## PERANCANGAN MESIN BENDING DENGAN MEMANFAATKAN SITEM DONGKRAK HIDROLIK SEDERHANA

## Wisjnu P.Marsis, Iswantoro
Universitas Muhammadiyah Jakarta, Jurusan Teknik Mesin

## ABSTRAK
Proses  penekukan  pipa  (bending),  biasanya  banyak  sekali  dilakukan  untuk membuat  komponen-komponen  industri  maupun  rumah  tangga  misalnya membuat kursi, pagar, kanopi, serta perlengkapan lainnya yang memanfaatkan pipa  sebagai  bahan  dasarnya.  Hal  tersebut  diatas,  menunjukan  bahwa kebutuhan  produk  semakin  lama  semakin  tinggi  dengan  kualitas  yang  baik dan  sama  halnya  dengan  peralatan  (mesin-mesin),  yang  semakin  lama  di tuntut  untuk  lebih  berkembang  dan  berkembang  lagi,sehingga  dengan  biaya yang terjangkau mesin bending pipa ini dapat membantu untuk perindustrian ekonomi kecil dan menengah. Untuk itulah maka penelitian disini merancang hidrolik  sederhana  pada  mesin  bending  dengan  mempertimbangkan  hal-hal berikut  yaitu  Menentukan  radius  bending  sehingga  memperoleh  hasil  yang baik,tidak  terjadi  keretakan  pada  pipa  saat  proses  bending    dan  Menentukan spesikasi material yang akan dibending terkait dengan kemapuan alat bending dengan  menggunakan  metode  perhitungan  dimana  hasilnya  nanti  sebagai dasar untuk merancang.

## Kata Kunci : Mesin Bending, Hidrolik Sederhana

## 1. PENDAHULUAN
Proses  penekukan  pipa (bending) ,  biasanya  banyak  sekali  dilakukan  untuk  membuat komponen-komponen industri maupun rumah tangga misalnya membuat kursi, pagar, kanopi, serta  perlengkapan  lainnya  yang  memanfaatkan  pipa  sebagai  bahan  dasarnya.Mengingat besarnya  kebutuhan  produk-produk  tersebut  dipasaran,  tentunya  banyak  sekali  pihak  yang ingin  mengambil  peluang  bisnis  dalam  memenuhi  kebutuhan  tersebut,  maka  sekarang  ini banyak sekali industri kecil (rumah tangga) maupun menengah yang mulai berkembang serta bersaing  untuk  mendapatkan  peluang  tersebut,  dimana  seiring  dengan  berkembangnya industri-industri tersebut, maka diperlukan peralatan yang sederhana dengan biaya yang tidak tinggi  dan  mampu  menghasilkan  produk  yang  berkualitas  baik.Hal  tersebut  diatas, menunjukan  bahwa  kebutuhan  produk  semakin  lama  semakin  tinggi  dengan  kualitas  yang baik  dan  sama  halnya  dengan  peralatan  (mesin-mesin),  yang  semakin  lama  di  tuntut  untuk lebih  berkembang  dan  berkembang  lagi,sehingga  dengan  biaya  yang  terjangkau  mesin bending  pipa  ini  dapat  membantu  untuk  perindustrian  ekonomi  kecil  dan  menengah., sehingga  dapat  dilakukan  penelitian  yang  dapat  membantu  pihak-pihak  industri  dalam menghasilkan suatu produk yang berkualitas. Untuk itu dilakukan penelitian menyangkut hal tersebut

## 2. LANDASAN TEORI Mesin Bending Pipa
Mesin bending pipa ini adalah mesin  yang digunakan untuk  untuk  pembending pipa dimana  pipa  ini  akan dibending untuk  pembuatan  produk  seperti  pembuatan  kursi,  pagar  , kanopi, serta memanfaatkan pipa sebagai bahan dasarnya, alat bending ini  ditunjukan untuk
industri kecil dan menengah agar mempermudah membuat suatu produk yang bahan dasarnya pipa yang di bending.

