## PERANCANGAN MESIN BENDING UNTUK PIPA BERDIAMETER SATU INCH MENGGUNAKAN METODE ROLL BENDING
Rusnadi*, Ambo Intang*, Angga Angkasa*, Rohmat Budi Santoso* *Dosen JurusanTeknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tamansiswa Palembang email: rusnadi26@gmail.com

## ABSTRAK
Proses  pembentukan  pipa  dengan roll  bending sudah  banyak  diaplikasikan  pada  kegiatan  industri manufaktur.  Proses  bending  pipa  harus  dilakukan  dengan  metode  yang  tepat  agar  tidak  mengurangi kekuatan  material  pada  pipa  tersebut.  Setiap  mesin  bending  pipa  akan  memiliki  spesifikasi  pengerollan masing-masing.  Berdasarkan  hal  tersebut  perlu  dilakukan  perancangan  mesin  bending  pipa  yang  secara spesifik dapat melakukan proses bending dengan hasil yang baik pada pipa baja SC45 berdiameter satu inch. Gaya pembebanan pada pipa diperoleh sebesar 2298,06 N, sementara gaya yang dibutuhkan tiap roller penggerak adalah sebesar 8502,62 N. Daya motor listrik yang dibutuhkan dalam mesin bending untuk pipa berdiamter  satu  inch  adalah  sebesar  467,92  watt  atau  setara  0,63  HP.  Bahan  pengujian  yang  digunakan yaitu  berupa  pipa  baja  (SC45)  berdiameter  satu  inch  dengan  ketebalan  1,6  mm  ,  1,8  mm  ,  2,0  mm. Sedangkan untuk variasi panjang  pipa yang digunakan, yaitu pipa dengan panjang 1000 mm, 1500 mm, 2000 mm, 2500 mm dan 3000 mm. Hasil pengujian mesin bending diperoleh waktu rata-rata pengerollan pipa  berdiameter  satu  inch  dengan  panjang  3000  mm,  2500  mm,  2000  mm,  1500  mm,  serta  1000  mm masing-masing diperoleh 415 detik, 398 detik, 297 detik, 255 detik, serta 107 detik. Sementara itu, untuk rata-rata laju pengerollan pipa berdiameter satu inch dengan ketebalan bahan 1,6 mm, 1,8 mm, serta 2,0 mm masing-masing adalah 0,5 mm/detik, 0,6 mm/detik, serta 0,5 mm/detik.Pada pipa dengan panjang 3 m, 2,5 m, 2 m, 1,5 m, serta 1m menghasilkan puncak radius kelengkungan masing-masing sebesar 975 mm, 857 mm, 730 mm, 570 mm, serta 290 mm.
Kata kunci : mesin bending, pipa, roll bending, gaya pengerollan, radius kelengkungan pengerollan

## 1. PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Pada beberapa kondisi pengerjaan perpipaan dilapangan terkadang menemukan kasus yang menuntut  para  operator  melakukan  penyambungan  pipa  dengan  sudut fitting yang  tidak  lazim atau tidak tersedia dipasaran. Keadaan tersebut memaksa kita untuk membuat alat penyambung sendiri  yang  berupa  pipa  yang  dibelokan  sesuai  dengan  sudut  yang  kita  perlukan  (Sidi Wahyudi, 2012). Menurut Sidi  Wahyudi (2012) menyatakan bahwa pembengkokan pipa yang tidak dilakukan dengan benar, akan menghasilkan bengkokan pipa yang tidak memenuhi standar. Hal  tersebut  menuntut  proses  pembengkokan  atau  bending    pipa  harus  dilakukan  dengan  cara yang tepat dan tentunya dengan menggunakan alat atau mesin yang tepat.
Menurut Putri et al. (2012), proses bending adalah suatu proses yang mengubah benda dari bentuk yang lurus menjadi lengkungan. Pada proses ini bagian luar dari benda akan mengalami tarikan dan bagian dalam akan mengalami tekanan.  Salah satu  contoh alat atau mesin bending yang sudah banyak diaplikasikan di lapangan adalah alat atau mesin bending pipa. Mesin bending pipa  dapat  menghemat  waktu  kerja  serta  dapat  menghasilkan  hasil  yang  lebih  presisi  dengan proses  yang  mudah,  praktis,  cepat  serta  memberikan  hasil  yang  lebih  baik  dari  sebelumnya (Maimun et al. , 2019).
Pada setiap alat atau mesin pembengkok pipa akan memiliki spesifikasi dan kinerja yang berbeda-beda.  Setiap  ukuran  pipa  yang  dibengkokan  akan  membutuhkan  spesifikasi  alat  atau mesin yang spesifik. Berdasarkan hal tersebut, pada penelitian ini dilakukan sebuah perancangan mesin pembengkok pipa, yang secara spesifik dapat melakukan proses bending pipa berdiameter
satu  inch  dengan  menggunakan  metode roll  bending .  Metode roll  bending digunakan  untuk menekuk pipa secara kontinu serta membentuk suatu radius yang besar (Fernando et al ., 2019).

## 1.2. Tujuan
Perancangan  mesin  bending  pipa  ini  bertujuan  agar  dapat  diperoleh  sebuah  alternatif rancangan mesin yang dapat melakukan proses bending pada pipa berdiameter satu inch dengan hasil yang baik. Selain itu, perancangan ini pun bertujuan untuk mengetahui kinerja dari proses bending pipa berdiameter satu inch dengan metode roll bending .

