TUGAS AKHIR ANALISA PERANCANGAN GERINDA POROS CAM DENGAN METODE VDI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat. Oleh : Dwi Sutrisno

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ANALISA PERANCANGAN GERINDA POROS CAM DENGAN METODE VDI 2221 Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin Oleh : Dwi Sutrisno JURUSAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007

2 LEMBAR PENGESAHAN ANALISA PERANCANGAN GERINDA POROS CAM DENGAN METODE VDI 2221 Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana Jakarta Disetujui dan Diterima Oleh : Pembimbing Tugas Akhir Ir. Rully Nutranta, M.Eng UNIVERSITAS MERCU BUANA i

3 LEMBAR PERSETUJUAN ANALISA PERANCANGAN GERINDA POROS CAM DENGAN METODE VDI 2221 Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Dalam Meraih Gelar Sarjana Strata Satu (S-1) Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercubuana Jakarta Disetujui dan Diterima Oleh : Koordinator Jurusan Koordinator Tugas Akhir (Ir. Rully Nutranta, M.eng) (Nanang Ruhyat, ST, MT) UNIVERSITAS MERCU BUANA ii

4 DAFTAR NOTASI G : modulus geser (N/m 2 ) I : arus listrik (A) ampere d : diameter mur, diameter baut (m) D : diameter lilitan rata-rata (m) q : rasio kecepatan (m/s) : tegangan yang diizinkan (N/m 2 ) E : modulus elastisitas (N/m 2 ) : poison ratio G : rasio penggerindaan (m/s) P : daya (watt) A : luas penampang (m 2 ) : regangan L : panjang batang (m) K : kompensasi pemakanan (m/s) fr : gerak makan radikal (mm/langkah) Z : kecepatan penghasil geram (mm/s) tc : waktu penggerindaan (s/sekon) UNIVERSITAS MERCU BUANA iii

5 ABSTRAK Perkembangan industri sepeda motor di tanah air semakin pesat dan tampak bergairah, akan tetapi perkembangannya tidak tertuju kepada pengembangan teknologi melainkan pengekonomisan produk, hal ini membuat minimya variasi sepeda motor yang ada. Melihat kenyataan tersebut, tugas akhir ini mencoba memberikan masukan, ide perancangan ulang terhadap poros cam untuk kembangkan lagi sesuai dengan kebutuhan para penggendara sepeda motor. Dan selain itu alat pengerindaan ini dapat mendalur ulang apabila poros cam sudah mengalamin kerusakan kurang lebih 20 % dapat diperbaiki lagi sehingga dapat menghemat biaya.dilengkapi dengan penjelasan mengenai berbagai unsurunsur geometri yang penting dalam merancang sebuah sepeda motor. Selain itu pula faktor keamanan sangatlah penting dalam memproduksi suatu produk, untuk itu penulis menggunakan bantuan metode VDI 2221 untuk menganalisis tegangan yang terjadi, sehingga didapat nilai akhir analisa dari hasil perhitungan tegangan geser yang terjadi maka mur dan baut yang digunakan adalah mur dari bahan St70 dengan tegangan geser yang diijinkan adalah 7000 N/mm 2. Gaya yang terjadi adalah 5000 N, maka mur dan baut yang digunakan AMAN. Dari hasil perhitungan penggerindaan yaitu kecepatan periferial batu gerinda = 7,85 m/s, rasio kecepatan = 201,3 m/s, maka waktu penggerindaannya = 512 r/min. UNIVERSITAS MERCU BUANA iv

6 DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN.. LEMBAR PERSETUJUAN. DAFTAR NOTASI... ABSTRAK..... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI.. DAFTAR GAMBAR. DAFTAR TABEL.. i ii iii iv v viii xi xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Pokok Permasalahan Batasan Masalah Maksud Dan Tujuan Metode Pengumpulan Data Sistematika Penulisan 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jenis Jenis Gerinda Teori Dasar Gerinda Replika Poros Cam UNIVERSITAS MERCU BUANA viii

7 2.3 Teori Dasar Motor Listrik (AC) Hubungan Gerinda Poros Cam Dengan Teori Dasar VDI Mempelajari Tugas (Clarifying Task) Perancangan Konseptual (Conceptual Resign) Perancangan Wujud (Embodiment Design) Perancangan Detail (Detail Design) BAB III PERANCANGAN KONSEPTUAL 3.1 Metode Perancangan Alat Gerinda Poros Cam Spesifikasi Gerinda Poros Cam Abtraksi Dan Perumusan Masalah Abtraksi Abtraksi Abtraksi Fungsi Keseluruhan Struktur Sub Fungsi Prinsip Solusi Mengkombinasikan Dan Menetapkan Varian Evaluasi Perancangan Menurut VDI Menentukan Ranting Setiap Varian BAB IV PERHITUNGAN PERENCANAAN 4.1 Perhitungan Motor Listrik Perhitungan Mur Dan Baut UNIVERSITAS MERCU BUANA ix

8 4.3 Perhitungan Penggerindaan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN UNIVERSITAS MERCU BUANA x

9 DAFTAR GAMBAR 2.1 Mesin Gerinda Meja Mesin Gerinda Standart Mesin Gerinda Permukaan Sumbu Mendatar Mesin Gerinda Permukaan Sumbu Tegak Letak Sumbu Dan Arah Gerakan Permukaan Mesin Gerinda Silinder MesinGerinda Silinder Universal Mesin Gerinda Alat Potong Diagram Sirkuit Motor Seri Arah Torsi Searah Jarum Jam Torsi Berlawanan Arah Jarum Jam Arah Gerak Batu Gerinda Pada Slot Penekan Alat Gerinda Poros Cam Struktur Sub - Fungsi Struktur Fungsi Keseluruhan Sub Struktur Dari Alat Penggerinda 44 UNIVERSITAS MERCU BUANA xi

10 DAFTAR TABEL 2.1 Lay Out Daftar Kebutuhan Cheek List Penyusunan Daftar Kebutuhan Struktur Dasar Skema Klarifikasi Matrik Dalam Menetapkan Prinsip Contoh Diagram Pemilihan Struktur Kerja Pemeriksaan Untuk Evaluasi Daftar Nilai Parameter Check List Embobyment Desain Daftar Spesifikasi Abtraksi 1 Dan Matrik Prinsip Solusi Tabel Seleksi Pemilihan Variasi Kombinasi Matrik Solusi ( Varian 1 ) Kombinasi Matrik Solusi ( Varian 2 ) Kombinasi Matrik Solusi ( Varian 3 ). \ Kombinasi Matrik Solusi ( Varian 4 ) Table Faktor Pertimbangan Table Diagram Pohon Obyektif Evaluasi Varian Diagram Grafik Perbandingan. 53 UNIVERSITAS MERCU BUANA xii

11 LEMBAR PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Dwi Sutrisno Nim : Jurusan : Teknik Mesin Fakultas : Teknologi Industri Menyatakan dengan ini sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dengan judul ANALISA PERANCANGAN GERINDA POROS CAM DENGAN METODE VDI 2221 dan saya susun ini merupakan hasil karya tulis saya sendiri tidak ada rekayasa, duflikat, mengcopy, atau meniru. Kecuali hasil data-data pengamatan selama merancangan alat dan kutipan-kutipan dari bukubuku yang terlampir serta bimbingan dari dosen pembimbing serta dorongan dari temen-teman sekalian. Jakarta September 2007 Dwi Sutrisno

