitungan pengelasan Silinder berfungsi untuk menahan agar gaya tekan dari piston hidrolik sama rata ke tiap ujung penekan supaya didapat hasil penekukan yang baik .
Silinder ini menggunakan material baja St.
37 dengan ukuran panjang 500 mm dan diameter 20 mm.
Silinder ini bersifat semi permanen dan bisa dibongkar pasang jika diperlukan perawatan pada silinder.
Gambar 5.
Silinder penekan pada punch F = 5kg = 50 N .
eban yang diterima Silinder Peneka.
Panjang las (L) = 20 mm .
iameter silinder Tebal pengelasan .
= 2 mm Elektroda E6013 dengan tegangan tarik (Eu = 50000 psi = 413,4 N/mm.
Sf = 2 .
tatis 2-.
Tegangan geser ijin las:
Syarat Kuat:
O a 8,84 O 206,7 .
Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 168 Pegas dan perhitungannya Pegas berfungsi untuk mengembalikan posisi punch dan silinder hidrolik naik.
Jenis pegas yang digunakan helical compression spring dengan diameter 24 mm dan panjang pegas pada posisi preload sebesar 160 mm dengan beban 150,3 N.
Ketika beban yang diterima pegas menjadi .
200,3 N maka panjang menjadi 190 mm.
Perhitungan pegas:
G = 79,3 Gpa (ASTM A.
Fo = 200,3 N.
Fi = 150,3 N Lo = 160 mm.
Li = 190 mm.
= 765 Mpa Kw = 1,2 .
D = 20mm .
Maka nilai diameter kawat .
= 1666,7 N/m = 0,25 m 2,288 x m = 0,0023 mm Maka nilai maximum shear stress:
= 8,7
= 1,168
Maka.
SWF 18-60.
K = 1666,7 N/m.
Lf = 0,25 m.
Ls = 0,098 m Square and ground ends 19,86 coils d = 2,2 mm.
D = 20 mm.
Do = 22,2 mm.
Di = 17,8 mm Cetakan (Di.
bentuk dengan dudukannya dan pin pengikat U die mempunyai ukuran 500 x 50 x 50 .
dan menggunakan material baja C45 .
ambar Gambar 6.
Die bentuk U Dudukan die untuk menahan cetakan (Di.
agar tidak bergerak pada saat melakukan penekukan didapat hasil penekukan yang baik.
Dudukan cetakan ini menggunakan material baja St.
dengan dimensi 500 x 130 x 13 mm .
Pa O Pa .
Maka jumlah kumparan solid length shear stress, outer diameter dan inner diameter pegas = 19,86 kumparan Gambar 7.
Dudukan die 0,098 m = 1666,7 .
,25 Ae 0,.
= 253,3 N = 558 x Pa O Pa .
Do = D d = 0,020 0,0022 = 0,0222 m = 22,2 mm Di = D Ae d = 0,020 Ae 0,0022 = 0,0178 m = 17,8 mm Gambar 8.
Pin pengikat 2 buah pin pengikat menggunakan baja Assental (AS) dengan panjang 200 mm dan diameter 20 mm.
Pin ini terletak dibawah Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 169 dudukan cetakan dan dibagian lubang yang terdapat pada rangka bagian samping.
Defleksi pin pengikat:
Wtot = Wdie Wdudukan die Wbase = 5,03 kg 5 kg 2,4 kg = 12,43 kg = 124,3 N Ftot = Fbmaks Wtot = 33750 124,3 = 33874,3 N = 3,388 KN L = 200 mm = 0,2 m = 0,01 m E = 200 Gpa (Mild Stee.
Maka, nilai defleksi pada pin pengikat adalah:
Dan nilai rotasi pada pin pengikat adalah:
disesuaikan dengan kebutuhannya.
Punch dan die pada alat penekuk bentuk U ini dapat diganti dengan mudah sesuai kebutuhan.
Kelebihan pada alat ini yaitu dapat membuat bentuk U dengan ukuran celah yang kecil dalam sekali proses, karena punch dapat dibuat lurus sehingga kedua sisi pada bentuk U tidak terhalang oleh bentuk punch seperti pada alat penekuk yang ada di lab fabrikasi.
Perhitungan Panjang pelat dibawah ini untuk kedua sisi bentuk U 30 mm.
Maka panjang pelat yang diperlukan .
yco1 = yco3 = = 20 mm yco2 = 11,5 mm Maka panjang total (L) adalah:
L = L1 L2 L3 = 41,5 mm Bentangan pelat untuk bentuk U Gambar 9.
