BAB III METODE PERANCANGAN VDI 2222

BAB III METODE PERANCANGAN VDI 2222

3.1

Tahap - tahapan Dalam Proses Perancangan Bab ini berisi penjelasan tahapan perancangan Mesin Rough Maker Diameter

Internal Pipa PP Ø600 . Metode perancangan yang digunakan mengacu pada tahapan perancangan yang dirumuskan oleh VDI 2222 (Verein Deutsche Ingenieuer / Persatuan Insinyur Jerman). Berikut ini diagram metode perancangan yang digunakan untuk menyelesaikan tugas akhir.

3.2

Menganalisa 3.2.1 Konsultasi Pemesanan Dalam hal ini pihak pemesan atau customer yang memesan pipa polypropylene

Ø 600 dengan diameter dalam sudah dikasarkan dengan tingkat kekasaran min N 12 ( ISO1302 - 1978 ).

19 http://digilib.mercubuana.ac.id/

3.2.2 Analisa Produk Produk yang dipesan adalah pipa polypropylene Ø 600 dengan panjang 12 meter dengan diameter dalam sudah dikasarkan. Pipa

polypropylene tersebut

dikasarkan dengan tujuan untuk kemudian dilapisi pipa Copolymer Adhesive. Copolymer Adhesive tersebut berfungsi untuk menjaga temperatur minyak agar minyak tetap mengalir.

Gambar 3.1 Pipa Polypropylene sebelum dikasarkan

3.2.3 Pengumpulan data Dengan pengumpulan data ini penulis melakukan langkah awal, diantaranya : 1. Menerima daftar tuntutan yang diberikan dari customer. 2. Menganalisa cara kerja dan proses pengerjaan manual. 3. Kuesioner.


`3.3 Membuat Konsep

3.3.1 Penjelasan Pekerjaan Pekerjaan yang dilakukan dalam hal ini adalah mengasarkan diameter internal pipa polypropylene Ø 600. Proses pengasaran ini menggunakan satu alat yang disesuaikan dengan situasi perusahaan. Dengan acuan yaitu tingkat kekasaran permukaan minimal N12 ( ISO1302 - 1978 ), maka penulis merancang suatu alat dengan acuan tersebut.

3.3.2 Daftar Tuntutan Daftar tuntutan adalah suatu hal yang ingin dipenuhi oleh penulis sebagai tolak ukur dalam membuat suatu rancangan.Tuntutan dibagi menjadi dua yaitu tuntutan utama, tuntutan keinginan. Tuntutan utama adalah hal yang harus dipenuhi dalam membuat alat, sedangkan tuntutan keinginan adalah hal yang bersumber dari pengguna.

Tabel 3.1 Daftar Tuntutan . No 1

Daftar Tuntutan Tuntutan Utama a. Kekasaran pipa b. Kecepatan pengasaran pipa c. Waktu proses pengasaran

2

Kualifikasi

min N12 2 m / menit 6 menit / pipa

Tuntutan Kedua a. Mudah dipindahkan / portabel b. Mudah pembuatan dan perakitan


c. Operator

mudah

dalam

mengoperasikanya

3.3.3 Pembagian Fungsi Pada tahap ini dilakukan pembagian fungsi pada mesin rough maker pipa sebagai sarana pencarian alternatif dan pemecahan masalah fungsi tersebut. Fungsi keseluruhan mesin rough maker pipa sendiri adalah untuk mengasarkan internal pipa polypropylene dengan kekasaran min N12.