12 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring dengan perkembangan industri saat ini yang sangat pesat, kebutuhan akan alat produksi dan transportasi yang tepat guna dan efisien sangat diperlukan dengan harapan bisa meningkatkan efisiensi waktu, tenaga dan cost produksi yang rendah. Untuk itu alat transportasi / mobil mulai ditinggalkan oleh para pengusaha home industri ataupun perusahaan lain yang skala nya belum besar. Sedangkan transportasi yang dibutuhkan oleh home industri ini adalah sepeda motor, karena sepeda motor dapat memenuhi kebutuhan yang diinginkan perusahaan yang sedang berkembang yaitu dapat meningkatkan efisiensi waktu dalam pengantaran barang hasil produksi, murah dalam ongkos transportasi serta memiliki perawatan yang cukup murah dibanding alat transportasi lain. Tetapi meskipun ringan dalam perawatan, ada juga bagian yang sulit diperbaiki seperti poros cam. Karena sulit diperbaiki maka, kebanyakan poros cam yang rusak tidak digunakan lagi, sedangkan untuk mengganti poros cam UNIVERSITAS MERCU BUANA 1

13 dibutuhkan dana lebih besar. Oleh karena itu dibuatlah gerinda motor listrik replika poros cam, yaitu untuk memfungsikan kembali poros cam yang rusak dan tidak terpakai lagi dengan dana yang lebih terjangkau, memiliki efisiensi waktu produksi/pembuatan poros cam lebih cepat dibandingkan dengan gerinda motor listrik pada umumnya. 1.2 Pokok Permasalahan Pokok permasalahan dalam penulisan tugas akhir ini adalah bagaimana merancang dan membuat sebuah alat produksi / gerinda motor listrik replika poros cam dengan menggunakan metode perancangan VDI Batasan Masalah Untuk memperkecil ruang lingkup permasalahan, maka disini hanya akan membahas tentang pembuatan alat produksi / gerinda motor listrik replika poros cam dengan cara konvensional yaitu switch on/off sebagai alat untuk pengoperasiannya. Dirancang dengan metode perancangan VDI 2221, yang dirancang untuk bengkel umum. 1.4 Maksud dan Tujuan Maksud dari perancangan gerinda motor listrik replika poros cam ini adalah untuk memahami secara jelas tentang fungsi dan cara kerja alat yang akan dirancang, sampai dengan proses pembuatannya. Sedangkan tujuan dari perancangan alat ini adalah untuk menggantikan system penggerindaan yang lama / tidak efisien terhadap waktu, menjadi system penggerindaan dengan cepat / UNIVERSITAS MERCU BUANA 2

14 efisien terhadap waktu, tenaga dan cost produksi yang terjangkau. Selain hal-hal diatas, tujuan dari perancangan metode VDI 2221 ini agar lebih dapat memahami langkah-langkah perancangan secara sistematis, agar hasil perancangan yang diharapkan menjadi lebih baik dan mudah dikembangkan atau diperbaiki dimasa yang akan datang. 1.5 Metode Pengumpulan Data Untuk menyelesaikan penulisan tugas akhir ini akan dipergunakan beberapa metode pendekatan : Kajian teori-teori pendukung serta penerapannya pada bidang yang berhubungan dengan topik yang akan dibahas. mengumpulkan sekaligus mempelajari data-data yang diperoleh dari hasil tinjauan dilapangan dan studi literature dari buku-buku referensi dan daftar buku-buku pustaka yang berhubungan dengan system penggerindaan. informasi-informasi mutakhir yang sedang berkembang saat ini (internet, ) agar dapat dilakukan penyempurnaan dimasa yang akan datang 1.6 Sistematika Penulisan Agar didapat gambaran yang jelas mengenai urutan atau sistematika penulisan dalam susunan tugas akhir ini, maka penulis akan membagi dalam beberapa bab sebagai berikut: UNIVERSITAS MERCU BUANA 3

15 BAB I : PENDAHULUAN Pada bab ini akan membahas tentang latar belakang permasalahaan, perumusan masalah, maksud dan tujuan, metode pendekatan serta sistematika penulisan dalam tugas akhir ini. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan membahas teori dasar tentang gerinda motor listrik, prisip dasar motor listrik, jenis-jenis gerinda motor listrik serta teori dasar tentang VDI BAB III : PERANCANGAN KONSEPTUAL Pada bab ini akan membahas tentang diagram alir pembuatan alat berdasarkan metode VDI 2221 yang meliputi : daftar kehendak, abstraksi, struktur fungsi, prinsip solusi, matriks solusi, struktur modul, sampai dengan analisa, penilaian dengan metode objektif tree. BAB IV : HASIL PERANCANGAN DAN ANALISIS DATA Pada bab ini akan membahas tentang hasil perancangan, diantaranya adalah : rancangan wujud yang meliputi layout awal dan pembuatan layout akhir, rancangan detail yang meliputi diagram sirkuit dan diagram pictorial, serta analisa biaya secara teoritis hasil perancangan. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini memaparkan hasil dari perancangan alat gerinda motor listrik replika poros cam disertai sedikit saran-saran. UNIVERSITAS MERCU BUANA 4

16 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Jenis jenis Gerinda 1. Mesin gerinda meja dan standar 2. Mesin gerinda permukaan 3. Mesin gerinda silinder 4. Mesin gerinda alat potong Selain empat jenis diatas, mesin gerinda tersebut, terdapat beberapa jenis mesin gerinda untuk keperluan khusus pula. 1. Mesin Gerinda Meja dan Standar Mesin gerinda meja mempunyai dua buah roda batu gerinda, yang sebuah halus dan yang sebuah lagi kasar. Kegunaan mesin gerinda ini adalah untuk mengasah alat-alat potong, seperti pahat, mata bor, pahat bubut dan sebagainya. Mesin gerinda meja dipasang pada meja atau bangku dengan cara diikat dengan baut. UNIVERSITAS MERCU BUANA 5

17 Mesin gerinda standar yaitu serupa dengan mesin gerinda meja, hanya saja mesin gerinda standar lebih tegar sehingga dapat digunakan untuk menggerinda alat-alat dan benda kerja yang besar dan berat. Gambar 2.1 Mesin gerinda meja Gambar 2.2 Mesin gerinda standar Petunjuk yang harus diperhatikan selama penggunaan : Benda kerja disandarkan pada alat penahan hingga keadaannya stabil dan tidak berputar oleh batu gerinda. Penggerindaan harus digeser-geserkan agar batu gerinda tetap rata. Jika batu gerinda tidak rata, maka hasil penggerindaan kurang baik. UNIVERSITAS MERCU BUANA 6

18 Batu gerinda yang tidak rata, tumpul, atau yang mengandung minyak, harus diratakan atau diasah dengan penajam batu gerinda (dresser). Penajam batu gerinda ada beberapa macam, antara lain : keping baja bergerigi, penajam intan, atau batu asah gerinda. Batu gerinda harus diputar berlawanan arah dengan sisi potong pahat atau alat yang diasah. Tekanan harus ringan (jangan ditekan terlalu keras) agar benda yang diasah tidak cepat panas dan dapat terkontrol asahannya, batu gerinda juga tidak cepat aus dan beban motor juga menjadi ringan, sehingga jangka pemakaian motor pun lebih lama. Pakailah pendingin yang cukup banyak. Dapat dilakukan dengan sering memasukkan kedalam cairan pendingin yang selalu disediakan mesin gerinda. periksalah alat-alat potong sebelu dan sesudah diasah terutama, sudutsudut pemotongannya dengan mal (gauge). Selalu memperhatikan keselamatan kerja. 2. Mesin Gerinda Permukaan Mesin gerinda permukaan digunakan untuk menggerinda permukaan benda kerja atau kepingan logam untuk menghasilkan ukuran yang tepat (teliti) dengan permukaan yang halus dan rata. Benda kerja yang digerinda dapat diletakkan diatas ragum magnet yang terletak diatas meja mesin. Gerakan meja dapat dilakukan pada arah sumbu X dan Z (kiri UNIVERSITAS MERCU BUANA 7

