APLIKASI SCALING METHOD PADA PERANCANGAN MESIN BOR KHUSUS PRODUK END PLATE

Aplikasi Scaling Method pada Perancangan Mesin Bor Khusus Produk End Plate

APLIKASI SCALING METHOD PADA PERANCANGAN MESIN BOR KHUSUS PRODUK END PLATE Iman Apriana Effendi, S.T.,M.T1, Yuga Nugraha2 (1) Dosen Jur. Teknik Perancangan Manufaktur, Politeknik Manufaktur Negeri Bandung, Jl. Kanayakan 21 Bandung 40135, email: [email protected] (2) Mahasiswa D4 Polman Jur. Teknik Rekayasa dan Pengembangan Produk email: [email protected]

Abstark Scaling method adalah salah satu metode yang digunakan untuk menyekala spesifikasi mesin. Spesifikasi mesin yang diskala mengakibatakan unit berdimensi berubah. Metode ini diaplikasikan dengan empat fase alur kerja scaling method, mulai dari fase penentuan parameter dasar yang diperoleh dari dokumen enjineering dan Modeling. Fase scaling : penentuan persamaan dasar yang menyatakan spesifikasi dan geometri mesin. Pada fase ini akan diperoleh nilai skala yang digunakan. Fase pengembangan : pembuatan model desain baru dengan membuat Modeling dan draft. Fase evaluasi : membandingakan desain scaling dengan desain awal berdasarkan pada spesifikasi dan geometri mesin. Dengan mengikuti alur kerja Scaling method proses perancangan menjadi mudah dan efektif. Setiap proses dilakukan secara sistematis sehingga dapat membimbing perancangan dalam meningkatkan kreativitas dan mengevaluasi hasil perancangan. Hasil dari metode scaling ini memperkecil spesifikasi mesin awal Kata kunci : Methodology scaling, Bilangan standar, Parameter dasar

1. Pendahuluan

skala dimensi yang lebih kecil dari model

Mesin bor end plate merupakan mesin yang berfungsi untuk membuat lubang pada produk end plate. Mesin ini digunakan pada proses pembuatan end plate tahap ke-6 setelah proses embossing dan sebelum proses slotting . Mesin

bor

direncanakan

akan

dikendalikan oleh sistem pengendalian gerak. Untuk memudahkan proses perancangan mesin dengan sistem pengendalian gerak perlu dilakukan tahapan pembuatan model dengan

awal. Model yang lebih kecil digunakan untuk mengetahui karakterisktik mesin awal saat diaplikasikan sistem pengendalian gerak.


2. Scaling Method Menurut Tommaso Misuri, Francesco Battista , dan Mariano Andrenucci, Scaling method merupakan suatu metode yang penting untuk memprediksi spesifikasi sebuah desain dalam fase awal perancangan. Scaling method menghasilkan suatu rancangan mesin baru dengan geometri, ukuran dan speksifikasi yang diskala

dari

model

desain

awal

tanpa

menambahkan atau mengurangi fungsi. Menurut Gambar 1. 1 Mesin bor end plate

Proses perancangan dengan model skala dimensi yang lebih kecil dari model awal dapat dilakukan dengan scaling method. Scaling method adalah salah satu metode yang digunakan mesin.

untuk

memperkecil

Spesifikasi

yang

spesifikasi diperkecil

memungkinkan dimensi pada model awal dapat diperkecil.

jurnal

HET

Scaling

Methodology: Improvement and Assessment, tahapan Scaling method terbagi menjadi empat tahapan yaitu fase penentuan parameter dasar, fase

scaling

(persamaan

dasar),

fase

pengembangan (pembuatan model), dan fase evaluasi (perbandingan antara desain awal dan desain

baru).

menghasilkan

Proses

perancangan

suatu

kontruksi

akan dengan

spesifikasi yang diskala. A. Fase penentuan parameter dasar Berdasarkan kontruksi enjineering

pembacaan

melalui dan

modeling

dokumen berupa

diagram fungsi dan struktur (FMS), didapat 14 parameter dasar dari 6 fungsi mesin bor end plate . Parameter dasar ini adalah spesifikasi dari mesin bor end plate yang akan berubah karena

penyekalaan pada

kontruksi.