## Metode Penekukan Pipa

##  Metode Ram ( Ram Style Bending)
Metode ini bekerja dengan memanfaatkan sebuah batang penekan sementara pipa yang akan ditekuk  dipasang  pada  dua  buah  penahan,  kemudian  penekan  akan  menekan  pipa  tepat diantara dua buah penahan, sehingga pipa akan tertekuk. Akan tetapi kelemahan metode ini adalah  terjadinya  perubahan  bentuk  penampang  pipa  yang  semula  harusnya  bulat  menjadi oval.

##  Metode Rotary (rotary draw bending)
Metode  ini  bekarja  dengan  cara  menjepit  salah  satu  ujung  pipa,  kemudian  merotasi  pipa  ke sekeliling cetakan ( dies ) , dengan radius tekuk sesuai dengan radius rol.  Metode rol (roll bending )
Metode ini digunakan untuk menekuk pipa secara kontinu serta membentuk suatu radius yang besar.  Metode  ini  menggunakan  tiga  buah  rol,yang  terhubung  dengan  tiga  buah  poros  yang berbeda. Rol-rol tersebut dibagi menjadi dua bagian, yaitu rol atas ( upper roll) dan rol bawah ( lower roll) .  Metode Compression Bending
Cara  kerjanya  untuk  metoda  ini  sama  dengan  metoda  rotary  namun  cetakan (dies) pada metoda ini  diam. Proses pelengkungan seperti kereta geser slide piece bergeser mengelilingi dies
Gambar 1.   Metode Bending Pipa

## Konsep Dan Prinsip Dasar Mekanika
Gaya merupakan  besaran  vektor  karena  gaya  memiliki  besar  dan arah. Gaya adalah  sesuatu yang dapat menyebabkan sebuah benda bergerak searah dengan gaya tersebut oleh karena itu gaya  juga  sering  disebut  sebagai  aksi  atau  reaksi.  ada  prinsipnya,    gaya  tersebut  dapat dipresentasikan melalui beberapa cara diantaranya dengan metoda grafis dan metoda analitis. Secara  grafis  gaya  digambarkan  dalam  bentuk  garis,  dimana  garis  tersebut  akan  mewakili besar, arah dan  garis kerja gaya. hukum  newton.  Hukum newton dirumuskan oleh Sir  Issac Newton Dan diinterpretasikan sebagai berikut :
 Gaya yang bereaksi pada suatu partikel sama dengan nol, maka partikel tersebut akan tetap diam ( tidak bergerak ) bila mula-mula dalam keadaan diam, atau akan bergerak dengan
kecepatan  yang  sama  bila  mula-mula  dalam  keadaan  bergerak.  Pernyataan  tersebut dinyatakan dengan .
 Bila gaya yang bereaksi pada suatu partikel sama dengan nol, partikel tersebut  akan memperoleh  kecepatan  yang  sebanding  dengan  arah  gaya  resultan  tersebut.  Pernyataan tersebut dinyatakan dengan ∑
 Gaya aksi dan reaksi antara benda yang berhubungan mempunyai besar dan garis aksi yang sama serta berlawanan arah.
Pada  dasarnya  kedua  metode  tersebut  dapat  menyelesaikan  persoalan  masalah  gaya, akan  tetapi  ada  kalanya  kita  tidak  dapat  menyelesaikan  dengan  hanya  satu  metode  tersebut. Oleh  karena  itu  kita  dapat  menggabungkan  kedua  metode  tersebut,  metode  ini  dapat  juga disebut sebagai metode kesetimbangan mekanis. Metode ini dinyatakan dengan : dan ∑ Kesetimbangan  mekanis  didefinisikan  sebagai  suatu  benda  atau  sekumpulan benda yang dapat dipisahkan dari pengaruh benda lain. Sistem demikian dapat berupa benda tunggal ataupun kombinasi dari benda yang berhubungan. Biasanya analisis benda dilakukan secarta  terpisah.  Pemisahan  ini  dapat  kita  sebut  sebagai  diagram  benda  bebas. Diagram benda  bebas merupakan  bagian  benda  yang  akan  dibahas  dan  dipisahkan  terhadap  bagian lainnya, kemudian ditunjukan semua gaya dan momennya yang bekerja pada benda tersebut beserta reaksinya.

