ANALISIS PROSES KERJA MESIN PENEKUK PLAT PNEUMATIK

Jurnal Mekanika Teknik Mesin S-1 FTUP Vol. 14 No. 2 Agustus 2016 71

ANALISIS PROSES KERJA MESIN PENEKUK PLAT PNEUMATIK

Supriyono, Tri Mulyanto, Fauzi Abdul M.

Dosen Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Univeritas Gunadarma

ABSTRAK

Kebutuhan akan teknologi pembentukan dan sistem otomatisasinya berkembang sangat pesat. Salah satu

peralatan yang diperlukan dalam industri adalah mesin penekuk plat dimana sebelumnya banyak dijalankan secara

manual. Mesin penekuk plat digunakan dalam proses pembengkokkan plat yang disesuaikan dengan kebutuhan

dengan sudut 900 untuk mesin penekuk tepi dan sesuai kebutuhan untuk mesin penekuk tipe-V. Yang dibahas disini

adalah mesin penekuk plat yang menggunakan sistem pneumatik. Tujuan penelitian ini adalah menganalisa proses

kerja mesin penekuk plat dengan menghitung sistem pneumatik dan komponen pada mesin penekuk plat tersebut.

Komponen mesin penekuk plat yang digunakan berupa kompresor, push button, katup 5/2, silinder kerja ganda,

katup limit switch dan dies. Silinder pneumatik yang digunakan berdiameter 25mm dan 35mm dengan panjang

langkah 50mm dan 100mm, tekanan udara yang digunakan yaitu 6 bar. Gaya efektif piston pada saat maju dan

mundur dari mesin penekuk tepi yaitu 294.38 N dan 247.28 N. Sedangkan gaya efektif piston pada saat maju dan

mundur dari mesin penekuk tipe-V yaitu 576.95 N dan 529.88 N. Pada pembengkokan material pada mesin penekuk

tepi membutuhkan panjang blank 192.2mm dan gaya pembengkokkan 206.97 N. Adapun pada pembengkokan

material pada mesin penekuk tipe-V membutuhkan panjang blank 188.63 dan gaya pembengkokkan 277.58 N. Untuk

mengetahui sistem pneumatik pada mesin penekuk plat ini dapat bekerja maka dilakukan simulasi pada rangkaian

sistem pneumatik tipe tepi dan tipe-V.

Kata kunci : analisa, penekuk plat, sistem pneumatik , simulasi, tipe tepi, tipe-V

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Perkembangan ilmu pengetahuan dan

teknologi (IPTEK) dewasa ini semakin pesat, hal itu

menyebabkan kebutuhan terhadap teknologi dan

otomasi sangat diperlukan dalam dunia

Industri.Tenaga kerja yang terampil dalam

mengoperasikan alat-alat industri, serta memiliki

kemampuan adaptasi yang cukup tinggi terhadap

penggunaan teknologi sangat dibutuhkan didunia

industri. Pada umumnya, proses penekukan atau

bending ini dilakukan secara manual dengan

memakai tenaga manusia yang sangat terbatas serta

hasil yang kurang maksimal.

Karena itu dengan adanya mesin penekuk ini

diharapkan akan mempermudah dalam pro-ses

membengkokan plat secara otomasi dengan

menggunakan sistem pneumatik. Hasil yang

dibengkokan oleh mesin penekuk tersebut berkisar

900 untuk tipe siku dan 800 untuk tipe-V serta

menggunakan limit switch sebagai sensor untuk

mematikan angin yang masuk ke silinder (actuator)

apabila benda sudah mencapai sudut tersebut dan

sebagai alat bantu apabila terjadi sesuatu yang tidak

diinginkan. Dalam proses pembengkokan plat ini

diharapkan sesuai dengan keperluan, spesifikasi

mesin, jenis plat yang dibengkokan, sehingga mesin

penekuk plat ini diharapkan akan lebih optimal dalam

operasi pemakainnya.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, maka

identifikasi masalah dalam penelitian ini yaitu

bagaimana proses kerja sebuah mesin penekuk plat

tepi dengan sudut penekukan berkisar 900 dan untuk

72 Jurnal Mekanika Teknik Mesin S-1 FTUP Vol. 14 No. 2 Agustus 2016

Tipe-V berkisar 800 dengan meng-gunakan sistem

pneumatik bisa bekerja secara optimal.