Gambar 1. 2 Ilustrasi mesin yang diperkecil

dimensi


Tabel 2. 1 Daftar parameter dasar

No

Fungsi

Spesifikasi

unit

1

Pemegang benda kerja

Gaya cekam palet

N

2

Pemosisian benda kerja

Kecepatan

mm/s

Waktu

s

Daya (actuator)

kW

Putaran (actuator)

rpm

Pengangkatan dan penurunan

Gaya angkat

N

benda kerja

Kecepatan

mm/s

Waktu

s

Gaya cekam

N

Kecepatan

mm/s

Waktu.

s

Gaya Pengeboran

N

Daya (actuator)

kW

Putaran (actuator)

rpm

Kecepatan sudut

deg/s

3

4

5 6

Stripper (pencekaman)

Pengeboran Perputaran benda kerja

B. Fase scaling (persamaan dasar) Fase ini akan menghasilkan

melakukan

scaling

analisis

untuk

persamaan

yaitu

mengetahui

dua

nilai skala (size range). Menurut

persamaan

fisik

David Randall yang dikemukakan

geometri.

pada jurnal Dimensional Analysis,

tersebut akan diperoleh nilai skala

Scale

(size range).

Analysis,

and

Similarity

Dari

dan

persamaan

kedua

persamaan

Berdasarkan referensi roloff

Theories untuk menghasilkan nilai skala perlu melakukan tahapan scaling

suatu

mesin

analisis. Pada tahapan ini penulis

mengalami

yang

diskala

perubahan

akan

spesifikasi.

spesifikasi dapat dilihat pada tabel 2.2.


Tabel 2. 2 Kinerja fungsi

Penyekalaan dimensi pada produk end

awal. Dengan bantuan dari tabel 2.2

plate dengan skala 0,5 mengubah

kinerja fungsi didapat spesifikasi dan

spesifikasi

geometri untuk mesin scaling sebagai

mesin

bor

end

plate

berikut :

menjadi lebih kecil dari spesifikasi

Tabel 2. 3 Spesifikasi dan geometri mesin baru

Fungsi Pemegang kerja

Pemosisian kerja

benda

Spesifikasi

Geometri

Gaya cekam palet:

Diameter palet : 130 mm

1,72 N

Tebal palet : 68 mm

benda Putaran : 4259 rpm

Dimensi PxL : 42x42

Daya : 0,09kW Kecepatan 111,5mm/s Waktu :1,25detik

:

Desain


Pengangkatan dan Gaya lifter:425,418 N penurunan

Diameter rod :

benda Kecepatan : 10mm/s

kerja

25,4mm

Waktu pergerakan Turun : 0,5detik Naik : 0,5detik

Stripper

Gaya stripper :

Diameter rod :

(pencekaman)

1,53517 x103 N

15,87mm

Kecepatan : 7,5mm/s Waktu pergerakan Turun : 2detik Naik : 1detik Pengeboran

Gaya pengeboran :

Diameter bor : 6mm

1023.45 N

Perputaran

benda Kecepatan sudut :

kerja

Diameter worktable :

0.261 rad/s

C. Fase pengembangan (pembuatan

Ø100mm

cad-data 3D Modeling dan draft. Pada fase ini akan terlihat jelas bentuk dari

model) Fase Pengembangan adalah fase pembuatan model desain berupa

mesin yang diskala. 

Modeling mesin yang diskala


Gambar 2. 1 Mesin bor end plate



Palet

(a)

(b)

(c) Gambar 2. 2 . a) Palet kecil, b) Palet sedang, c) Palet besar


melakukan perbandingan berdasarkan

D. Fase Evalusi ( Validasi

pada spesifikasi dan geometri mesin

kemampuan desain) merupakan

yang diskala terhadap mesin awal.

tahapan terakhir yaitu memverifikasi

Hasil perbandingan menyatakan rasio

kontruksi yang diskala dengan cara

pengecilan antara mesin scaling dan

Tahapan

ini

mesin awal. Tabel 2. 4 Perbandingan spesifikasi

No

Fungsi

1

Pemegang benda kerja

2

Pemosisian benda kerja

3

Pengangkatan dan penurunan benda kerja

4

Stripper (pencekaman)

5

Pengeboran

6

Perputaran benda kerja

Unit

Besaran spesifikasi awal

Gaya cekam palet Kecepatan Waktu Daya (actuator) Putaran (actuator) Gaya angkat Kecepatan naik Kecepatan turun Waktu naik Waktu turun Gaya cekam Kecepatan naik Kecepatan turun Waktu naik Waktu turun Gaya Pengeboran Daya (actuator) Putaran (actuator)