## Hidrolik
Hidrolik    merupakan satu ilmu  terapan dan keteknikan  yang berurusan dengan sifat- sifat  mekanis  fluida,  yang  mempelajari  perilaku  aliran  air  secara  mikro  maupun  makro. Mekanika Fluida meletakkan dasar-dasar teori hidrolika yang difokuskan pada rekayasa sifat- sifat  fluida.  Dalam  tenaga  fluida,  hidrolika  digunakan  untuk  pembangkit,  kontrol,  dan perpindahan  tenaga  menggunakan  fluida  yang  dimampatkan.  Topik  bahasan  hidrolika membentang  dalam  banyak  aspek sains dan  disiplin  keteknikan,  mencakup  konsep-konsep seperti  aliran  tertutup  (pipa),  perancangan  bendungan,  pompa,  turbin,  tenaga  air,  hitungan dinamika  fluida,  pengukuran  aliran,  serta  perilaku  aliran  saluran  terbuka  seperti  sungai. Sistem  hidrolik  adalah  teknologi  yang  memanfaatkan  zat  cair,  dalam  sistem  hidrolik  fluida cair  berfungsi  sebagai  penerus  gaya.  fluida  cair  yang  umum  dipakai  adalah  jenis  minyak mineral,  biasanya  oli,  sistem  ini  biasanya  untuk  melakukan  suatu  gerakan  segaris  atau putaran. Sistem  ini bekerja berdasarkan  prinsip jika suatu zat  cair dikenakan  tekanan, maka tekanan  itu  akan  merambat  ke  segala  arah  dengan  tidak  bertambah  atau  berkurang kekuatannya .
Pada  prinsipnya  hidrolika  merupakan  cabang  ilmu  dari  mekanika  fluida  dimana mekanika fluida tersebut dibagi menjadi 2 bagian yaitu :
 Hidrostatik : zat cair diam.
 Hidrodinamik : zat cair bergerak (mengalir).
Prinsip  dasar  dari  hidrolik  adalah  sifat  fluida  cair  yang  sangat  sederhana  dan  sifat  zat cair  tidak  mempunyai  bentuk  tetap,  tetapi  selalu  menyesuaikan  bentuk  yang  ditempatinya. Karena  sifat  cairan  yang  selalu  menyesuaikan  bentuk  yang  ditempatinya.  Prinsip  hukum pascal,  dimana  tekanan  yang  dipakaikan  kepada  suatu  fluida  tertutup  diteruskan  tanpa berkurang  besarnya  kepada  setiap  bagian  fluida  dan  dinding-dinding  yang  berisi  fluida tersebut. Hasil ini adalah suatu konsekuensi yang perlu dari hukum-hukum mekanika fluida, dan bukan merupakan sebuah prinsip bebas. Dalam suatu rangkaian hidrolik biasanya terdiri atas  aktuator,  penggerak  dan  fluida  kerja  yang  bekerja  dalam  sebuah  sistem  untuk  tujuan tertentu.  Dimana  komponen-komponen  tersebut  dapat  dilambangkan  dalam  simbol-simbol rangkaian. Tenaga hidrolik dapat dibagi kedalam bagian suplai tenaga, pengontrol tenaga dan
bagian  kerja  sistem.  Bagian  penyuplai  tenaga  digunakan  sebagai  pengkonversi  energi  dan penghasil tekanan.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  dilakukan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode  penentuan  dimensi terlebih  dahulu  setelah  itu  dilakukan  perhitungan  dimana  hasil  dari  perhitungan  tersebut dijadikan dasar didalam pembuatangambar