19 dan kanan, maju dan mundur) secara otomatis. Pemakanan atau ketebalan penggerindaan diatur pada arah Y (keatas atau kebawah) dari meja mesin. Yang dimaksud dengan permukaan adalah permukaan rata. Jadi, benda kerja yang digerinda harus mempunyai sisi bidang datar atau rata. Oleh karena itu, permukaan yang digerinda harus di-setting datar. Apabila dilihat dari letak sumbunya, mesin gerinda permukaan digolongkan menjadi dua jenis, yaitu mesin gerinda sumbu mendatar dan mesin gerinda sumbu tegak. Pada mesin gerinda sumbu mendatar, letak sumbunya sejajar dengan meja dan arah gesekan mejanya, sedangkan gerindanya sendiri tegak lurus dengan meja mesin. Pada mesin gerinda sumbu tegak, letak sumbu roda gerinda tegak lurus terhadap meja, sedangkan letak gerindanya sejajar dengan meja mesin. Apabila dilihat dari arah gerakan mejanya, mesin gerinda permukaan dapat digolongkan menjadi mesin gerinda permukaan dengan gerakan meja bolak-balik dan mesin gerinda permukaan dengan meja yang berputar. Mesin gerinda permukaan dengan gerakan meja bolak-balik yang bergerak adalah mejanya, dimana benda kerja diletakkan, sedangkan poros gerinda tidak berpindah tempat. Pada mesin gerinda permukaan dengan gerakan meja berputar menggunakan meja dengan gerakan berputar, sehingga benda kerja dapat di-setting dalam arah radial. UNIVERSITAS MERCU BUANA 8

20 Gambar 2.3 Mesin gerinda permukaan sumbu mendatar Gambar 2.4 Mesin gerinda permukaan sumbu tegak UNIVERSITAS MERCU BUANA 9

21 Gambar 2.5 Letak sumbu dan arah gerakan pada gerinda permukaan: a. sumbu mendatar dengan gerakan meja berputar b. sumbu mendatar dengan gerakan meja bolak-balik c. sumbu tegak dengan gerakan meja berputar d. sumbu tegak dengan gerakan meja bolak-balik 3. Mesin Gerinda Silinder Mesin gerinda silinder digunakan untuk menggerinda benda kerja yang berbentuk silinder, misalnya poros atau tabung agar menghasilkan permukaan yang halus. Benda kerja yang dapat dipegang di antarasenter atau diantara chuck dan senter. Pemegang benda kerja dilengkapi dengan motor untuk memutar benda kerja. Oleh karena itu, roda gerinda dan benda kerja keduanya saling berputar dan bergesekan satu sama lain. Ada dua macam gerinda silinder, yaitu mesin gerinda silinder sederhana dan mesin gerinda silinder universal. Mesin gerinda silinder sederhana digunakan untuk menggerinda bagian luar dari batang silinder, sejajar, tirus, atau bentuk tertentu. Mesin gerinda ini sangat cocok digunakan pada industri massal. UNIVERSITAS MERCU BUANA 10

22 Gambar 2.6 Mesin gerinda silinder sederhana Mesin gerinda universal juga mempunyai kepala tetap, kepala gerinda, dan meja swivel yang ketiga-tiganya dilengkapi dengan skala derajat yang dapat dipasang menurut kedudukan yang dikehendaki. Gambar 2.7 Mesin gerinda silinder universal 4. Mesin Gerinda Alat Potong Mesin gerinda ini digunakan untuk menggerinda secara presisi berbagai alat potong seperti pisau frais, pahat bubut, mata bor, dan lainlain. Kepala gerindanya dapat diputar (swivel) sehingga mesin gerinda ini UNIVERSITAS MERCU BUANA 11

23 dapat berfungsi sebagai mesin gerinda permukaan dan mesin gerinda silinder. Gambar 2.8 Mesin gerinda alat potong 2.2 Teori Dasar Gerinda replika poros cam Penggerindaan replika poros cam ini bekerja menggunakan sebuah motor listrik. Fungsi dari motor listrik ini adalah sebagai penggerak dari batu gerinda yang dijalankan melalui switch on / off. Motor listrik yang digunakan disini adalah jenis motor listrik yang berputar satu arah. Sedangkan fungsi dari switch adalah sebagai pemutus dan penyambung arus listrik. Mekanisme kerja dari alat penggerindaan ini akan dibuat kedalam beberapa varian, tergantung kebutuhan dan aplikasinya nanti. Factor-faktor yang harus diperhatikan dalam memilih varian konsep dari alat penggerindaan ini diantaranya adalah bahan dari poros cam dan dimensi dari poros cam. UNIVERSITAS MERCU BUANA 12

24 2.3 Teori Dasar Motor Listrik Arus Searah Motor seri arus searah dapat bekerja jika dicatu dari sumber arus tukar karena kopel yang dibangun ditentukan oleh polaritas medan lawan dan arah arus lilitan di rotor. Karena arus yang sama mengalir melalui medan dan lilitan rotor, maka kopel yang dibangun oleh medan dan arus yang masuk akan selalu mempunyai nilai yang sama. Karena itu motor seri phasa satu menyerupai motor seri arus searah, kecuali bahwa jalan magnet dibuat dari baja feromagnet yang berlapis dan berisolasi untuk mengurangi rugi besi. Motor seri adalah jenis motor yang mempunyai komutator pada rotornya, dimana kumparan rotor dihubungkan seri dengan kumparan stator. Pada gambar berikut, diperlihatkan hubungan belitan/kumparan motor seri. Gambar 2.9 Diagram sirkuit motor seri Arah Medan Magnet Arah medan magnet pada stator adalah mendatar, sedangkan arah dari medan rotor adalah tergantung pada dua komponen, yaitu: UNIVERSITAS MERCU BUANA 13

25 1. Kedudukan dari sikat-sikat 2. Hubungan jangkar magnet Untuk hasil yang baik, sikat-sikat ditempatkan tegak lurus pada poros penguatan. Komutator memungkinkan ini terjadi dengan mengubah pola dari arus kumparan jangkar, dengan demikian dihasilkan medan rotor yang selalu tegak lurus. Dua medan ini saling tarik menarik dan tolak menolak satu sama lainnya. Ini akan menghasilkan kopel pada rotor, yang akan berputar searah jarum jam atau sebaliknya, tergantung dari arus umpan yang masuk. Gambar berikut memperlihatkan arah putaran torsi dari kopel motode listrik secara sederhana: Gambar 2.10 Arah torsi searah jarum jam Gambar 2.11 Torsi berlawanan arah jarum jam UNIVERSITAS MERCU BUANA 14

26 Pada motor seri, saat medan rotor tepat sephasa dengan medan stator, maka sudut perputaran adalah nol. Pada saat yang lain sudut akan membentuk 90º, hal ini akan terjadi bila kondisi medan rotor adalah parallel dengan medan statornya. Pada motor seri, sudut adalah selalu nol derajat. Karena itu cos selalu 1. maka kuat medan stator akan selalu sebanding dengan arus penguat medan. Dengan demikian arus penguat medan adalah juga arus rotor, yaitu dengan menuliskan konstanta yang lain, kita dapat menuliskan persamaan torsi untuk motor seri adalah sebagai berikut : TM = KS x IR² Dimana : Tм: torsi KS: konstanta motor IR² : arus motor F : gaya P: daya motor listrik (watt) V : tegangan listrik (volt) I : kuat arus (ampere) F = P/V P = V x I T = 60P/2 πn Jika T = F x r F = T/ R Persamaan ini menunjukkan bahwa torsi yang dihasilkan motor seri sebanding dengan kuadrat arus jangkarnya. UNIVERSITAS MERCU BUANA 15