1.3 Batasan Masalah

Untuk memperjelas bagian yang akan dibahas,

dan juga untuk mempersempit ruang lingkup

pembahasan agar tidak menyimpang dari topik

permasalahan yang utama, maka dalam penelitian ini

akan dibatasi hal-hal sebagai berikut :

1. Prinsip kerja dan komponen mesin penekuk plat

tepi dan tipe-V.

2. Sistem pneumatik pada mesin penekuk plat itu

bisa bekerja sesuai kebutuhan, dengan

menggunakan silinder pneumatik berdia-meter

25 mm dan 35mm.

1.4 Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui lebih mendalam tentang

mesin penekuk plat denngan tujuan penelitian yang

ingin dicapai antara lain :

1. Menganalisa proses kerja sebuah mesin penekuk

plat tipe tepi dan tipe-V.

2. Menghitung sistem pneumatik dan komponen

untuk mesin penekuk.

3. Mensimulasikan sistem pneumatik dalam sebuah

mesin penekuk plat.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Operasi Pembengkokkan

Operasi pembengkokan dalam benda kerja

logam lembaran didefinisikan sebagai peregang-an

logam pada sekeliling sumbu garis lurus. Selama

operasi pembengkokan tersebut logam pada bagian

dalam bidang netral dimampatkan (compressed),

sedang pada bagian luar bidang netral di regangkan.

Pada umumnya pembeng-kokan menghasilkan

perubahan ketebalan pada logam lembaran kecil atau

tanpa perubahan.

Gambar 1 Pembengkokkan, pemampatan dan

peregangan tarik dalam lembaran logam

Operasi pembengkokkan dilakukan dengan

menggunakan perkakas punch dan die. Metode

pembengkokkan yang umum dilakukan adalah

pembengkokkan–V (V-bending) dan pembengkokkan

tepi (edge bending).

Gambar 2 Pembengkokkan-V

Pembengkokkan-V : Logam yang berbentuk

lembaran dibengkokkan dengan punch dan die

berbentuk V.

Pembengkokkan tepi : Menggunakan bantalan tekan

(pressure pad) untuk memegang benda kerja dengan

gaya Fh, sedangkan ujung benda kerja yang lain

ditekan dengan punch ke tepi die, pembengkokkan

dibatasi hanya 900 atau kurang.

Gambar 3 Pembengkokkan tepi


2.2 Analisa Pembengkokkan

Beberapa istilah penting dalam operasi

pembengkokkan lembaran logam yang memiliki

ketebalan (t) dibengkokkan dengan sudut tertentu

yang disebut sudut tekuk bengkok (𝛼) atau (bend

angle 𝛼). Tekukan tersebut menghasilkan sudut 𝛼′

pada lembaran, dimana 𝛼 + 𝛼′ = 1800.

2.2.1. Bend Allowance

Jari-jari tekuk pada umumnya diukur dari

sumbu tekuk (bend axis) ke permukaan tekukan

bagian dalam (bukan ke permukaan sumbu netral).

Agar diperoleh dimensi akhir sesuai yang diinginkan,

maka perlu menghitung panjang awal bagian

lembaran yang akan mengalami pe-regangan

(panjang sumbu netral sebelum di bengkokkan).

Panjang bagian lembaran ter-sebut dinamakan bend

allowance dan dapat diperkirakan dengan rumus

sebagai berikut :

𝐴b = 2𝜋𝛼

360( 𝑅 + 𝐾ba 𝑡)

dimana :

Ab = Bend allowance (mm)

α = Sudut tekuk ( bend angle )

R = Jari – jari tekuk ( bend radius ), (mm)

t = Ketebalan plat ( mm)

𝐾ba = Faktor untuk memperkirakan regangan

(bila R/t < 2, 𝐾ba = 0.33; dan bila R/t ≥ 2,

𝐾ba= 0.50)

2.2.2. Melenting Kembali (springback)

Bila tekanan tekuk dihentikan pada akhir

operasi pembengkokkan maka energi elastik masih

tersisa pada tekukan sehingga sebagian tekukan akan

kembali ke bentuk semula. melenting kembali dapat

dinyatakan dengan rumus:

𝑆𝐵 = 𝛼′ − 𝛼′1

𝛼′1

dimana :

SB = Melenting kembali ( springback)

𝛼′ = Sudut logam lembaran yang ditekuk, (0)

𝛼′1 = Sudut perkakas pembentuk, (0)

2.2.3. Gaya Pembengkokkan

Gaya yang dibutuhkan untuk mem-

bengkokkan logam lembaran tergantung pada

geometri punch dan die, kekuatan, ketebalan dan

lebar logam lembaran. Gaya pembengkok-kan

maksimum dapat diperkirakan dengan persamaan

berikut :

𝐹 = 𝐾bf(𝑇𝑆)𝑤𝑡2

𝐷

dimana :

F = Gaya tekuk / pembengkokkan (N)

TS = Kekuatan tarik logam (MPa)

w = Lebar logam lembaran (mm)

t = Tebal logam lembaran (mm)

D = Dimensi pembukaan cetakan (mm)

𝐾bf = Konstanta gaya tekuk (0.33)

2.3 Sistem Pneumatik

Pneumatik merupakan salah satu sistem

otomasi yang memanfaatkan udara bertekanan

sebagai media perantara. Udara bertekanan yang

dibutuhkan tersebut diperoleh dari tangki

penyimpanan udara bertekanan yang dihasilkan oleh

kompresor. Sistem pneumatik terkadang

dikombinasikan dengan sistem otomasi lainnya

seperti sistem otomasi hidrolik, elektrik, dan PLC

agar diperoleh pengontrolan sesuai dengan kebutuhan

industri. Perangkat pneumatik bekerja dengan

memanfaatkan udara yang dimampatkan (compressed

air). Dalam hal ini udara yang dimampatkan akan

didistribusikan kepada sistem yang ada sehingga

kapasitas sistem terpenuhi. Untuk memenuhi

kebutuhan udara yang dimampatkan kita memerlukan

kompresor (pembangkit udara bertekanan).

2.3.1. Gaya Piston


Gaya piston yang dihasilkan oleh silinder

bergantung pada tekanan udara, diameter silinder dan

tahanan gesekan dari komponen perapat. Gaya piston

secara teoritis dihitung menurut rumus berikut :

𝐹 = 𝐴. 𝑝

Untuk silinder kerja ganda :

a. Langkah maju: 𝐹 = 𝐷2 𝜋

4 𝑝

b. Langkah mundur : 𝐹 = (𝐷2 − 𝑑2).𝜋

4 . 𝑝

Keterangan :

F = Gaya piston ( N )

D = Diameter piston ( m )

d = Diameter batang piston ( m )

A = Luas penampang piston ( m2 )

2.3.2. Kebutuhan Udara

Untuk menyiapkan udara dan untuk

mengetahui biaya pengadaan energi, terlebih dahulu

harus diketahui konsumsi udara pada sistem. Pada

tekanan kerja, diameter piston dan langkah tertentu,

konsumsi udara dihitung sebagai berikut :

𝐶𝑟 = 1.031 + 𝑝

1.031

Konsumsi udara yang diperlukan tiap menit untuk

langkah maju dapat dihitung dengan menggunakan

rumus sebagai berikut :

a. Untuk langkah maju :

𝑄 = (𝜋

4) 𝑥 𝐷2 𝑥 ℎ 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

b. Untuk langkah mundur :

𝑄 = (𝜋

4) 𝑥 (𝐷2 − 𝑑2)𝑥 ℎ 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

dimana :

Q = Kebutuhan udara silinder (l/min)

D = Diameter piston

h = Panjang langkah

n = kebutuhan udara (l/cm)

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Analisa Proses Kerja Mesin

Penekuk Plat

Mesin penekuk plat merupakan suatu alat

bantu dari suatu rangkaian kegiatan dalam proses

pembuatan produk. Dalam pembuatan produk sangat

diperlukan alat-alat pendukung termasuk mesin

penekuk plat yang bisa digunakan secara maksimal

sesuai dengan kebutuhan. Dalam menganalisa proses

kerja mesin penekuk plat dapat disusun secara

singkat dalam dalam bentuk diagram alir sebagai

berikut :