## 4. DATA DAN HASIL PEMBAHASAN Prinsip Kerja Mesin
Penggerak  utama  pada  mesin  ini  adalah  dongkrak  hidrolik.  Dongkrak  akan  menekan rollerblock berikut roller nya akan bergerak ke atas ( arah y) .
Gambar 3. Gambar Hidrolik pada mesin bending
Roller menggelinding dan menekan follow bar sehingga follow bar akan bergerak  ke atas (arah y) dan ke arah kanan/kiri ( arah z) yang dipengaruhi oleh putaran dari dies karena dies tidak segaris dengan rollernya. Dies yang bergerak secara rotasi tetapi bukan pada titik pusatnya,  melainkan  pada  salah  satu  sisi  dari dies tersebut  sehingga die s  tersebut  akan bergerak  membentuk  lintasan-lintasan  tertentu. Follow  bar tersebut  bersamaan  dengan dies akan menekan dan menekuk pipa tersebut.
Gambar 4. Lintasan yang terbentuk Tidak pada pusat Lintasan-lintasan yang terbentuk Z X Y Roller Roller block Dongkrak
q 4 Q 4 q 4

## Perhitungan  Gaya Pada Tiap Komponen
Gabungan beberapa komponen:
Asumsi gaya F p sebidang
A ΣM =  0 D F .(173) - 2 Q . (173) -  2 ( p F . 173) = 0
2 Q = 173 ) 173 . ( 2 .(173) F D p F  2 Q = N mm
mm N 63 , 989 173 ) 173 . 184 , 5 ( 2 mm .(173) N 1000   y ΣF = 0
0 2 2 3      D p F F Q Q
0 2 2 3      D p F F Q Q N N N N Q 002 , 0 1000 ) 184 , 5 ( 2 63 , 989 3      Gaya Pada Roller y ΣF = 0 0 2 4    Q Q N Q Q 63 , 989 2 4   q 2 Q 2 173 Q 2 F p F d F p F p Q 3 F d Q 2 Q 3

## Diagram Momen Lentur
0 73 117.5 162 235
Gaya Pada Roller Pin B ΣM =  0 P F  .(73) + 4 Q . (44.5) - D R . (89)  + p F . (162) = 0
D R = 89 ) 162 ( . ) 5 . 44 ( 4 .(73) F - P p F Q   N mm mm N mm N R D 99 . 499 89 ) 162 .( 184 , 5 ) 5 . 44 ( 63 , 989 mm .(73) N 184 , 5      y ΣF = 0 0 2 4     D p B R F Q R 0 2 4     D p B R F Q R N N N N R B 99 . 499 99 . 499 ) 184 , 5 ( 2 63 , 989    
Dimana  Poros mengalami beban lentur murni. potongan 73<x<117,5
∑
(      )
(      ) Untuk x = 73 maka
= -378,4
Untuk x = 117,5 maka = 21640
R B R D F p F p F p R B Mx 73 x V 73 73 44,5 44,5

