BAB III METODE PERANCANGAN VDI 2222

Transkripsi

1 BAB III METODE PERANCANGAN VDI 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 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 ( ISO ). 19

2 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 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. 20

3 `3.3 Membuat Konsep 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 ( ISO ), maka penulis merancang suatu alat dengan acuan tersebut 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 Daftar Tuntutan Kualifikasi 1 Tuntutan Utama a. Kekasaran pipa min N12 b. Kecepatan pengasaran pipa 2 m / menit c. Waktu proses pengasaran 6 menit / pipa 2 Tuntutan Kedua a. Mudah dipindahkan / portabel b. Mudah pembuatan dan perakitan 21

4 c. Operator mudah dalam mengoperasikanya 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 Listrik Energi Gerak Pipa PP yang belum Tangan Mesin pengasar pipa PP Pipa PP yang sudah kasar 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 22

5 MENGASARKAN DIAMETER DALAM PIPA LISTRIK SISTEM PEMINDAH SISTEM RANGKA PIPA PP BELUM KASAR PIPA PP SUDAH KASAR SISTEM PENGASAR Gambar 3.4 Diagram penguraian fungsi Mesin Pengasar Pipa Sistem Rangka Sistem Pengasar Sistem Pemindah Rangka Utama Roda Tumpuan Atas Sistem Penggerak Alat Pengasar Gambar 3.5 Diagram fungsi bagian 23

6 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 Alternatif 1 Alternatif 2 Alternatif 3 Fungsi Rangka Benda Tuangan Profil C Square Tube Fungsi Roda Tumpuan Atas Urethan Caster Nylon Caster Ball Caster Fungsi Penumpu Roda Atas Fungsi Sumber Penggerak Pegas di antara profil Pegas di luar profil 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 24

7 3.3.4 Alternatif Fungsi Bagian` Fungsi Rangka Tabel 3.3 Alternatif Fungsi Rangka A1 Alternatif 1 A2 Alternatif 2 A3 Alternatif 3 Rangka dari tuangan Rangka dari profil C Rangka dari profil square tube - Lebih Rigid - Kuat menahan gaya radial yang besar - Part Standard - Mudah permesianan - Part Standard - Mudah permesinan - Sulit dalam permesinan lanjut - Bentuk profil sulit dalam memenuhi tuntutan fungsi - Kurang mampu menahan gaya radial Fungsi Roda Tumpuan Atas Tabel 3.4 Alternatif Fungsi Roda Tumpuan Atas B1 Alternatif 1 B2 Alternatif 2 B3 Alternatif 3 Urethan Caster Nylon Caster Ball Caster 25

8 - Part Standard - Mempunyai mobilitas yang bagus - Menumpu ke pipa dalam bentuk seluruh permukaan roda, sehingga gaya geseknya besar - Part Standart - Punya mobilitas yang bagus - Menumpu ke pipa dalam bentuk seluruh permukaan roda, sehingga gaya geseknya besar - Part standard - Menumpu ke pipa pada satu titik sehingga gaya geseknya kecil - Dalam kadaan tertentu konstruksi penumpu dapat berputar Fungsi Penumpu Roda Atas Tabel 3.5 Alternatif Fungsi Penumpu Roda Atas C1 Alternatif 1 C2 Alternatif 2 C3 Alternatif 3 Konstruksi Pegas di antara profil - Pegas bekerja dengan baik Konstruksi pegas di luar - Konstruksi memenuhi Konstruksi Pegas di dalam profil - Pegas bekerja dengan baik - Perlu permesinan tambahan - Fungsi pegas tidak bekerja dengan baik - Proses assembling dan permesinan rumit 26