27 2.4 Hubungan Gerinda Poros Cam Dengan Teori Dasar VDI 2221 Sebagai alat penggerindaan, fungsi dari motor listrik disini adalah sebagai tenaga untuk menggerakkan batu gerinda pada sistem penggerindaan yang menjadi kesatuan dengan mesin gerinda. Sedangkan untuk memegang poros cam digunakan slot penekan agar poros yang digerinda tidak berputar. Seperti yang telah diketahui, gerak yang dihasilkan motor listrik adalah gerak rotasi dari kopel untuk memutar porosnya dan batu gerinda pun berputar sehingga dapat digunakan dalam penggerindaan poros cam, tentunya juga diikuti penambahan alat-alat yang digunakan untuk kesempurnaan proses penggerindaan. Gambar 2.12 Arah Gerak Batu Gerinda Pada slot Penekan. Gambar 2.13 Alat gerinda Replika Poros Cam UNIVERSITAS MERCU BUANA 16

28 Mekanisme kerja dari alat penggerindaan ini akan dibuat kedalam beberapa varian, tergantung kebutuhan pada aplikasinya nanti. Faktor-faktor yang harus diperhatikan dalam memilih varian konsep dari alat pengunci ini diantaranya adalah bentuk dari sistem gerak penggerindaannya apakah menggunakan engsel atau sistem geser. Tetapi pada dasarnya, cara kerja dan fungsi dari penggerindaan ini adalah sama. Teori Dasar VDI 2221 Dalam suatu perancangan suatu produk diperlukan suatu metode yang dipakai sebagai acuan atau dasar dan petunjuk mengenai langkah-langkah yang harus ditempuh dalam proses desain. Metode perancangan memiliki banyak jenis dan fungsi. Pada kebanyakan Negara industri, mereka memiliki standar perancangan masing-masing. Di jerman, metode untuk perancangan telah ditetapkan oleh Verein Deutcher Ingeneur ( VDI ) atau persatuan insinyur jerman, dengan mengeluarkan metode VDI 2221 dan VDI penggunaan metode VDI 2222 digunakan untuk perancangan konseptual suatu produk dimana penggunaannya lebih cocok untuk perancangan pembuatan produk baru. Sedangkan penggunaan metode VDI 2221 adalah sebagai pendekatan sistematis dalam mendesain system atau suatu produksecara teknisnya yang menekankan pada aplikasi disiplin ilmu mekanik, ilmu bahan, teknik pengaturan (kontrol), perangkat lunak (software), dan ilmu produksi. Pendekatan umum menurut buku Engineering Design oleh Gerald Pahl dan Wolfgang Beitz dalam desain menurut VDI adalah seperti pada gambar 2.12 dan Pada diagram ini beberapa tingkatan dapat saja dihilangkan jika terdapat UNIVERSITAS MERCU BUANA 17

29 penekanan pada tingkatan tertentu yang menjadi pusat perhatian. Tahapan-tahapan ini penting digunakan pada aplikasi semua metode desain. Berdasarkan buku Engineering Design oleh Gerald Pahl dan Wolfgang Beitz, VDI 2221 terbagi menjadi empat tahapan pokok yaitu : 1. Memperjelas tugas (clarifying Task) 2. Perancangan konseptual (Conceptual Design) 3. Perancangan wujud (Embodiment Design) 4. Perancangan Detil (Detail Design) UNIVERSITAS MERCU BUANA 18

30 FLOWCHART METODE VDI 2221 (Sumber : G.Phal and W. Beitz, Engineering Design, hal 201) Langakah kerja Hasil kerja Tugas Mempelajari tugas Menentukan fungsi dan struktur Mencari prinsip solusi dan kombinasi Menguraikan menjadi modal yang dapat direalisasikan Mengembangkanlay out dari modol kunci Menyenpurnakan lay out keseluruhan Menyiapankan instruksi-instruksi produksi dan operasi Realisai lebih jauh spesifikasi Stuktur fungsi Prinsip kerja Sturktur modul Lay out awal Lay out pasti Dokumendokumen produk Penetuan dan adaptasi kebutuhan Rancangan konseptual Rancangan perwujuda n Rancangan detail UNIVERSITAS MERCU BUANA 19

31 Tabel 2.1. Lay out Daftar Kebutuhan Nama Pengguna (Institusi) Daftar kebutuhan produk: Dikeluarkan tanggal: Perubahan D/W Kebutuhan Tanggung Jawab Diisi data objeck secara maupun kualitas kualitas Tanggal perubahan Menentukan inisial : D (Demand) atau W (Wishes) berdasarkan Daftar Periksa Jika memungkinkan dipisah menjadi sub system (fungsi atau Yang bertanggung jawab melaksanakannya perakitan) atau berdasarkan karakteristik Tanggal penggantian: Mempelajari Tugas (clarifying task) Pada tahapan ini dilakukan pengumpulan data dan informasi yang ditulis dalam sebuah Daftar Kebutuhan (Requirement list) pada table 2.1 dengan memberikan keterangan D (Demand) untuk tuntutan dan W (Wishes) untuk UNIVERSITAS MERCU BUANA 20

32 keinginan. Ketika menyiapkan daftar kehendak hal terpenting yang harus dilakukan adalah membedakan antara kebutuhan dan keinginan. Demand adalah kebutuhan yang harus dipenuhi dalam segala kondisi, dengan kata lain apabila ada syarat dari kebutuhan tidak terpenuhi maka solusi yang dicapai tidak dapat diterima. Wishes adalah kebutuhan kebutuhan yang diambil berdasarkan pertimbangan-pertimbangan jika memungkinkan. Perbedaan antara Demand dan Wishes akan sangat bermanfaat pada saat evaluasi. Daftar tuntutan dan keinginan serta aspek-aspek kualitas maupun kuantitas dan dapat dijadikan acuan dalam pengambilan keputusan solusi. Untuk mempermudah dalam penyusunan daftar kebutuhan maka dibuat suatu daftar periksa (Check List). Daftar periksa ini merupakan parameter yang ada pada suatu produk teknik dan berfungsi sebagai sumber untuk mengidentifikasi penyusunan fungsi atau sifat-sifat Tabel 2.2. Check List Penyusunan Daftar Kebutuhan. Sifat prinsip Geometri Kinematika Gaya Contoh Lebar, tinggi, panjang, diameter, jumlah Tipe gerakan dan arah gerakan, kecepatan, percepatan Arah gaya, besar gaya, frekwensi, berat, deformasi, kekuatan Energi Tenaga, efisiensi, tekanan, pemanasan, pendinginan, hubungan energi Material Alur dan transportasi material, karakter benda UNIVERSITAS MERCU BUANA 21