Gambar 4 Diagram alir analisa proses kerja mesin

penekuk plat

START

Komponen Mesin

Penekuk Plat

Proses Penekukan Plat

Hasil

Penekuka

Sistem

Pneumatik

Perhitungan

Simulasi Mesin

Penekuk Plat

Analisa dan

Pembahasan

Kesimpulan

FINISH


3.2 Komponen Mesin Penekuk Plat

Mesin penekuk plat yang digunakan adalah

mesin yang dirakit sendiri, dari komponen-komponen

yang ada baik yang dibuat sendiri maupun sudah

dalam bentuk jadi. Komponen-komponen tersebut

dirakit menjadi satu kesatuan hingga menjadi mesin

penekuk yang utuh.

Gambar 5 Mesin penekuk plat tepi dan tipe-V

Komponen-komponen mesin penekuk plat

tipe-tepi dan tipe-V yang digunakan yaitu :

kompresor, push button, katup 5/2, silinder kerja

ganda, katup limit swich , dies penahan dan dies

pendorong.

3.2.1. Kompresor

Kompresor merupakan sumber tenaga dalam

sistem pneumatik yang berfungsi untuk menghasilkan

udara bertekanan yang ditampung dalam tabung

kompresor, selanjutnya disalurkan melalui selang-

selang untuk menekan kom-ponen-komponen seperti

: silinder kerja ganda, katup limit switch, dies.

Spesifikasi kompresor yang digunakan adalah sesuai

tabel berikut :

Tabel 1 Spesifikasi kompresor

Power 2 HP

Tank 50 L

Displacement 245 l/min

Pressure 8 bar

Daya 1.50 kw

RPM 2800 t/min

3.2.2. Push Button

Saklar tombol tekan (push button switch)

adalah saklar sederhana yang berfungsi untuk

menghubungkan atau memutuskan aliran dengan

sistem kerja tekan tidak mengunci (unlock). Sistem

kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai

device penghubung atau pemutus aliran saat tombol

ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas),

maka saklar akan kembali pada kondisi nomal.

3.2.3. Katup 5/2

Katup 5/2 berfungsi untuk mengatur atau

mengendalikan arah udara bertekanan yang akan

bekerja menggerakan aktuator, dengan kata lain

katup ini berfungsi untuk mengendali-kan arah

gerakan aktuator.

3.2.4. Silinder Kerja Ganda

Silinder kerja ganda adalah silinder yang

bekerja dua kali karena mendorong piston untuk maju

dan mendorong piston untuk mundur. Silinder kerja

ganda mempunyai dua saluran (saluran masukan dan

saluran pembuangan). Silinder terdiri dari tabung

silinder dan penutup-nya, piston dengan seal, batang

piston, bantalan, ring pengikis dan bagian

penyambungan.

3.2.5. Katup Limit Switch

Katup limit switch merupakan jenis saklar

yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi

menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch

sama seperti saklar push-on yaitu hanya akan

terhubung pada saat katupnya ditekan pada batas

penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan


memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch

termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor

yang akan memberikan perubahan elektrik saat

terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut.

Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor

posisi suatu benda (objek) yang bergerak.

3.2.6. Dies

Dies atau cetakan berfungsi untuk

menduplikasikan dari suatu benda menjadi benda

yang sama dengan cetakan. Cetakan penekuk plat ini

ada dua tipe, yaitu berbentuk siku dengan sudut 90o

dengan radius 150 dan tipe-V dengan sudut

penekukan 80 o dengan sudut radius 5 o.

a. Dies untuk penekuk tepi :

Gambar 6 Dies penahan penekuk tepi

Gambar 7 Dies pendorong tepi

b. Dies untuk penekuk tipe-V :

Gambar 8 Dies penahan tipe-V

Gambar 9 Dies pendorong tipe-V

3.3 Sistem Pneumatik

Sistem pneumatik didesain dengan membuat

rangkaian yang berfungsi untuk menghubungkan

aktuator dengan beberapa katup yang kemudian di uji

coba dengan software. Rangkaian sistem pneumatik

terdiri dari 2 rangkaian, yaitu: rangkaian pneumatik

penekuk tepi yang terdiri dari 3 rangkaian silinder

penggerak, dan rangkaian pneumatik penekuk tipe-V

yang terdiri dari rangkaian dengan 1 silinder

penggerak.

IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Gaya Efektif Piston

Gaya piston yang dihasilkan oleh silinder secara

teoritis adalah :

𝐹 = 𝐴. 𝑝


dimana:

F = Gaya piston (N)

A = Luas penampang piston (m2)

= (𝜋

4 (0.025)2) = 0.000491 m2

p = Tekanan kerja (Pa) = 6 bar = 600000 Pa

D = Diameter piston (m) = 25 mm = 0.025 m

Maka gaya piston teoritis adalah :

F = 0.000491 x 600000 = 294.4 N

Untuk langkah maju piston dapat dihitung dengan

menggunakan rumus sebagai berikut :

𝐹 = 𝐷2 . 𝜋

4. 𝑝

Maka gaya piston untuk langkah maju adalah :

F = (0.025)2.3.14

4 . 600000

= 294.375 N = 30.02 kgf

Untuk langkah mundur piston dapat dihitung dengan


𝐹 = (𝐷2 − 𝑑2).𝜋

4 . 𝑝

dimana:

F = Gaya piston (N)

D = Diameter piston (m)= 25 mm = 0.025 m

d = Diameter batang piston (m)

= 10 mm = 0.01m

p = Tekanan kerja (Pa) = 6 bar = 600000 Pa

Maka gaya piston untuk langkah mundur yaitu :

F = (0.0252 − 0.012) .3.14

4 . 600000

= 247.28 N = 25.22 kgf

Jadi gaya piston teoritis (294.4 N) hampir sama

dengan gaya piston langkah maju (294.375 N), yang

nilainya lebih besar dibandingkan dengan gaya piston

untuk langkah mundur yaitu sebesar (247.28 N).

4.2 Kebutuhan Udara Silinder

Pada tekanan kerja, diameter piston dan

langkah tertentu, konsumsi udara dihitung sebagai

berikut :

1. Perbandingan Kompresi :

Perbandingan kompresi dapat dihitung dengan

menggunakan rumus sebagai berikut:

𝐶𝑟 = 1.031+𝑝

1.031 =

1.031+6

1.031 = 6.8

2. Langkah maju :

Konsumsi udara yang diperlukan tiap menit

untuk langkah maju dapat dihitung dengan


𝑄1 = (𝜋

4) 𝑥 𝐷2 𝑥 ℎ 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

dimana:

Q1 = Kebutuhan udara silinder (l/min)

D = Diameter piston = 0.025 m

h1 = Panjang langkah = 0.05 m

h2 = panjang langkah = 0.1 m


= 0.033 l/cm = 0.00033 l/m

Untuk silinder pertama :

𝑄1 = (𝜋

4) 𝑥 𝐷2 𝑥 ℎ1 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

= 0.785 x 0.0252 x 0.05 x 0.00033 x 6.8

= 0.000000055 m3/min

= 5.5 x 10-5 l / min

Untuk silinder kedua :

𝑄1 = (𝜋

4) 𝑥 𝐷2 𝑥 ℎ2 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

= 0.785 x 0.0252 x 0.1 x 0.00033 x 6.8

= 0.00000011 m3 / min

= 0.00011 l/min = 1.1 x 10-4 l/min

Untuk silinder ketiga = silinder kedua

= 0.00011 l/min = 1.1 x 10-4 l/min


3. Langkah mundur :

Konsumsi udara yang diperlukan tiap menit

untuk langkah mundur dapat dihitung de-ngan

menggunakan rumus sebagai berikut:


𝑄2 = (𝜋

4) 𝑥 (𝐷2 − 𝑑2)𝑥 ℎ 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

dimana:

Q2 = Kebutuhan udara silinder (l/min)

D = Diameter piston = 25 mm = 0.025 m

d = diameter batang piston (m)

= 10 mm = 0.01m




= 0.033 l/cm = 0.00033 l/m


𝑄2 = (𝜋

4) 𝑥 (𝐷2 − 𝑑2)𝑥 ℎ1 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

= 0.785 x (0.0252 – 0.012) x 0.05 x

0.00033 x 6.8

= 0.000000046 m3/min

= 4.6 x 10-5 l/min

Untuk silinder kedua :

