14/11/2012
Unang Ridwan F14070015
Di bawah bimbingan : DR. Ir. Desrial,M.Eng
PENDAHULUAN LATAR BELAKANG 1. Kebutuhan perancangan teknik yang cepat, tepat, dan presisi. 2. Sistem perancangan manual yang dilakukan oleh manusia cukup lama dan hasilnya terkadang tidak optimum. 3. Belum banyak pemanfaatan teknologi CAD dengan bahasa pemprograman secara luas. 4. Komponen sistem transmisi puli-belt dan rantai sproket merupakan yang sering digunakan dalam perancangan mesin pertanian.
1
14/11/2012
PENDAHULUAN RUANG LINGKUP
Penelitian dibatasi pada penggunaan teknik desain otomatis dan sistem CAD untuk merancang sistem transmisi jenis puli-sabuk dan sproket-rantai beserta komponen yang menyusunnya yang berupa poros, dan, pasak. Software akan dihubungkan dengan software CAD untuk menghasilkan gambar teknik secara konseptual
PENDAHULUAN TUJUAN
Penelitian ini bertujuan: • Membangun protipe perangkat lunak untuk pendukung proses perancangan teknik elemen transmisi sabuk-puli dan rantai-sproket. • Memanfaatkan teknologi perangkat lunak dalam proses perancangan teknik dengan menggunakan software CAD yang sudah ada (AutoDesk AutoCad)
2
14/11/2012
TINJAUAN PUSTAKA Perancangan Teknik Perancangan teknik (engineering design) adalah sebuah proses sistematis untuk mendapatkan solusi terhadap kebutuhan manusia. Perancangan (design) adalah esensi dari engineering. Proses desain digunakan terhadap kebutuhan yang komplek (Arvid R. Eide et al, 2002).
Informasi umum
Informasi spesifik
Operasi Perancangan NO
Outcome
evaluasi
YES
Ke tahap berikutnya
Modul dasar operasi perancang teknik (M. Asimow dalam George D. Dieter, 2000)
TINJAUAN PUSTAKA CAD system
George E. Dieter (200) menyebutkan bahwa CAD lima keuntungan
penting dalam proses perancangan teknik. 1. Otomatisasi dalam tugas desain yang rutin untuk meningkatkan produktifitas designer dan engineer serta membebaskan mereka untuk lebih banyak tugas yang kreatif. 2. Kemampuan untuk mendesain dalam tiga dimensi meningkatkan kapasitas rancangan konseptual, dan karenanya meningkatkan kualitas desain. 3. Desain solid model untuk menciptakan basis data geometri digital yang dapat ditransfer ke hilir untuk mengijinkan analisis teknik dan simulasi, memiminumkan biaya uji prototype. 4. Transfer elektronik basis data desain untuk proses manufaktur (CAD/CAM) dimana hal itu digunakan untuk menghasilkan rekaman NC untuk machining pada computerized machine tools, atau untuk pengembangan process plan. 5. Desain tanpa kertas berkembang, dimana basis data digital dikirim ke konsumen dan supplier.
3
14/11/2012
TINJAUN PUSTAKA METODE KOMPUTER
FASE
Basis
Penjelasan dan definisi tugas
Pengoalahan Informasi
Konsepsi
Optimisasi Kecerdasan Buatan
Pengetahuan P E
Basis data
R A
Basis contoh
Bentuk Geometri
Komputer Grafis Pemodelan Geometri Kecedasan Buatan
Analisis dan
Optimisasi
N C
Optimisasi
Finite Element Methodes
A N
Gambar Detail
(FEM) CAD
G A N
Pengujian dan Verfikasi
METODE
Perencanaan
Analisis
Desain
Implementasi
Pengujian
SYSTEM DEPELOVMENT LIFE CYCLE (SDLC) WATERFALL
4
14/11/2012
HASIL DAN PEMBAHASAN Gambaran Umum sistem Proses perencanaan dan perhitungan secara umum menggunakan metode yang dilakukan oleh Sudarso dan K. Suga (1978), dengan beberapa perubahan proses untuk memudahkan user dalam melakukan perencanaan. Fungsi utama sistem ada dua. Pertama melakukan perencanaan dan perhitungan komponen transmisi berupa pasak, poros, puli, sabuk, sproket, dan rantai. Kedua, melakukan koneksi dengan sofware CAD sehingga komponen hasil perencanaan bisa tergambar langsung. Bahasa pemprograman yang digunakan adalah Visual Basic.Net dengan menggunakan editor dan compiler Microsoft Visual Studio 2010. Software database yang digunakan adalah Microsoft Acces 2010 Software CAD yang digunakan adalah Autodesk AutoCad 2010 Sistem selanjutnya diberinama PSt
HASIL DAN PEMBAHASAN Mulai
Input Data
Perhitungan
Penulusuran Database
Saran Hasil Tidak Diterima? Ya Output CAD
Berhenti
5
14/11/2012
HASIL DAN PEMBAHASAN Desain input
Batasan nilai input pada sistem Parameter input
Nilai
Daya, P (kW)
1 - 50
Faktor koreksi, fc
1-2
rpm
100 – 5.000
Jarak antar puli/sproket (mm) 50 – 1.000
Sf1
1-6
Sf2
1-6
cb
1 – 2.3
Kt
1-3
Rasio rpm, i
1 – 2.5
Pembatasan nilai input berdasarkan pada kebutuhan perancangan pada mesin-mesin pertanian di Indonesia.