33 kerja, material tambahan Sinyal Variable input dan output, bentuk sinyal, perlengkapan operasi alat Keselamatan Perancangan keamanan dan system proteksi langsung, keselamatan kerja Ergonomi Hubungan manusia dan mesin : pengoperasian, metode pengoperasian, penerangan, bentuk fisik Produksi Dimensi maksimum pembuatan, proses produksi yang efisien, toleransi Kontrol kualitas Fasilitas pengujian dan pengukuran, mengikuti standar ISO, DIN dan ASME Perakitan Transportasi Aturan perakitan khusus, instalasi perakitan, manual book Pengaturan transfer, profil jalur benda, metode perpindahan atau transfer Pengoperasian Tingkat kebisingan yang rendah, usia rata-rata keausan, tujuan penggunaan, lingkungan operasi Perawatan Daur ulang Biaya Jadwal Jangka waktu servis, penggantian suku cadang perbaikan Proses ulang pembuangan terakhir Batasan biaya maksimal yang direncanakan, sesuai dengan waktu yang diinginkan. UNIVERSITAS MERCU BUANA 22

34 Daftar kebutuhan (Requirement List) diisi dengan daftar check list, namun tidak menutupkemungkinan untuk menghilangkan sifat prinsip tertentu, apabila dalam perancangan sifat prinsip itu tidak dibutuhkan sesuai dengan jenis produk yang dirancang Perancangan konseptual (conceptual Design) Perancangan konseptual adalah bagian dari proses desain dimana dilakukan identifikasi permasalahan dengan membuat abstraksi, menetapkan struktur fungsi dan dengan mencari kombinasi prinsip kerja yang sesuai sehingga tercapai prinsip solusi yang benar. Langkah-langkah konseptual desain ditunjukan pada Flow chart. FLOW CHART DESAIN KONSEPTUAL UNIVERSITAS MERCU BUANA 23

35 Membuat Abstraksi Langkah pertama dalam membuat abstraksi adalah dengan menganalisa daftar kebutuhan agar dapat ditentukan hal-hal yang penting dari permasalahan. Abstraksi ini disusun dalam langkah-langkah dan tahapan-tahapan. Analisa tersebut dibuat untuk mengungkapkan aspekaspek dari inti permasalahan, berikut ini adalah langkah-langkahnya : 1. Menghilangkan pilihan pribadi 2. Mengabaikan syarat-syarat yang tidak memliki hubungan langsung dengan fungsi dan inti permasalahan. 3. Transformasikan data kuantitif menjadi kualitatif. 4. Merumuskan solusi permasalahan secara netral. Abstraksi dibuat seperti pada table 2.1 dimana akan terdapat beberapa tabel abstraksi. Table 2.1 diisi dengan daftar kebutuhan dengan mengikuti langkah-langkah diatas. Perlu diperhatikan juga bahwa salah satu atau lebih langkah-langkah diatas dapat dihilangkan sesuai dengan kebutuhan informasi. Menetapkan Struktur Fungsi Setelah permasalahan dapat dirumuskan dalam abstraksi, maka dapat dibuat suatu struktur fungsi yang mengacu pada aliran energi. Material dan sinyal dengan menggambarkannya kedalam diagram. Diagram ini menggambarkan hubungan antara input dan output namun belum menjelaskan solusinya. UNIVERSITAS MERCU BUANA 24

36 Setelah itu, struktur fungsi secara keseluruhan dipecah lagi menjadi struktur sub-fungsi. Hal ini tergantung dari beberapa kompleksnya permasalahan. Karena dengan memecahnya kedalam sub-fungsi ini adalah membuat kita dapat menjelaskan lebih jernih lagi apabila dalam suatu proses dibutuhkan proses secara detil. Gambar 2.14 (a)struktur fungsi keseluruhan, (b) struktur sub-fungsi Mencari Prinsip Kerja Prinsip kerja harus ditemukan pada sub-fungsi dan secepatnya dikombinasikan dengan struktur kerja. Karena demikian maka akan didapat prinsip solusinya. Dalam pencapaian solusi beberapa metode dapat digunakan antara lain : metode intuisi, metode analisis berdasarkan proses fisik dan metode dengan menggunakan skema klasifikasi. Metode intuisi ini menggunakan intuisi dari perancang untuk menentukan prinsip solusi. Biasanya perancang yang sudah memiliki pengalaman. Metode dengan analisis berdasarkan proses juga dapat UNIVERSITAS MERCU BUANA 25

37 dilakukan yaitu dengan mengumpulkan data-data yang didapat dari literature, jurnal-jurnal teknik dan brosur-brosur. Dan dapat juga dilakukan dengan melakukan eksperimen-eksperimen, metode dengan klarifikasi dapat dilakukan yaitu dengan mengkombinasikan pilihan-pilihan solusi yang dibuat kedalam sebuah table skema klarifikasi pada tabel 2.3 Tabel 2.3. Struktur dasar skema klarifikasi berdasarkan sub-fungsi Diantara ketiga metode diatas dua metode terakhirlah yang lebih banyak digunakan dalam pencapaian solusi, karena memiliki tingkat akurasi yang baik dan nilai logis yang dapat dibuktikan dengan data-data. Sehingga lebih memudahkan dalam evaluasi dan presentasi. Menetapkan kombinasikan Yang Cocok Setelah dibentuk skema klarifikasi berdasarkan sub-fungsi, maka langkah selanjutnya adalah menentukan kombinasi dari beberapa subfungsi dengan menghubungkan dengan garis-garis berupa matrix pada tabel 2.4 sehingga dapat diketahui kombinasi paling logis dan yang paling memungkinkan. UNIVERSITAS MERCU BUANA 26

38 Tabel 2.4 Matrix dalam menetapkan prinsip kerja solusi sub-fungsi F1 S11 S12 S13 S1m 2 F2 S21 S22 S23 S2m 3 F3 S31 S32 S33 S3m n Fn Fn Sn2 Sn3 Snm Disamping itu penggambaran ini akan sangat membantu dalam pembuatan varian-varian. Masalah utama dalam menetapkan prinsip kerja ini adalah memastikan kombinasiyang sesuai antara bentuk fisik dengan geometri dari rancangan tersebut. Dan lebih jauh lagi dalam memastikan kesesuaian antara aliran energi, materi dan sinyal. Dalam menetapkan prinsip kerja metode matematik dapat diterapkan apabila perihal yang akan ditetapkan dapat dijabarkan secara kuantitas. Berikut adalah cara yang disarankan menurut buku G. Paul dan W. Beitz : a. Kombinasikan hanya sub-fungsi yang cocok (compatible). b. Cari kombinasi solusi yang dapat mempertemukan antara tuntutan (Demand) pada daftar kebutuhan dengan budget yang telah ditetapkan. Konsentrasikan pada kombinasi yang menjanjikan dan cari alasan mengapa kombinasi ini lebih dipilih daripada kombinasi lain. UNIVERSITAS MERCU BUANA 27

39 Pembentukan dan Pemilihan Varian Tahapan ini mengacu pada tahapan sebelumnya, dimana setelah didapat beberapa kombinasi prinsip kerja maka kombinasi-kombinasi itulah yang akan diseleksi lagi untuk ditetapkan sebagai varian dan akan dipilih lagi varian yang paling menguntungkan yang keluar sebagai acuan pembuatan produk. Pada proses ini sering ditemui kesulitan untuk menilai karakteristik prinsip solusi dengan data kuantitif apabila acuannya adalah produksi dan biaya. Oleh karena itu, untuk menetapkan prinsip kerja yang sesuai dibutuhkan diskusi antar disiplin ilmu. Sumber : G. Phal and W. Beitz, Engineering Design, hal 171 Tabel 2.5 Contoh Diagram Pemilihan Struktur Kerja UNIVERSITAS MERCU BUANA 28