𝑄2 = (𝜋

4) 𝑥 (𝐷2 − 𝑑2)𝑥 ℎ2 𝑥 𝑛 𝑥 𝐶𝑟

= 0.785 x (0.0252 – 0.012) x 0.1 x

0.00033 x 6.8

= 0.0000000925 m3 / min

= 0.0000925 l/min = 9.25 x 10-5 l/min

Untuk silinder ketiga = silinder kedua

= 0.0000925 l/min = 9.25 x 10-5 l/min

4.3 Analisa Pembengkokan Mesin Penekuk Tepi

Dalam operasi pembengkokkan lembaran

logam yang memiliki ketebalan (t), sudut tekuk

bengkok (α), menghasilkan sudut (α’) pada lembaran.

Material yang digunakan yaitu SPC 270D dengan

tingkat karbon rendah.

4.3.1 Bend Allowance

Jari- jari tekuk pada umumnya diukur dari

sumbu tekuk (bend axis) ke permukaan tekukan

bagian dalam. Jari-jari tekuk ini di tentukan oleh jari-

jari perkakas yang di gunakan pada operasi tersebut.

Bend allowance dapat diperkirakan dengan rumus

berikut ini :

𝐴b = 2𝜋𝛼

360 ( 𝑅 + 𝐾ba 𝑡)

dimana:

Lebar blank = 100 mm

Panjang blank = 80 + Ab + 80 (mm)

Perubahan sudut α’ = 900

Sudut tekuk α = 1800 – 900 = 900

Ab = Bend allowance (mm)

α = sudut tekuk ( bend angle ) = 900

R = Jari–jari tekuk (bend radius), (mm)

T = Ketebalan plat ( mm) = 1 mm

𝐾ba = faktor untuk Memperkirakan regangan

= 0.50 karena R/t = 20/1 = 20

Maka :

𝐴b = 2𝜋90

360 ( 20 + 0.5𝑥1)

= 2𝜋1

4 ( 20 + 0.5𝑥1) = 32.2 mm

Jadi panjang blank pada material yang akan di tekuk

dapat dihitung sebagai berikut :

= 80 + Ab + 80 (mm)

= 80 + 32.2 + 80 = 192.2 mm

4.3.2 Melenting Kembali (springback)

Bila tekanan tekuk dihentikan pada akhir

operasi pembengkokkan maka energi elastik masih

tersisa pada tekukan sehingga sebagian tekukan akan

kembali ke bentuk semula. Energi elastik


menyebabkan pertambahan sudut (α‘) juga

menyebabkan pertambahan jari-jari tekuk (R),

melenting kembali dapat dinyatakan dengan rumus

sebagai berikut :

𝑆𝐵 = 𝛼′ − 𝛼′1

𝛼′1

dimana:

SB = Melenting kembali ( springback)

𝛼′ = Sudut logam lembaran yang ditekuk

𝛼′1 = Sudut perkakas pembentuk = 900

Maka : SB = 180°−90°

90° = 1o

4.3.3 Gaya Pembengkokkan

Gaya pembengkokkan maksimum dapat

diperkirakan dengan persamaan berikut :

𝐹 = 𝐾bf(𝑇𝑆)𝑤𝑡2

𝐷

dimana :

F =Gaya tekuk / pembengkokkan (N)

TS = Kekuatan tarik logam = 308 MPa

W = Lebar logam lembaran = 95 mm

t = Tebal logam lembaran = 1 mm

D = Dimensi pembukaan cetakan = 37 mm

𝐾bf = Konstanta gaya tekuk = 0.33

Maka : 𝐹 = 0.33 (308) 95 12

37 = 206.97 N

4.4 Simulasi Sistem Pneumatik Mesin Penekuk

Tepi

Untuk mensimulasikan sistem pneumatik

mesin penekuk tepi, maka dibuat diagram rangkaian

yang berupa simbol-simbol dari dari sistem

pneumatik untuk pengontrolan aplikasi penekuk tepi.

Adapun diagram alir proses simulasi mesin penekuk

tepi plat disusun dalam diagram alir di bawah ini.