Energi Gerak

Energi Listrik Pipa PP yang belum kasar Tangan

Mesin pengasar

Pipa PP yang sudah kasar

pipa PP

Tangan

Gambar 3.2 Sketsa Black Box

Fungsi roda tumpuan atas

Fungsi Rangka utama

Sistem Penggerak

Sistem pengasar

Fungsi Roda tumpuan bawah

Gambar 3.3 Sketsa Awal Mesin Pengasar


MENGASARKAN DIAMETER DALAM PIPA PE Ø620

SISTEM PEMINDAH

LISTRIK

SISTEM RANGKA

PIPA PP

PIPA PP SUDAH

BELUM KASAR

KASAR SISTEM PENGASAR

Gambar 3.4 Diagram penguraian fungsi

Mesin Pengasar Pipa

Sistem Pemindah

Alat Pengasar

Sistem Pengasar

Sistem Penggerak

Roda Tumpuan Atas

Rangka Utama

Sistem Rangka

Gambar 3.5 Diagram fungsi bagian


Prinsip kerja mesin rough maker pipa sendiri adalah, ketika mesin dimasukkan kedalam pipa polypropylene Ø 600 dan tombol untuk menghidupkan mesin dinyalakan, maka sumber penggerak akan hidup dan memberi keluaran berupa putaran yang disalurkan melalui sebuah elemen transmisi ke rangka paling depan yang diujungujungnya terdapat sebuah fungsi pengasar. Fungsi pengasar inilah yang berputar menyentuh permukaan dalam pipa dan mengasarkan permukaan dalam pipa. Fungsi roda adalah sebagai support atau landasan mesin pengasar berjalan di permukaan dalam pipa ketika mesin sedang berjalan mengasarkan diameter internal pipa. Konstruksi rangka yang digunakan haruslah sepusat dengan sumbu pipa agar tetap stabil dalam pergerakanya.

Tabel 3.2 Kotak Morfologi Kriteria Fungsi Rangka

Alternatif 1

Alternatif 2

Alternatif 3

Benda Tuangan

Profil C

Square Tube

Fungsi Roda Tumpuan Atas Fungsi Penumpu Roda Atas Fungsi Sumber

Urethan Caster

Pegas di antara profil

Nylon Caster

Pegas di luar profil

Ball Caster

Pegas

di

dalam

profil Motor Listrik AC

Motor Listrik DC

Motor AC Servo

Fungsi Pengasar

Sikat Paku

Sikat Kawat

Ampelas

Fungsi Pemindah

Mesin Penarik

Poros Pendorong

Sistem Transmisi

Penggerak


3.3.4 Alternatif Fungsi Bagian` 3.3.4.1 Fungsi Rangka

Tabel 3.3 Alternatif Fungsi Rangka A1

Alternatif 1

Rangka dari tuangan

A2

Alternatif 2

Rangka dari profil C

A3

Alternatif 3

Rangka dari profil square tube

Kelebihan:

Kelebihan:

Kelebihan:

- Lebih Rigid

- Part Standard

- Part Standard

- Kuat menahan gaya radial yang

- Mudah permesianan

- Mudah permesinan

besar

Kekurangan:

Kekurangan:

- Sulit dalam permesinan lanjut

Kekurangan:

- Bentuk profil sulit dalam memenuhi tuntutan fungsi

- Kurang mampu menahan gaya radial

3.3.4.2 Fungsi Roda Tumpuan Atas

Tabel 3.4 Alternatif Fungsi Roda Tumpuan Atas B1

Alternatif 1

Urethan Caster

B2

Alternatif 2

Nylon Caster

B3

Alternatif 3

Ball Caster


Kelebihan:

Kelebihan:

Kelebihan:

- Part Standard

- Part Standart

-Part standard

- Mempunyai mobilitas yang bagus

- Punya mobilitas yang bagus

-Menumpu ke pipa pada satu titik sehingga gaya geseknya kecil

Kekurangan:

Kekurangan:

- Menumpu ke pipa dalam bentuk

- Menumpu

Kekurangan: ke

pipa

seluruh

dalam

seluruh permukaan roda, sehingga

bentuk

gaya geseknya besar

roda, sehingga gaya geseknya

- Dalam

permukaan

kadaan

konstruksi

tertentu

penumpu

dapat

berputar

besar

3.3.4.3 Fungsi Penumpu Roda Atas

Tabel 3.5 Alternatif Fungsi Penumpu Roda Atas C1

Alternatif 1

Konstruksi Pegas di antara

C2

Alternatif 2

Konstruksi pegas di luar

profil Kelebihan: - Pegas bekerja dengan baik

Kekurangan: - Perlu permesinan tambahan

C3

Alternatif 3

Konstruksi Pegas di dalam profil

Kelebihan: - Konstruksi memenuhi

Kelebihan: - Pegas bekerja dengan baik

Kekurangan:

Kekurangan:

- Fungsi pegas tidak bekerja

- Proses

dengan baik

assembling

dan

permesinan rumit


3.3.4.4 Fungsi Sumber Penggerak

Tabel 3.6 Alternatif Fungsi Sumber Penggerak D1

Alternatif 1

D2

Motor Listrik AC Kelebihan:

Alternatif 2

Motor listrik DC

D3

Alternatif 3

Motor AC servo

Kelebihan:

Kelebihan:

- Daya besar

- Kontrolnya mudah

- Gaya angkat besar

- Tidak ada slip

- Harga Murah

- Dapat dikontrol keluaran dayanya

- Harga Murah

-Putaran smooth dan stabil

Kekurangan: - Kecepatan

Kekurangan: tidak

mudah

dikontrol

Kekurangan:

- Daya relatif kecil

- Tidak bisa mengunci pada posisi

- Tidak Tahan lama

yang ditetapkan

- Power faktor rendah pada beban

- Harga mahal

ringan

- Perawatanya susah

3.3.4.5 Fungsi Pengasar

Tabel 3.7 Tabel alternatif fungsi pengasar E1

Alternatif 1

Sikat Paku

E2

Alternatif 2

Sikat Kawat

E3

Alternatif 3

Ampelas polish


Kelebihan:

Kelebihan:

Kelebihan:

- Konstruksinya kuat

- Bulu sikatnya kaku

- Permukaan disekelilingya

- Ujung-ujung pakunya tajam sehingga

- Menyatu dan tajam

kasar

- Goresan yang dihasikan banyak

Sehingga mampu dalam

mampu menggores permukaan plastik

mengasarkan permukaan pipa

Kekurangan: - Beban dari sikat paku buatan berat - Perlu

permesinan

tambahan

Kekurangan:

Kekurangan:

- Jika digunakan terus menerus

- Permukaan

untuk

makan

membuatnya

bulu

sikatnya

akan

kasarnya

disekeliling bukan dibagian

terburai

atasnya sehungga apabila dipakai kurang maksimal dalam pengasaranaya

3.3.4.6 Fungsi Pemindah

Tabel 3.8 Tabel alternatif fungsi pemindah F1

Alternatif 1

F2

Mesin Penarik

Alternatif 2

Poros Pendorong panjang

F3

Alternatif 3

Konstruksi Sistim Transmisi

12 m Kelebihan:

Kelebihan:

Kelebihan:

- Rpm motor dapat ditentukan

- Mudah permesinan

- Part Standard - Mampu

Kekurangan : - Perlu

permesinan

Kekurangan: tambahan

dalam pembuatan partnya - Bukan part Standard

Kekurangan:

- Melengking saat digunakan untuk

mendorong

ketika

- Dibutuhkan tempat khusus untuk meletakkanya pada rangka

pada jarak tertentu


3.3.5 Pembuatan Alternatif Fungsi Keseluruhan Dari kotak morfologi yang telah dibuat diatas, maka alternatif – alternatif fungsi bagian dikombinasikan atau dikelompokkan menjadi satu alternatif fungsi keseluruhan yang terbagi menjadi tiga macam Tabel 3.9 Alternatif Fungsi keseluruhan ALTERNATIF FUNGSI BAGIAN NO

FUNGSI BAGIAN ALT 1

ALT 2

ALT 3

1

Fungsi Rangka

A1

A2

A3

2

Fungsi Roda Tumpuan Atas

B1

B2

B3

3

Fungsi Penumpu Roda Atas

C1

C2

C3

4

Fungsi Sumber Penggerak

D1

D2

D3

5

Fungsi Pengasar

E1

E2

E3

6

Fungsi Pemindah

F1

F2

F3

AFK 1

AFK 2

AFK 3

AFK*

*AFK = Alternatif Fungsi Keseluruhan Berdasarkan tabel alternatif fungsi keseluruhan diatas, didapat tiga rumusan alternatif fungsi keseluruhan yang kemudian divisualisasikan dalam model 3D . 3.3.5.1 Alternatif Fungsi Keseluruhan 1 ( AFK 1 ) Poros Pendorong Penumpu Roda