40 Dapat dilihat pada contoh tabel 2.5 maka yang diberi tanda (+) adalah varian yang dapat diwujudkan, karena memenuhi kriteria-kriteria seleksi yang sesuai. Evaluasi Langkah berikutnya adalah evaluasi. Pada langkah ini hasil varianvarian yang telah dapat ditetapkan pada tabel 2.5 dilakukan evaluasi terhadap kriteria-kriteria seperti pada tabel 2.6 berikut : Sifat Prinsip Fungsi Prinsip kerja Contoh Mewakili seluruh fungsi penting pada prinsip solusi Sederhana dengan sedikit efek samping maupun gangguan Keselamatan Ergonomi Produksi Perakitan Pengoperasian Tidak memerlukan alat keselamatan tambahan Ergonomi yang memuaskan Sedikit metode, tanpa peralatan produksi yang mahal Mudah, cepat dan nyaman Pengoperasian yang simple dan berumur panjang Perawatan Perawatan yang mudah, sederhana, dan mudah dibetulkan Daur ulang Biaya Daur ulang yang mudah Biaya yang dikeluarkan tidak mubajir dan tanpa resiko UNIVERSITAS MERCU BUANA 29

41 Langkah evaluasi menurut metode VDI 2221 adalah sebagai berikut : a. Menentukan criteria evaluasi ( Identifying evaluation Criteria ). b. Criteria evaluasi berdasarkan pada spesifikasi yang telah dibuat. c. Memberikan bobot kriteria evaluasi ( Weighting Evaluation ) kriteria evaluasi yang telah dipilih mempunyai tingkat pengaruh yang berbeda terhadap varian konsep. d. Mengumpulkan parameter ( Compiling Parameter ) Agar perbandingan variasi konsep dapat terlihat dengan jelas, maka dipilih suatu parameter atau besaran yang dipakai oleh setiap varian. e. Menilai ( Assesing Values ) Sebaiknya harga yang dimasukkan adalah harga nominal. f. Menentukan nilai keseluruhan ( Determining Overall Values ) Nilai keseluruhan untuk varian konsep dapat dihitung dengan sebagai berikut : Ov1 = Owv 1 =.. (Reef. 2, hal111) UNIVERSITAS MERCU BUANA 30

42 Tabel 2.7. Daftar Nilai Parameter g. Memperkirakan ketidakpastian evaluasi (Estimating Evaluation Uncertainties). Kesalahan evaluasi bias disebabkan oleh beberapa hal antara lain : 1. kesalahan subyektif, karena kurang informasi 2. kesalahan perhitungan parameter h. Evaluasi terhadap titik lemah ( Searching for week Spot ) Apabila terdapat OWV yang berdekatan pada dua varian konsep maka akan dilakukan evaluasi titik lemah. Dengan menggunakan metode evaluasi diatas diharapkan dapat diperoleh konsep sosial yang cukup memuaskan atau ideal Perancangan wujud (Embodiment Design) Tabel 2.8 Check List untuk Embodyment Design Sifat Prinsip Fungsi Contoh Apakah fungsi sudah terisi penuh? UNIVERSITAS MERCU BUANA 31

43 Apakah fungsi tambahan yang diperlukan? Prinsip kerja Melakukan pemilihan prinsip kerja yang menguntungkan dan apakah ada factor gangguan? Lay out Melakukan pemilihan terhadap lay out keseluruhan, bentuk komponen, material dan dimensi? Keselamatan Apakah seluruh factor mempengaruhi keamanan fungsi komponen pada pengoperasian? Ergonomi Apakah hubungan manusia dan mesin sudah diperhitungkan? apakah factor estetika juga diperhatikan? Produksi Apakah sudah dilakukan analisa terhadap teknologi yang digunakan? Perakitan Apakah perakitan dapat dilakukan secara sederhana? Pengoperasian Perawatan Apakah sudah dipertimbangkan kebisingan, getaran? Apakah perawatan dapat dilakukan secara sederhana? Daur ulang Biaya Apakah dapat didaur ulang? Apakah biaya dapat ditekan serendah mungkin? UNIVERSITAS MERCU BUANA 32

44 Pada tabel 2.8 adalah Check List yang akan sangat membantu dalam hal pemilihan barang material, penentuan system kerja dan sebagainya dalam proses perakitan ( Embodyment Design ). Pernyataan-pernyataan pada tabel inilah yang akan mengantarkan desainer kepada kesempurnaan dan idealnya sebuah karya desain. Oleh karena itu, pada setiap tahapan mulai dari tahapan konseptual sampai pada tahapan perancangan desain diperlukan suatu langkah kerja dan daftar check List Perancangan Detail (Detail Design) Perancangan detail merupakan bagian dari proses perancangan wujud, yang sifatnya melengkapi dan pemberian informasi secara detail dan menyeluruh. Informasi yang disampaikan dapat berupa dimensi, fungsi, prinsip kerja, dan sebagainya yang berkaitan dengan peralatan yang digunakan. Perancangan detail bergantung pada jenis produk yang akan dirancang, apakah perlu disampaikan informasi secara khusus atau memang detail dari perancang sudah merupakan pengetahuan umum atau standar tertentu. Sehingga perancangan detail dapat dihilangkan atau cukup digunakan lampiran sebagai informasi tambahan. UNIVERSITAS MERCU BUANA 33

45 BAB III PERANCANGAN KONSEPTUAL 3.1 Metode Perancangan Alat Gerinda Poros Cam Alat gerinda poros cam ini digunakan untuk memapas serta memperbaiki poros cam yang sudah rusak, gerinda poros cam ini mengunakan sebuah motor listrik sebagi pengerak dari batu gerinda yang dijalankan melalui power on/off, mekanisme kerja dari gerinda poros cam ini dibuat dalam beberap varian, tergantung kebutuhan dan aplikasinya Spesifikasi alat gerinda poros cam Spesifikasi atau daftar kehendak adalah daftar persyaratan dan sifat-sifat yang harus dimiliki oleh alat yang akan dirancang. Pada tahapan ini dilakukan pengumpulan data dan informasi. Data dan informasi tadi ditulis dalam sebuah daftar kebutuhan (Requirement List) pada tabel 3.1, dengan memberikan keterangan D (Demand) untuk tuntutan dan W (Wishes) untuk keinginan. Untuk mendapatkan data sebuah rancangan maka perlu disususn dasardasar spesifikasi yang bersifat menunjang apa yang akan di desain yaitu sebagi berikut: UNIVERSITAS MERCU BUANA 34

46 Tabel 3.1 Daftar spesifikasi SARJANA TEKNIK ALAT GERINDA POROS CAM IDENTITAS KLASIFIKASI FTI_MESIN_UMB HALAMAN: 1 PRINSIP D/W DAFTAR PERUBAHAN PENANGGUNG JAWAB KEHENDAK (SPESIFIKASI) GEOMETRI D Mengikuti Standar ISO D D D D D D D Dimensi Alat Gerinda Poros Cam Panjang: 400 mm Lebar: 300 mm Tinggi: 600 mm Dimensi Alas Penekan Panjang: 200 mm Lebar: 50 mm Tinggi: 150 mm Dimensi Motor Listrik Panjang: 100 mm D Diameter: 50 mm Dimensi Slot Penekan D Panjang: 250 mm D Diameter: 10 mm Dimensi Kabel D Diameter: 0.3 mm x 2 KINEMATIKA D Alat gerak yang berkerja pada sistem penggeridaan ini adalah gerakan secara rotasi dan translasi D Kecepatan gerak dari penggerindaan tergantung dari voltase listrik yang digunakan GAYA D Arah gerak pada slot penekan dapat disesuaikan = 20 N D Gaya dorong pada meja slot penekan tidak berubah karena gaya yang timbul ENERGI D Energi yang hilang harus sekecil mungkin D D Voltase power supply kedalam alat penggerindaan sebesar12 volt Memakai arus listrik searah 220 V UNIVERSITAS MERCU BUANA 35