START

END

Push button ditekan

Silinder 1 maju

Silinder 2 maju

Silinder 2 mundur

Silinder 3 maju

Silinder 3 mundur

Silinder 1 mundur

Gambar 10 Diagram alir proses simulasi mesin

penekuk tepi

Simulasi sistem pneumatik mesin penekuk plat tepi

diawali dengan posisi standby dari diagram alir

proses untuk memastikan bahwa sistem tersebut

terhubung secara keseluruhan. Sistem rangkaian

pneumatik mesin penekuk tepi terlihat dalam gambar

di bawah ini, dimana garis tebal dengan arah panah

menunjukan bahwa arah fluida yang mengalir,

sedangkan garis tipis menunjukan tidak dialiri fluida.

Pada posisi standby ini, fluida masih tertahan pada

katup 5/2 atau katup pembagi 1 (S1) yang masuk ke

dalam katup 5/2 katup pembagi 2 (S2) dan pada

katup 5/2 di tiap silinder. Sensor (A1) dan (B1)

dalam posisi standby.


Gambar 11 Aliran fluida sistem pneumatik

penekuk tepi

Proses kerja sistem pneumatik mesin penekuk tepi

adalah sebagai berikut :

1. Push Button ditekan :

Udara yang masuk dari kompresor melalui katup

5/2 atau katup pembagi (S1) yang di salurkan ke

katup 5/2 atau ke katup pembagi (S2). Sensor

(A0) dan (B1) dalam posisi standby. Dan udara

sudah masuk pada katup 5/2 untuk silinder 1 dan

mendorong silinder 1 untuk bergerak maju.

2. Silinder 1 Maju :


5/2 atau katup pembagi (S1) yang di salurkan ke

katup 5/2 atau ke katup pembagi (S2). Karena

silinder sudah bergerak maju dan menekan ke

sensor (A1), maka udara di transfer ke katup 5/2

Silinder 1.


Setelah silinder 1 mendorong maka akan

mengaktifkan sensor (A1) yang kemudian

mengaktifkan silinder 2 untuk maju.

4. Silinder 2 Mundur :

Setelah silinder 2 maju lalu silinder B mundur

yang mengaktifkan sensor (C1). Posisi silinder 2

mundur mengaktifkan sensor (B0) yang kemudian

untuk silinder 3 yang siap maju.


Udara yang dari kompressor yang masuk melalui

katup 5/2 atau katup pembagi masuk ke sensor

(C0) dan sensor (B0) lalu mengaktifkan sensor

(C0) untuk mendorong silinder 3 untuk maju.

6. Silinder 3 Mundur ;


5/2 atau katup pembagi (S1) yang di salurkan

katup 5/2 silinder 3 yang kemudian mendorong

silinder 3 untuk mundur ke sensor (C0), yang

terus mengaktifkan sensor (A0) untuk siap

mundur.



5/2 atau katup pembagi (S1) yang di tekan dari

katup 5/2 silinder 1, melalui katup 5/2 silinder 1

yang terus mengaktifkan sensor (A0) untuk

mundur.

4.5 Simulasi Sistem Pneumatik Mesin Pene-kuk

Tipe-V

Untuk mensimulasikan sistem pneumatik

mesin penekuk tipe-V, maka dibuat diagram

rangkaian yang berupa simbol-simbol dari dari sistem

pneumatik untuk pengontrolan aplikasi penekuk tipe-

V. Adapun diagram alir proses simulasi mesin

penekuk plat tipe-V disusun dalam diagram alir

sebagai berikut :

START

Silinder 1 bergerak mundur

Silinder 1 bergerak maju

Push button ditekan

END

Gambar 12 Diagram alir proses simulasi mesin

penekuk tipe-V

Simulasi sistem pneumatik mesin penekuk plat

tipe-V diawali dengan posisi standby dari diagram


alir proses untuk memastikan bahwa sistem tersebut

terhubung secara keseluruhan. Sistem rangkaian

pneumatik mesin penekuk tipe-V terlihat dalam

gambar di bawah ini, dimana garis tebal dengan arah

panah menunjukan bahwa arah fluida yang mengalir,

sedangkan garis tipis menunjukan tidak dialiri fluida.