Ampelas Rangka Tuangan

Motor DC Nylon Caster

Gambar 3.6 Alternatif Fungsi Keseluruhan 1


Rangka yang digunakan adalah rangka yang terbuat dari besi tuang. Dengan bentuknya yang rigid maka dapat menopang part- part yang digunakan dan mampu menahan gaya radial. Sumber penggerak pengasar menggunakan motor listrik DC yang putaranya searah, pengasar menggunakan amplas polishing yang sudah terdapat dipasaran. Penumpu roda saat besentuhan dengan permukaan diameter pipa dalam adalah dengan menggunakan sistem slot, dimana pegas berada didalamnya sehingga penumpu dapat bergerak fleksibel dan mempermudah dalam memasukkan mesin. Mesin tersebut ditarik menggunakan mesin penarik buatan yang telah diatur kecepatan penarikanya Keuntungan : 1. Kecepatan dapat diatur sehingga mesin berjalan mundur dengan konstan 2. Pengasar dan motor DC telah tersedia di pasaran 3. Rangka rigid karena terbentuk dari tuangan 4. Penumpu roda flexible Kerugian : 1. Proses permesinan benda tuangan sulit 2. Pengasaran oleh amplas polish kurang efektif karena hanya menggunakan sisi melingkaranya bukan ujungnya 3. Daya keluaran motor DC relatif Kecil 4. Pembuatan mesin penarik akan menggunakan dana tambahan lagi 5. Operator lebih dari satu dan operator harus masuk kedalam pipa untuk mengaitkan tali pada mesin.


3.3.5.2 Alternatif Fungsi Keseluruhan 2 ( AFK 2 )

Poros pendorong

Urethane Caster Motor AC Servo Rangka Profil C Penumpu roda atas Sikat Paku


Rangka menggunakan Profil C dengan proses permesinan lanjutan oleh pabrikasi, penggerak menggunakan motor AC servo yang dapat diatur kecepatanya, pengasar menggunakan sikat paku buatan yaitu paku berukuran sekitar ¼ inchi dipasang pada suatu pelat yang terdapat gagang, penumpu roda menggunakan pegas tekan sehingga dapat bergerak fleksibel, agar mesin bisa berjalan maka digunakan poros pendorong untuk mendorongnya maju. Keuntungan : 1. Proses permesinan rangka mudah karena dibuat dari profil 2. Ujung paku yang tajam dapat menggores permukaan pipa dengan mudah 3. Motor Ac servo dapat dikontrol 4. Pengasar menggunakan paku yang sangat kuat


Kerugian : 1. Di satu sisi sangatlah susah proses pembuatan rangka dengan profil U karena bentuknya memang susah dalam proses permesinan 2. Motor AC Servo relatif mahal 3. Paku menghasilkan goresan tetapi tidak terlalu dalam karena luas permukaan ujung- ujung paku akan mambesar dan tidak tajam lagi 4. Poros sepanjang 12 m tidak memungkinkan untuk mendorong pipa masuk kedalam pipa dengan baik karena akan melenting dan jika menggunakan poros tersebut akan membutuhkan area 2 kali lipat panjang poros.

3.3.5.3 Alternatif Fungsi Keseluruhan 3 ( AFK 3 )

Ball Caster

Sistem Transmisi Motor AC

Square Tube

Pegas di antara profil Sikat Kawat



Rangka menggunakan profil square tube dengan proses pabrikasi pengelasan dan proses pengerjaan lainya, sumber penggerak untuk memurtarkan sikat kawat menggunakan motor listrik AC, Sedangkan untuk menggerakkan mesin agar dapat berjalan linier menggunakan motor dengan reducer. Penumpu roda yang menempel pada permukaan dalam pipa menggunakan sistem pegas tekan diantara rangka penumpu, pengasar menggunakan sikat kawat yang terdapat dipasaran.