## Dipilih bahan poros adalah S30C maka
 =  48 kg / mm 2 = 480 N / mm 2
Sf 1 =  6 Sf 2 =  1,5
   
[ ]
[          ]
Maka diameter poros minimal adalah 16 mm.
Gaya Pada Follow Bar :
y ΣF = 0 0 3 2 5      Q Q W Q F 3 2 5 Q Q W Q F     N N N Q 002 . 0 63 . 989 5 5     N Q 63 . 984 5  Gaya Pada Pipa q 5 q 3 w Q 2 Q 5 Q3 Q2 w F DI Q 5 F pe 160 27,5
B ΣM =  0 DI F  .(27.5) + 5 Q . (187.5) = 0
DI F =
5 . 27 ) 5 . 187 ( 5 Q DI F = N 3 . 6713 5 . 27 ) 5 . 187 ( 84.63 9  y ΣF = 0 0 5    pe DI F F Q DI pe F Q F    5 N F pe 75 . 5728 3 . 6713 63 . 984     Gaya Pada Pin Sleeve y ΣF = 0 0 6    po F Q N F Q po 63 . 984 6   2 sb F .(192)- 6 Q . (96) = 0
2 sb F = 192 ) 96 ( 6 Q
= mm mm 192 ) 96 ( N 84.63 9 = 492.3  N y ΣF = 0
F po Q 6 F Sb1 F Sb2 q 6
0 6 2 1    sb sb F Q F 2 1 6 sb sb F Q F   N N N F sb 3 . 492 3 . 492 63 . 984 1   
Dimana  Poros mengalami beban lentur murni.
Potongan 96<x<192
∑
(      )
(      ) Untuk x = 96 maka = - 47264,6 Untuk x = 192 maka = 0
Dipilih bahan poros  S30C maka:
 =  48 kg / mm 2 = 480 N / mm 2 Sf 1 =  6 Sf 2 =  1,5
   

## [      ]
Maka diameter poros minimal adalah 20 mm
proses penekukan pipa. Hal ini dapat kita atasi dengan cara menggunakan dongkrak yang lebih tinggi dan membuat follow bar lebih panjang.
F sb1 Q 6 Mx 96 x V -Diameter pipa tidak seragam
-Diameter pipa yang seragam

## 5.1 KESIMPULAN
1. Dari hasil perancangan maka diperoleh Spesifikasi mesin :  Tipe mesin : Rotary Draw Bending  Dongkrak : Min 1 ton  Sudut tekuk : max 90 o  Diameter poros roller pin
: 16 mm
 Diameter poros pin sleeve : 20 mm  Diameter pipa : 1/2 inchi  Bahan pipa : SCH 40
1. Radius dies harus  dilebihkan    dari  radius  yang  kita  inginkan  agar  dapat  menghindari fenomena spring back pada pipa.
2. Pada  perancanga n  pin  sleve digunakan  bantalan  luncur  karena  selain  pembuatan  dan pemasangannya  praktis,  bantalan  luncur  pun  mampu  menahan  gaya  radial  yang  lebih  besar dibanding dengan bantalan peluru. (gaya per satuan luas penampang lebih kecil.), selain itu harganya lebih murah di banding dengan bantalan luncur.
3. Setting alat harus benar-benar baik, misal kesejajaran poros, konsentrisitas lubang.
4. Proses  penekukan harus  satu  kali proses untuk  satu  kali penekukan agar  mendapatkan hasil yang baik.

## 5.2 SARAN
1. Dongkrak  sebaiknya  menggunakan  dongkrak  yang  bergerak  konstan  agar  pada  saat  proses penenkukan berjalan konstan sehingga produk yang di hasilkan semakin baik .
2. Mesin harus lebih dikembangkan  agar tidak hanya menekuk pipa  ukuran 1/2   inch, hal  ini dapat dilakukan dengan cara memodifikasi dies .

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Djennoedin, Soelastri Ir. 1980. Hidrolika Jilid 1 , ITENAS, Bandung
[2]  G. Takeshi Sato dan N. Sugiarto, “ Menggambar Mesin sesuai standar ISO ”,  PT. Pradnya Paramita, Jakarta
[3]  Harsokoesoemo,  H  Darmawan,1999. Pengantar  Perancangan  Teknik  (Perancangan Produk) ITB, Bandung.
[4]  Sularso,  Ir,  MSME  Kiyokatsu  Suga.,  1991. Dasar  Perencanaan  Dan  Pemilihan  Elemen Mesin ., PT. Pradnya Paramita, Jakarta
[5]    Popov, E.P. 1996. Mekanika Teknik , Erlangga. Jakarta.