Pada posisi standby ini fluida atau udara masih

tertahan pada push button , katup 5/2 dan sensor S2.

Udara dari katup 5/2 langsung ditransfer langsung ke

silinder 1.

Gambar 13 Aliran fluida sistem pneumatik penekuk

tipe-V

Proses kerja sistem pneumatik mesin penekuk

tipe-V adalah sebagai berikut :

1. Push Button ditekan :

Pada posisi ini, ketika push button ditekan, udara

yang dari kompresor yang masuk ke push button

masuk ke sensor (S1) yang kemudian masuk ke

dalam katup 5/2 untuk membuka ruang udara

untuk masuk ke silinder.


Pada posisi ini silinder bergerak maju, dari sensor

(S1) ke sensor (S2) sehingga mengaktifkan sensor

S2 dan memerintahkan silinder 1 untuk segera

maju.


Pada posisi ini silinder bergerak mundur ke posisi

awal, karena udara dari sensor (S2) menekan ke

silinder 1 untuk mundur. Pada mesin penekuk tepi

ini silinder hanya melakukan satu kali kerja.

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pembahasan tentang analisa proses

kerja mesin penekuk plat sistem pneumatik dengan

tipe tepi dan tipe-V, maka dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut:

1. Dari hasil perhitungan gaya efektif piston mesin

penekuk tepi pada saat silinder maju yaitu

294.38 N, langkah mundur yaitu 247.28 N.

Konsumsi udara silinder 1 untuk langkah maju

yaitu 5.5 x 10-5 l/min, untuk silinder 2 dan 3

yaitu 1.1 x 10-4 l/min. Sedangkan untuk langkah

mundur dari silinder 1 yaitu 4.6 x 10-5 l/min,

untuk silinder 2 dan 3 yaitu 9.25 x 10-5 l/min.

2. Gaya efektif piston mesin penekuk tipe-V

silinder maju yaitu 576.95 N, langkah mundur

yaitu 529.88 N. Konsumsi udara langkah maju

yaitu 2.2 x 10-4 l/min dan untuk langkah mundur

1.98 x 10-4 l/min

3. Gaya pembengkokan untuk mesin penekuk tepi

dengan panjang blank yaitu 192.2mm adalah

206.97 N, sedangkan untuk mesin penekuk tipe-

V dengan panjang blank 188.63mm maka gaya

pembengkokkan 277.58 N.

4. Hasil simulasi sistem pneumatik mesin penekuk

plat tipe tepi dimulai dari push button, silinder

1,2,3,1, sedangkan pada tipe-V dari push button

ke silinder 1 maju dan mundur.


5.2 Saran

Untuk penggembangan selanjutnya ber-kaitan

dengan penggunaan mesin penekuk plat ada beberapa

hal yang menjadi pertimbangan :

1. Dalam menggunakan mesin penekuk plat

harus disesuaikan jenis dan sifat material

dengan kemampuan sistem penekan yang

digunakan agar hasil lebih maksimal.

2. Jenis penekan dalam mesin penekuk plat

juga dapat menggunakan sistem penekan

lain seperti sistem mekanik, hidrolik

disesuaikan kebutuhan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Croser, Peter and Frank Ebel, 2002, Pneumatics

Basic Level, Festo Didactic GmbH & Co,

Denkendorf.

2. Groover, Mikell P., 2010, Fundamentals of

Modern Maufacturing: Materials, Processes

and Systems, 4thed, John Wiley & Sons, Inc,

New York.

3. Harsokoesoemo, Darmawan, 2000, Pengan-tar

Perancangan Teknik (Perancangan Produk),

Penertbit ITB, Bandung.

4. Hidayat, Nur dan Ahmad Shanhaji, 2011,

Autodesk Inventor Mastering 3D Mechanichal

Design, Cetakan Pertama, Informatika Bandung

, Bandung.

5. Krist, Thomas, 1993, Dasar–Dasar Pneumatik,

Terjemahan Dines Ginting, Erlangga, Jakarta.

6. Sudaryono, 2013, Pneumatik & Hidrolik

“Pneumatik”, Kementrian Pendidikan &

Kebudayaan, Jakarta.

Documents

ANALISIS PROSES KERJA MESIN PENEKUK PLAT PNEUMATIK