47 SARJANA TEKNIK ALAT GERINDA POROS CAM IDENTITAS KLASIFIKASI FTI_MESIN_UMB HALAMAN: 2 PRINSIP D/W DAFTAR PERUBAHAN PENANGGUNG JAWAB KEHENDAK (SPESIFIKASI) ENERGI W Efisiensi harus tinggi W Energi mudah didapat W Terdapat penyimpangan energi W W listrik cadangan Hemat energi Energi yang lihang sekecil mungkin SINYAL D D Input Sinyal input berupa tombol penekan sebagai penghubung daya antara supply tegangan dengan system penggeridaan Output Indikasi sinyal melalui LED untuk setiap outputnya, kontrol dilakukan menggunakan kabel serta konektor sebagai penghantar sinyal input maupun outputnya dan terdapat juga LED sebagi pembari sinyal KEAMANAN D Semua bagaian komponen yang teraliri arus listrik, serta komponen yang beresiko cedera harus tertutup D Sistem kontrol tidak membahayakan operatornya D D Tidak memerlukan tingkat pengawasan yang tinggi Alat dilengkapi dengan pengaman hubungan singkat (fuse ) ERGONOMIK D Bentuk dan kontruksi dari alat penggerinda harus proporsional Indikator mudah dipahami oleh operatornya D Bentuk serta dimensi panel kontrol bersifat universal untuk berbgai posisi penempatan UNIVERSITAS MERCU BUANA 36

48 SARJANA TEKNIK ALAT GERINDA POROS CAM IDENTITAS KLASIFIKASI FTI_MESIN_UMB HALAMAN: 3 PRINSIP D/W DAFTAR PERUBAHAN PENANGGUNG JAWAB KEHENDAK (SPESIFIKASI) ERGONOMIK D Kontruksi yang kokoh dan ideal D W W W Langkah-langkah kerja yang tidak rumit serta mudah dimengerti Menggunakan komponen standar Alat gerinda ini dapat disimulasikan dengan komputer Mutu dan kepresisian harus tinggi KONTROL D Alat gerinda ini berkerja tanpa KUALITAS gesekan yang berlebihan yang dapat mengakibatkan keausan Proses penggerindaanberjalan tanpa W W hambatan berupa slip atau gesekan yang berlebihan Umur pakai tahan lama Suara motor yang timbul serendah mungkin PERAKITAN D Alat harus dapat dibongkar pasang kembali dengan mudah W Tidak memerlukan tempat khusus untuk merakit gerinda elektriknya Terdapat petunjukyang jelas untuk perakitan alat CARA KERJA D Operator tidak perlu keahlian khusus untuk menjalankannya D Alat tidak mudah rusak D D W W Sinyal LED mudah dibaca Operator dapat dengan mudah mengendalikannya Dapat dipakai pada tempat dan kondisi umum Terdapat instruksi serta buku panduan yang jelas UNIVERSITAS MERCU BUANA 37

49 SARJANA TEKNIK ALAT GERINDA POROS CAM IDENTITAS KLASIFIKASI FTI_MESIN_UMB HALAMAN: 4 PRINSIP D/W DAFTAR PERUBAHAN PENANGGUNG JAWAB KEHENDAK (SPESIFIKASI) PERAWATAN D Pemeriksaan dan perawatan yang sesuai dilakukan dengan teratur untuk mencegah kerusakan yang terjadi pada komponen D W W Perawatan mudah dan murah Pergantian suku cadang yang rusak dapat dilakukan sendiri Suku cadang mudah didapat Tidak memerlukan tingkat pengawasan yang tinggi DAUR ULANG D Material ramah lingkungan W Sifat material dapat didaur ulang kembali BIAYA D Biaya produksi keseluruhan tidak melebihi dari biaya yang ditargetkan W Tidak memerlukan biaya yang mahal untuk merakit gerinda elektrik ini serta tambah aplikasi penunjang JADWAL D Waktu perancangan alat tidak lebih dari 4 bulan W Waktu pembuatan tidak melebihi waktu target yang sudah ditetapkan 3.2 Abstraksi Dan Perumusan Masalah Setelah dilakukan pengumpulan daftar kehendak, maka selanjutnya harus menganalisa ulang daftar kehendak menjadi lebih spesifik dan dalam ruang lingkup yang lebih khusus. Pada abstraksi 1 dan 2 ( tabel 3.2 ) kita mengabaikan keinginan pribadi dan kehendak yang tidak mempunyai arti langsung pada fungsi dan kendala yang penting. UNIVERSITAS MERCU BUANA 38

50 Tabel 3.2 Abstraksi 1 dan 2 SARJANA TEKNIK ALAT GERINDA POROS CAM IDENTITAS KLASIFIKASI FTI_MESIN_UMB HALAMAN: 1 PRINSIP D/W DAFTAR PERUBAHAN PENANGGUNG JAWAB KEHENDAK (SPESIFIKASI) GEOMETRI D Mengikuti Standar ISO Dimensi Alat Gerinda Poros Cam D Panjang: 400 mm D Lebar: 300 mm D Tinggi: 600 mm D D D D D D D Dimensi Alas Penekan Panjang: 200 mm Lebar: 50 mm Tinggi: 150 mm Dimensi Motor Listrik Panjang: 100 mm Diameter: 50 mm Dimensi Slot Penekan Panjang: 250 mm Diameter: 10 mm Dimensi Kabel D Diameter: 0.3 mm x 2 KINEMATIKA D Alat gerak yang berkerja pada sistem penggeridaan ini adalah gerakan secara rotasi dan translasi D Kecepatan gerak dari penggerindaan tergantung dari voltase listrik yang digunakan GAYA D Arah gerak pada slot penekan D dapat disesuaikan = 20 N Gaya dorong pada meja slot penekan tidak berubah karena gaya yang timbul ENERGI D Energi yang hilang harus sekecil mungkin D Voltase power supply kedalam alat penggerindaan sebesar12 volt D Memakai arus listrik searah 220 V UNIVERSITAS MERCU BUANA 39

51 SARJANA TEKNIK ALAT GERINDA POROS CAM IDENTITAS KLASIFIKASI FTI_MESIN_UMB HALAMAN: 2 PRINSIP D/W DAFTAR PERUBAHAN PENANGGUNG JAWAB KEHENDAK (SPESIFIKASI) SINYAL Input D Sinyal input berupa tombol penekan sebagai penghubung daya antara supply tegangan dengan system penggeridaan D Output Indikasi sinyal melalui LED untuk setiap outputnya, kontrol dilakukan menggunakan kabel serta konektor sebagai penghantar sinyal input maupun outputnya dan terdapat juga LED sebagi pembari sinyal KEAMANAN D Semua bagaian komponen yang teraliri arus listrik, serta komponen D D D yang beresiko cedera harus tertutup Sistem kontrol tidak membahayakan operatornya Tidak memerlukan tingkat pengawasan yang tinggi Alat dilengkapi dengan pengaman hubungan singkat (fuse ) ERGONOMIK D Bentuk dan kontruksi dari alat penggerinda harus proporsional Indikator mudah dipahami oleh D D D operatornya Bentuk serta dimensi panel kontrol bersifat universal untuk berbgai posisi penempatan Kontruksi yang kokoh dan ideal Langkah-langkah kerja yang tidak rumit serta mudah dimengerti UNIVERSITAS MERCU BUANA 40