9 Fungsi Sumber Penggerak Tabel 3.6 Alternatif Fungsi Sumber Penggerak D1 Alternatif 1 D2 Alternatif 2 D3 Alternatif 3 Motor Listrik AC Motor listrik DC Motor AC servo - Daya besar - Tidak ada slip - Harga Murah - Kecepatan tidak mudah dikontrol - Power faktor rendah pada beban ringan - Kontrolnya mudah - Harga Murah - Daya relatif kecil - Tidak Tahan lama - Gaya angkat besar - Dapat dikontrol keluaran dayanya -Putaran smooth dan stabil - Tidak bisa mengunci pada posisi yang ditetapkan - Harga mahal - Perawatanya susah Fungsi Pengasar Tabel 3.7 Tabel alternatif fungsi pengasar E1 Alternatif 1 E2 Alternatif 2 E3 Alternatif 3 Sikat Paku Sikat Kawat Ampelas polish 27

10 - Konstruksinya kuat - Ujung-ujung pakunya tajam sehingga mampu menggores permukaan plastik - Bulu sikatnya kaku - Menyatu dan tajam - Goresan yang dihasikan banyak - Permukaan disekelilingya kasar Sehingga mampu dalam mengasarkan permukaan pipa - Beban dari sikat paku buatan berat - Perlu permesinan tambahan untuk membuatnya - Jika digunakan terus menerus makan bulu sikatnya akan terburai - Permukaan kasarnya disekeliling bukan dibagian atasnya sehungga apabila dipakai kurang maksimal dalam pengasaranaya Fungsi Pemindah Tabel 3.8 Tabel alternatif fungsi pemindah F1 Alternatif 1 F2 Alternatif 2 F3 Alternatif 3 Mesin Penarik - Rpm motor dapat ditentukan Kekurangan : - Perlu permesinan tambahan dalam pembuatan partnya - Bukan part Standard Poros Pendorong panjang 12 m - Mudah permesinan - Melengking saat digunakan untuk mendorong ketika pada jarak tertentu Konstruksi Sistim Transmisi - Part Standard - Mampu - Dibutuhkan tempat khusus untuk meletakkanya pada rangka 28

11 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 NO FUNGSI BAGIAN ALTERNATIF 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* AFK 1 AFK 2 AFK 3 *AFK = Alternatif Fungsi Keseluruhan Berdasarkan tabel alternatif fungsi keseluruhan diatas, didapat tiga rumusan alternatif fungsi keseluruhan yang kemudian divisualisasikan dalam model 3D Alternatif Fungsi Keseluruhan 1 ( AFK 1 ) Poros Pendorong Penumpu Roda Ampelas Rangka Tuangan Motor DC Nylon Caster Gambar 3.6 Alternatif Fungsi Keseluruhan 1 29

12 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. 30

13 Alternatif Fungsi Keseluruhan 2 ( AFK 2 ) Poros pendorong Urethane Caster Motor AC Servo Rangka Profil C Penumpu roda atas Sikat Paku Gambar 3.7 Alternatif Fungsi Keseluruhan 2 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 31

14 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 Alternatif Fungsi Keseluruhan 3 ( AFK 3 ) Ball Caster Sistem Transmisi Motor AC Square Tube Pegas di antara profil Sikat Kawat Gambar 3.8 Alternatif Fungsi Keseluruhan 3 32

15 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 Penilaian Variasi Konsep Keseluruhan Berdasarkan Kuesioner Kriteria Penilaian Penilaian dilakukan untuk memilih alternatif fungsi keseluruhan yang akan dikembangkan lebih lanjut dalam fase perancangan produk. Penilaian akan memberikan 33

16 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 Penilaian Dari Aspek Teknis Tabel 3.11 Penilaian Aspek Teknis Alternatif Fungsi Keseluruhan No. Aspek yang dinilai Bobot AFK AFK 1 AFK 2 AFK 3 Nilai Ideal 1 Pencapaian Fungsi Konstruksi Kemudahan permesinan Kepresisian alat Kemudahan Perakitan Penanganan Nilai Total Persentase (%) % 34

17 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 Biaya Perawatan Optimasi Komponen Standart Nilai Total Persentase (%) 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 Pra Desain Pada tahap ini hasil alternatif yang telah didapat, dibuat draft rancangan dan spesifikasi beberapa part kemudian diberikan optimalisasi rancangan jika memang diperlukan. 35

18 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 ). 36