Keuntungan : 1. Rangka dibuat dari profil sehingga mudah dalam permesinan 2. Pengasar menggunakan sikat kawat, selain terdapat dipasaran sikat kawat menghasilkan goresan yang merata pada permukaan pipa 3. Motor AC yang digabungkan dengan reducer mempunyai daya yang besar sehingga dapat mengasarkan dengan maksimal 4. Pemumpu roda yang fleksibel sehingga dapat menyesuaikan gaya pengasaran di dalam pipa Kerugian : 1. Rangka kurang mampu dalam menahan gaya radial sehingga harus ditambah beban rangka 2. Membutuhkan ruang yang besar unutk meletakkan sistem transmisi di belakang

3.3.6 Penilaian Variasi Konsep Keseluruhan Berdasarkan Kuesioner 3.3.6.1 Kriteria Penilaian Penilaian dilakukan untuk memilih alternatif fungsi keseluruhan yang akan dikembangkan lebih lanjut dalam fase perancangan produk. Penilaian akan memberikan


alasan pemilihan suatu konsep rancangan optimal yang didasarkan pada aspek – aspek tertentu yang menentukan layak atau tidak layaknya suatu konsep rancangan untuk direalisasikan. Aspek – aspek tersebut adalah aspek teknik yang terdiri dari fungsi utama, pengoperasian, kehandalan, konstruksi, kemudahan dalam perawatan dan aspek ekonomis. Penilaian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Tabel 3.10 Kriteria penilaian Kurang

Sedang

Baik

Baik Sekali

1

2

3

4

3.3.6.2 Penilaian Dari Aspek Teknis

Tabel 3.11 Penilaian Aspek Teknis Alternatif Fungsi Keseluruhan AFK No.

Aspek yang dinilai

Bobot

Nilai

AFK 1

AFK 2

AFK 3

Ideal

1

Pencapaian Fungsi

4

4

16

4

16

4

16

4

16

2

Konstruksi

3

2

6

2

6

3

9

4

12

3

Kemudahan permesinan

3

2

6

3

9

3

9

4

12

4

Kepresisian alat

3

4

12

4

12

4

12

4

12

5

Kemudahan Perakitan

3

2

6

3

9

3

9

4

8

6

Penanganan

2

3

6

3

6

3

6

4

8

Nilai Total Persentase (%)

52 65

58 72.5

64 80

80 100%


3.3.6.3 Penilaian dari Aspek Ekonomis

Tabel 3.12 Penilaian Aspek Ekonomis Alternatif Fungsi Keseluruhan AFK No.

Aspek yang dinilai

Bobot

AFK

AFK 2

AFK 3

Nilai Ideal

1 1

Biaya Pembuatan

4

2

8

3

12

3

12

4

16

2

Biaya Perawatan

3

3

9

3

9

3

9

4

12

4

2

8

2

6

3

12

4

12

3

Optimasi Komponen Standart Nilai Total

25

Persentase (%)

62.5

27 67.5

33 82.5

40 100.00

3.3.6.4 Pengambilan Keputusan Dari hasil penilaian berdasarkan kuesioner kedua aspek diatas maka fungsi kombinasi yang paling ideal adalah alternatif fungsi keseluruhan 3 (AFK 3) karena dinilai dari aspek teknis dan ekonomisnya mempunyai nilai yang paling baik.

3.4 Merancang 3.4.1 Pra Desain Pada tahap ini hasil alternatif yang telah didapat, dibuat draft rancangan dan spesifikasi beberapa part kemudian diberikan optimalisasi rancangan jika memang diperlukan.


3.5 Penyelesaian Pada tahap penyelesaian ini dibuat gambar kerja susunan dan gambar kerja detail yang nantinya akan digunakan sebagai informasi dalam proses manufaktur juga sebagai bahan dalam pembelian part – part standar yang digunakan ( dijelaskan di Bab 4 ).


BAB III METODE PERANCANGAN VDI 2222

Recommend Documents