Bentuk U hasil penekukan T .
ebal pela.
1,5 mm.
R .
adius penekuka.
10 mm.
= 180
B1 = B3 =30 mm.
B2 = 20 mm Maka nilai jarak atau letak sumbu netral .
ada sumbu x jika benda kerja diletakan pada di.
R < 2t Ie x =0,33.
R=2t sampai 4t Iex=0,4.
R>4tIex=0,45.
Maka busur tekuk yang diizinkan (A) adalah :
Gambar 10.
Gambar kerja alat penekuk pelat A = (R .
=3,375 mm OO 3mm Hasil penekukan sesuai dengan yang diinginkan dan untuk tinggi kedua sisi bentuk U dapat Gambar 11.
Alat penekuk pelat untuk celah bentuk U Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 170 Gambar 9 menunjukkan hasil produk dari alat penekuk pelat, gambar 10 menunjukan gambar kerja alat penekuk pelat bentuk U dan gambar 11 menunjukkan produk alat penekuk pelat yang telah berhasil dibuat.
Spesifikasi alat Bahan rangka yang digunakan yaitu baja UNP 120 dengan tegangan geser 852 MPa.
Untuk spesifikasi alat dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2.
Spesifikasi Alat Dimensi Kapasitas Berat 1300 x 800 x 800 mm 5 Ton 60,5 kg - Gaya Bending Maksimal F= 33.
750 N = 3,375
- Defleksi Pada Pin Pengikat (V) = 0,016 mm - Rotasi Pin Pengikat ( = 0,038 rad
- Tegangan Bending pada Base
= 4220,4 N
ketahanan bending = 119,953 N/mm2 tegangan bending Tegangan Baut Tegangan ijin Baut ( ) = 400 N/mm2 - Diameter Baut .
= 3,54 mm, maka baut yang digunakan harus lebih besar dari M4 yaitu M8 - Pegas, type yang digunakan SWF 18-60 diameter kawat .
= 0,0023 mm spring rate (K) = 1666,7 N/m spring index (C) = 8,7 maximum shear stress ( ) = 558 x kumparan aktif ( = 19,86 kumparan solid length (L.
= 0,098 m force at the solid length ( ) = 253,3 N length shear stress (P.
= 759 x
SIMPULAN
Alat penekuk pelat untuk celah bentuk dengan diameter 20 mm dan panjang maksimum pelat 500 mm telah berhasil dibuat.
Hasil produk yang digunakan untuk percobaan yaitu menggunakan ketebalan pelat yang maksimum yaitu tebal 1,5 mm .
, ukuran sudah sesuai dengan yang direncanakan dan hasil produk pada bagian dalam tidak mengalami pengkerutan.
Hydraulic bottle jack digunakan sebagai penggerak yang berfungsi untuk menekan punch mempunyai spesifikasi alat sebagai berikut:
Dimensi rangka = .
0 x 800 x .
mm Baut = M8.
M10.
M12 dan M16 Hydraulic bottle jack = 5 ton Berat = 60,5 kg DAFTAR RUJUKAN Fikri.
Perancangan mesin pres sistem hidrolik dengan sudut bervariasi untuk menekuk pelat.
Marsis Wisjnu P & Iswantoro.
Perancangan mesin bending dengan memanfaatkan sistem dongkrak hidrolik Jakarta: Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta.
Permana Dhimas Ady.
Rancang bangun mesin pres semi otomatis.
Surakarta: Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Shigley.
& Mitchell L.
Mechanical engineering design .
th ed.
New York: Mc Glow Ae Hill.
Inc.
Smith.
William F.
Principles of material science and engineering .
nd ed.
Mc.
Graw Hill Publishing Company.
Suchy I.
Hand book of die design .
nd NewYork: Mc Grow-Hill.
Inc.
Sularso.
Dasar perencanaan dan pemilihan elemen mesin.
Jakarta: PT Pradnya Paramita.
Sumarno Edy.
Hafid Abdul.
Ismu.
Joko P, & Heru Bambang.
Rancang bangun mesin tekuk plat.
Serpong:
Prosiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir VII.
Jurnal Dinamika Vokasional Teknik Mesin.
Volume 7.
Nomor 2.
Oktober 2022 | 171 Suparno Teguh.
Perancangan mesin penekuk plat besi .
esin bendin.
Kediri:
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Nusantara PGRI.
Tyas A.
Wahyu P.
, & Bambang.
Perancangan dan analisis kekuatan konstruksi mesin tekuk plat hidrolik.
Mekanika, 12.