52 SARJANA TEKNIK ALAT GERINDA POROS CAM IDENTITAS KLASIFIKASI FTI_MESIN_UMB HALAMAN: 3 PRINSIP D/W DAFTAR PERUBAHAN PENANGGUNG JAWAB KEHENDAK (SPESIFIKASI) KONTROL D Alat gerinda ini berkerja tanpa KUALITAS gesekan yang berlebihan yang dapat mengakibatkan keausan D Proses penggerindaan berjalan tanpa hambatan berupa slip atau gesekan yang berlebihan PERAKITAN D Alat harus dapat dibongkar pasang kembali dengan mudah untuk merakit gerinda elektriknya Terdapat petunjukyang jelas untuk perakitan alat CARA KERJA D Operator tidak perlu keahlian khusus untuk menjalankannya D Alat tidak mudah rusak D D Sinyal LED mudah dibaca Operator dapat dengan mudah mengendalikannya PERAWATAN D Pemeriksaan dan perawatan yang D sesuai dilakukan dengan teratur untuk mencegah kerusakan yang terjadi pada komponen Perawatan mudah dan murah Pergantian suku cadang yang rusak dapat dilakukan sendiri DAUR ULANG D Material ramah lingkungan BIAYA D Biaya produksi keseluruhan tidak melebihi dari biaya yang ditargetkan JADWAL D Waktu perancangan alat tidak lebih dari 4 bulan UNIVERSITAS MERCU BUANA 41

53 3.2.1 Abstraksi 3 Dalam tahapan ini, kita dapat mentransformasikan data-data kuantitatif menjadi data kualitatif dan mereduksi data tersebut menjadi persyaratan penting. Maka hasil yang didapat sekarang adalah sebagai berikut : 1. Sumber tenaga menggunakan motor listrik yang dicatu dari sumber tegangan listrik PLN yang dikonversikan menjadi arus listrik AC. 2. Pengoperasian mudah dilakukan dan operator tidak memerlukan keterampilan khusus. 3. Aman dalam pengoperasiannya. 4. Mudah dalam perawatan Abstraksi 4 Abstraksi 4 merupakan suatu langkah untuk menformulasikan abstraksi menjadi bentuk yang lebih umum. Maka hasil transformasi bentuk data kedalam abstraksi 4 adalah sebagai berikut : 1. Alat gerindaan poros cam ini adalah suatu alat yang dapat digunakan untuk menggerinda poros cam, dimana proses dalam pengerjaannya dilakukan secara manual. 2. Dengan menggunakan motor listrik, alat ini bekerja dengan catu daya AC 12 volt yang dicatu dari sumber tegangan listrik Abstraksi 5 Abstraksi 5 disini bertujuan untuk menetapkan masalah secara netral agar hasil yang didapat menjadi suatu gambaran secara jelas. Maka hasil yang didapat adalah sebagai berikut : 1. Alat penggerindaan ini adalah suatu alat yang dapat digunakan untuk membuat atau membentuk replika poros cam. Dimana proses pengerjaannya dilakukan secara manual yang dicatu dari sumber tegangan listrik dan hanya membutuhkan seorang operator. UNIVERSITAS MERCU BUANA 42

54 3.3 Fungsi keseluruhan Fungsi ini digambarkan dengan menggunakan diagram blok yang menunjukan hubungan antara masukan dan keluaran dimana kedua hal tersebut adalah berupa aliran energi, material dan sinyal. Struktur fungsi utama keseluruhan merupakan formulasi tugas secara abstrak dan bebas dari pemecahan masalah. Gambar struktur fungsi dapat dilihat pada gambar 3.1. Sinyal Mengukur benda kerja Mengukur waktu uji Mengukur gaya Beban Waktu Energi Material Merubah energy listrik menjadi energy gerak (mekanik) Merubah enrgi mekanik menjadi gaya Spesimen Energi Hasil produksi Gambar 3.1 Struktur fungsi keseluruhan Keterangan: = Aliran energy = Aliran Materai = Aliran Sinyal = Fungsi utama = Batas system/waktu UNIVERSITAS MERCU BUANA 43

55 3.3.1 Struktur sub fungsi Sinyal Energi Motor listrik Usaha Energi Diubah Menjadi gaya Sinyal Material Pencekam Batu gerinda Energi output Hasil produksi Gambar 3.2 Sub-Struktur Fungsi Dari Alat Penggerindaan Dari struktur fungsi keseluruhan diatas, maka tahapan selajutnya dapat kita jabarkan lagi sub-sub fungsi yang menyusun sistem kontrol penggerindaan. Maka susuna dari beberapa sub fungsi ini akan membentuk struktur fungsi seperti pada gambar Prinsip solusi Langkah selanjutnya adalah pencarian prinsip solusi untuk sub-fungsi. Metode yang digunakan adalah metode kombinasi yaitu dengan mengkombinasikan semua solusi yang ada dalam bentuk matriks. Adapun prinsip solusi sebagaimana terlihat pada tabel 3.3 UNIVERSITAS MERCU BUANA 44

56 Tabel 3.3 Matrik Prinsip Solusi No A Prinsip Solusi dan Sub Fungsi Mengubah energi input menjadi energi output Motor listrik Motor bensin Motor diesel Manual B Penerus dan pereduksi daya Roda gigi Rantai sproket Sabuk dan puli Rantai manik C Ragum pencekam atau penekan Ragum Berengsel D Memutar bahan/benda kerja Manual Otomatik E Kontrol siklus (pengukuran) Mistar Jangka sorong Mickro meter Mengkombinasikan Dan Menetapkan Prinsip Kerja Yang Cocok Penentuan kombinasi ditunjukan dengan tabel pemilihan variasi struktur fungsi untuk replika gerinda poros cam, pada tabel dibawah ini terdapat pemilihan dari sub-fungsi sehingga menjadi prinsip solusi secara keseluruhan yang memungkinkan untuk diwujudkan dengan memilih kriteria pemilihan dengan benar. Dari table dibawah, didapatkan alternative solusi perancangan gerinda poros cam sebagai berikut: VARIAN 1 = A1, B1, C2, D1, E3 VARIAN 2 = A1, B2, C1, D1, E3 VARIAN 3 = A1, B3, C1, D1, E3 VARIAN 4 = A1, B3, C1, D2, E3 Maka alternatif yang sesuai dengan gerinda poros cam adalah VARIAN 3. UNIVERSITAS MERCU BUANA 45

57 Tabel 3.4 Tabel seleksi pemilihan variasi. SARJANA TEKNIK FTI_UMB Mencantumkan solusi varian (Sc) A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4 C1 C2 D1 D2 E1 E2 E3 TABEL SELEKSI Hal. Tugas Akhir Evaluasi solusi varian (Sc) dengan: KEPUTUSAN Keputusan tanda PEMILIHAN KRITERIA solusi varian (Sv): (+) Setuju (+) Meningkatkan solusi (-) Tidak (-) Menghilangkan solusi (?) Kekurangan informasi (?) Mengumpulkan solusi (!) Periksa spesifikasi (!) Periksa spessifikasi Sesuai dengan fungsi keseluruhan Sesauai dengan daftar kebutuhan Secara keseluruhan dapat diwujudkan Dalam batasan biaya produksi Dapat diakui langsung oleh aturan keamanan Pengetahuan menganai konsep mamadai Memenuhi syarat keamanan A B C D E F G Keterangan (+) (-) (-) (-) (+) (+) (+) (-) (+) (+) (+) (+) (-) (+) (-) Keputusan UNIVERSITAS MERCU BUANA 46