HASIL DAN PEMBAHASAN Desain Proses Poros
Perhitungan poros mengikuti diagram alir pada literatur utama (Sudarso dan K. Suga, 1978) dengan beberapa modifikasi tahap yang pada awalnya dilakukan oleh expert/user menjadi dilakukan oleh sistem. Tahap yang dirubah adalah: Pemilihan diameter poros Penentuan nilai pada grafik α dan β pada grafik faktor koreksi tegangan Penentuan dimensi pasak dan alur pasak
6
14/11/2012
HASIL DAN PEMBAHASAN Pemilihan diameter poros Pada pemilihan diameter poros biasanya perancangan diminta mementukan nilai diamater poros pada tabel data diameter poros standar. Pada sistem penentuan diameter dilakukan dengan otomatis dengan alghoritma berikut. REM Alur penulusuran diameter pada datasheet LET Diamater Hasil Perhitungan, ds For i = 1 to Jumlah data pada datasheet, N Data ke I pada table (Dsi) If ds < dsi then Goto Hasil Endif Next i Hasil : Diameter poros, ds(i) Diameter bantalan, ds(i+1)
HASIL DAN PEMBAHASAN Pentuan nilai faktor konsentrasi tegangan
Grafik faktor konsentrasi tegangan
7
14/11/2012
HASIL DAN PEMBAHASAN Pentuan nilai faktor konsentrasi tegangan pada sistem Nilai β Menggunakan persamaan yang dijelaskan pada alghoritma berikut Rem Menentukan nilai β Input r = (dbantalan - dpilih) / 2 Input drasio = dbantalan / dpilih If 1.01 <= drasio < 1.15 Then beta = 0.90337 * (r / dpilih) ^ -0.12692 ElseIf 1.16 < drasio < 1.24 Then beta = 0.83425 * (r / dpilih) ^ -0.21649 ElseIf 1.25 < drasio < 1.6 Then beta = 0.84897 * (r / dpilih) ^ -0.23161 ElseIf 1.7 < drasio < 2 Then beta = 0.86331 * (r / dpilih) ^ -0.223565 End If
HASIL DAN PEMBAHASAN Pentuan nilai faktor konsentrasi tegangan pada sistem Nilai α Dilakukan digitasi pada grafik. Hasil dari digitasi dimasukkan ke dalam database, kemudian dilakukan penelusuran seperti pada alghoritma berikut. Rem Menentukan nilai alfa Input r2 = filC / dpilih For ac = 1 To Jumlah baris pada database r2table2 = nilai atas dari r2 If r2 < r2table2 Then GoTo hasilalfa End If Next ac hasilalfa: r2table2 = nilai atas r2 r2table1 = nilai bawah r2 alfa1 = nilai alfa pada r2 bawah alfa2 = nilai alfa r2 atas alfa = alfa1 + ((r2 - r2table1) / (r2table2 - r2table1)) * (alfa2 - alfa1)
8
14/11/2012
Pentuan diameter poros secara keseluruhan
Mulai
Input daya, rpm
Perhitungan poros
Jumlah Database, N
ds(i), d bantalan ds(i+1)
For ab = 0 to N-1
ds(i+ab) , ds(i+1+ab)
α atau β
Next ab
ds(i+ab) , ds(i+1+ab), alur Pasak
CAD
Gambar poros
Selesai
HASIL DAN PEMBAHASAN Sabuk-Puli Perencanaan pada sabuk-puli
1. 2. 3. 4.
Poros dan pasak pada puli pertama Puli Pertama Poros dan pasak pada puli kedua Puli kedua.
Perhitungan puli pada sabuk puli diawali dengan pemilihan poros
9
14/11/2012
Mulai
Sabuk-Puli
Input daya, rpm, jarak (C),
Perhitungan Poros
Poros Bertangga?