N mm/s s kW rpm N mm/s mm/s s s N mm/s mm/s s s N kW rpm

16.73 111.5 2.5 0.3 6388 825.689 10 10 1 1 1660 15 7.5 2 4 2213.86 1.47 1018.59

1.15 111.5 1.25 0.09 4259 114.71 10 10 0.5 0.5 1535.17 15 7.5 1 2 1023.45 0.59 1856.3

0.07 1 0.5 0.3 0.67 0.14 1 1 0.5 0.5 0.92 1 1 0.5 0.5 0.46 0.40 1.82

Kecepatan sudut

rad/s

0.261

0.261

1

Spesifikasi

Besaran spesifikasi diperkecil

Rasio pengecilan


Tabel 2. 5 Perbandingan geometri

348 220 998 720 210 139 647 165.5 12.5

Geometri diperkecil 174 110 499 360 130 68 325.85 80 6

Rasio pengecilan 0.5 0.5 0.5 0.5 0.62 0.49 0.50 0.48 0.48

Diameter rod (mm)

44.45

15.875

0.36

Diameter worktable (mm) Panjang (mm) Lebar (mm) Tinggi (mm)

170 385 310 492

100 180 160 292

0.59 0.47 0.52 0.59

Diameter rod (mm)

25.4

15.875

0.63

Panjang (mm) Lebar (mm) Tinggi (mm) Diameter ballscrew (mm) Panjang (mm) Lebar (mm) Panjang (mm) Lebar (mm) Tinggi (mm)

92 70 30.2 18 62 62 1463 700 977

33.9 27 10 12 40 40 800 350 560

0.37 0.39 0.33 0.67 0.65 0.65 0.55 0.5 0.57

Persamaan Geometri Produk terkecil Produk terbesar Palet kecil Palet besar Selfeeder

Parameter

Geometri awal

Diameter luar (mm) Diameter dalam (mm) Diameter luar (mm) Diameter dalam (mm) Diameter palet (mm) Tebal palet (mm) Diameter palet (mm) Tebal palet (mm) Diameter mata bor (mm)

Silinder hidrolik stripper Rotary table Meja rotary Silinder hidrolik lifter Linier motion Ballscrew Motor servo

Rangka mesin

3. Kesimpulan

a. Scaling method adalah metode

c. Data produk, specs mesin, dan penggunaan komponen standard

yang digunakan untuk

merupakan informasi yang sangat

menyekalakan spesifikasi mesin

penting untuk melakukan scaling

bukan dimensi

analisis. Scaling analisis akan

b. Dengan memperkecil spesifikasi

menghasilkan

batasan

batasan

mesin maka ukuran dan geometri

dalam menentukan nilai skala (size

pada mesin dapat diperkecil.

range).


4. Daftar Pustaka 1. H. Wittel, D. Mush, D. Jannasch, J. Voßiek (2013), Rolofff/Matek maschinelemenete, DOI 10.1007/978-3-658-02327-0-24, Reutlingen : Springer 2. G. Pahl and W. Beitz. 2007. Engineering Desain: A Systematic Approach; Inggris: Springer 3. Misuri, T, Andrenuci, M. 23 july 2008.. HET Scaling Methodology: Improvement and Assessment, University of Pisa. 4. Randal, D. 20 November 2012 Dimensional Analysis, Scale Analysis, and Similarity Theories. Atmospheric Science. 5. Rochim,T (1993), Teori dan Teknologi Proses Permesinan, Jakarta : HEDS. 6. Yotaro Hatamura. 1999. The Practice of Machine Desain. Inggris: Clarendon Press – Oxford. 7. P.H. Joshi. 2007. Machine Tools Handbook, Desain and Operation; Inggris: McGRAW-HILL. 8. Rexroth: Cylinder Catalog; Inggris: Rexroth 9. THK General Catalog: LM Guide. Inggris: THK 10. THK General Catalog: Ball Screw. Inggris: THK 11. Omron : Motor Servo Catalog 12. Enjineering Desain Assistance

APLIKASI SCALING METHOD PADA PERANCANGAN MESIN BOR KHUSUS PRODUK END PLATE

Recommend Documents