Ya Tidak
Iterasi dengan menghitung α dan β
Perhitungan Puli dan Belt
Data Puli-Sabuk terpilih
Koneksi CAD
Gambar CAD
Selesai
Rantai-Sproket Proses pada sistem tidak jauh berbeda dengan proses
perencanaan puli-sprocket. Perbedaan terletak pada batasan nilai input yaitu pada nilai jarak antar kedua sprocket. Transmisi sprocket hanya bisa digunakan pada batasan jarak tertentu yang nilainya lebih kecil daripada jarak antar puli.. perhitungan rantai sprocket terbatas pada rantai No 40, 50 dan 60
10
14/11/2012
Pemprograman dan implentasi sistem Bahasa Pemprograman : Visual Basic .Net (dibutuhkan Net Framework 4.0) Microsoft Visual Studio 2010 (editor & Compiler) Operating system : Windows 7, Windows XP SP2 Runtime: .Net Framework 4.0 Client Profile x86 CAD Software : AutoCad 2010 Database : Microsot Acces Software Lainya : notepad, DGXY (digitizer) Visual Basic .Net 2010 memberikan kemudahan pada pemprograman berorientasi objek atau OOP, sehingga pada pada pemprograman digunakan system OOP untuk penataan code supaya rapih dan baik.
Class diagram hasil generate pada visual basic 2010
11
14/11/2012
Class input
Input data sistem disimpan dalam sebuah class dengan nama class input. Untuk membatasi nilai input digunakan properties. Contoh property input Property daya As Double Get daya = i_daya End Get Set(ByVal value As Double) If value < 1 Or value > 50 Then Form1.txtDaya.Select() Throw New Exception("Daya yang anda masukan adalah " & value & ", besar daya harus berada di antara 1 - 100 kW. Silahkan ulangi") Else i_daya = value End If End Set End Property
Class CAD
Untuk mengakses namespace pada keempat library tersebut digunakan code berikut. Imports Autodesk.AutoCAD.Interop Imports Autodesk.AutoCAD.Interop.Common Selanjutnya object dan komponen yang ada pada AutoCad 2010 diakses oleh sistem dengan deklarasi object berikut pada class CAD. Public acadApp = GetObject(, "AutoCAD.Application.18") Public acadDoc = acadApp.ActiveDocument
12
14/11/2012
Class CAD
Class Perhituangan
13
14/11/2012
Kelebihan dan kekurangan Kelebihan • Proses perhitungan yang lebih cepat dibandingkan dengan sistem manual • Proses perencanaan mengikuti diagram alir yang sesuai dengan literatur. • Melibatkan keputusan user dalam setiap prosesnya. • Data hasil perhitungan bisa disimpan dalam bentuk text (*.txt) sehingga user bisa melihat data kapanpun. • Langsung terkoneksi dengan software CAD sehingga user bisa langsung melihat hasil gambar tekniknya.
Kelebihan dan kekurangan
Kekurangan • •
•
•
Sistem tidak menggunakan modul Artificial intelegent sehingga sistem tidak semuanya berjalan secara otomatis. Grafik pemilihan tipe sabuk dan nomor rantai tidak dirubah ke persamaan atau dilakukan digitasi sehingga user harus melihat grafik dan dimungkinkan terjadi kesalahan dalam pemilihan karena faktor penglihatan. Akan tetapi, sistem memberikan garis bantu. Tidak adanya pesan kesalahan output atau pesan yang menunjukan data output hasil perhitungan tidak wajar dan juga tidak ada pesan kesalahan jika gambar CAD salah atau error. Memerlukan ruang memori yang cukup besar ketika proses koneksi dan menggambar di AutoCad.
14
14/11/2012
KESIMPULAN • Perangkat lunak desain sistem transmisi yang selanjutnya disebut dengan singkatan PSt telah dibangun untuk membantu perancangan dalam merencanakan komponen sistem transmisi. • Komponen sistem transmisi yang bisa direncanakan dengan bantuan PSt adalah poros, pasak, puli-sabuk, dan rantai sprocket. • Proses perhitungan menggunakan diagram alir yang tercantum pada literature dengan perubahan beberapa proses untuk memudahkan user. • Implementasi sistem menggunakan bahasa pemprograman Visual Basic .Net 2010, database menggunakan Microsoft Acces, dan CAD sistem menggunakan Autodesk AutoCad 2010. • Perangkat lunak PSt berguna untuk membantu engineer dalam peningkatkan efektifitas perancangan.
SARAN • Perangkat lunak PSt dikembangkan dengan penambahan komponen transmisi lainnya seperti roda gigi (gear), bantalan, dan kopling. • Proses perencanaan dan perhitungan menggunakan kajian beberapa literature terkini, tidak terbatas pada satu literatur. • Pengembangan perangkat lunak PST selanjutnya menerapkan modul kecerdasan buatan (artificial intelegent), sehingga keterlibatan user dalam proses menjadi berkurang. • Software CAD yang bisa terkoneksi dengan PSt sebaiknya tidak terbatas pada satu versi tapi bisa menggunakan beberapa versi software CAD
15
14/11/2012
DEMO Software
16
14/11/2012
17
14/11/2012
18
14/11/2012
19