## 2. TINJAUAN PUSTAKA
Perhitungan gaya untuk membending atau mengeroll pipa didapati dari persamaan defleksi pipa. Pada penelitian ini digunakan bahan pengujian berupa pipa baja (SC45) berdiameter satu inch  dengan  ketebalan  2  mm.  Untuk  menentukan  gaya  pengerolan  pipa  berdiameter  31  mm dengan tebal 2 mm, dapat diketahui dengan pendekatan persamaan (1) hingga persamaan (3).
I  = π 64 ( A 1 4 −   A 2 4 ) ................................................................... (1)
Y max = F .  L 3
48 .E.I ....................................................................... (2)
F = Y max .  48 .  E .I L 3 ...............................................................(3)
F s = F x μ ............................................................................. (4)
P m = T m ( 2𝜋.  n m 60 𝑥 𝑓𝑐 ) ..................................................................(5)
Keterangan :
Y = Defleksi pada pipa (cm)
F  = Beban/gaya (N) L  = Panjang pipa (cm) E  = Modulus elastisitas (Gpa) I   = Momen inersia A 1 = Diameter luar pipa = 31 mm A 2 = Diameter dalam pipa = 27 mm F s = gaya gesek (N)
μ = koefisien gesek baja/besi (0,74)
P m = Daya motor T m = Torsi motor n m = Kecepatan puta motor f c = Safety factor (1.2)
Mesin  bending  pipa  ini  dirancang  agar  mampu  melakukan  proses  pengerolan    pipa berdiameter satu inch dengan kedalaman penekanan yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang  diinginkan.  Ilustrasi  gaya  pembebanan  pada  pipa  dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Untuk ilustrasi gaya pengerolan pada pipa tersaji pada Gambar 2.
Gambar 1. Ilustrasi Gaya Pembebanan Pipa
Gambar 2. Ilustrasi Gaya Pembebanan Pipa
Berdasarkan  perhitungan  dengan  menggunakan  persamaan  (1)  hingga  persamaan  (4)  di diperoleh momen  inersia  yaitu  sebesar  19246,18  mm 4 ,  sehingga  didapatkan  gaya  pembebanan pada pipa sebesar 2298,06 N. Sementara itu, gaya yang dibutuhkan tiap roller penggerak adalah sebesar 8502,62N.
Gambar 3. Skema Konfigurasi Rasio Transmisi  Daya Penggerak Mesin Bending Pipa
Pada mesin bending yang dirancang dalam penelitian ini menggunakan konfigurasi sistem transmisi seperti yang telah tersaji pada Gambar 3. Dari konfigurasi tersebut diperoleh rasio total transmisi yang digunakan adalah sebesar 1:80. Melalui nilai rasio tersebut diperoleh kebutuhan torsi motor listrik (T m ) yang dibutuhkan untuk menggerakan mesin bending pipa sebesar 3,83 N. Perhitungan kebutuhan daya motor listrik pada mesin bending pipa menggunakan persamaan (5).
Roller Motor Listrik Gearbox
Melalui  persamaan  (5)  tersebut  diperoleh  daya  motor  listrik  yang  dibutuhkan  dalam  mesin bending  pipa  tersebut  adalah  sebesar  467,92  watt  atau  setara  0,63  HP.  Sehingga  dalam pengaplikasinnya digunakan motor listrik yang memiliki daya yang  lebih besar dari nilai tersebut, yakni  sebesar  1  HP.  Berdasarkan  hasil  analisis  dan  perhitungan  yang  telah  dilakukan  maka diperolehlah  desain  konseptual  mesin  bending  untuk  pipa  berdiameter  satu  inch.  Bentuk  dari desain konseptual tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Desain Konseptual Mesin Bending untuk Pipa Berdiameter Satu Inch
Keterangan :
1. Dongkrak
2. Poros As
3. Gigi sproket dan rantai
4. Pulley
5. V- belt
6. Motor listrik
7. Roller penggerak pipa
8. Roller penekan
9. Gear Box

## 3. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini secara umum terbagi menjadi tiga buah kegiatan utama, yakni : kegiatan pertama adalah perancangan mesin bending pipa; kegiatan kedua adalah pengujian kinerja mesin bending  pipa  yang  telah  dirancang;  serta  kegiatan  ketiga  adalah  kegiatan  analisis  pengaruh kedalaman  penekanan  pipa  terhadap  radius  kelengkungan  pipa  yang  dihasilkan.  Mesin  yang dirancang pada penelitian ini secara spesifik digunakan untuk membengkokan pipa berdiameter satu inch.
Kegiatan awal perancangan mesin bending pipa dilakukan dengan menganalisis gaya yang dibutuhkan untuk membending pipa berdiameter satu inch hingga menghitung kebutuhan daya motor penggerak mesin bending pipa.
Kegiatan  pengujian  kinerja  mesin  bending  pipa  dilakukan  dengan  mengukur  waktu proses pengerollan yang dibutuhkan untuk tiap-tiap parameter pengujian. Bahan pengujian yang digunakan yaitu berupa pipa baja (SC45) diameter satu inch,  dengan ketebalan yang berbeda dan dengan panjang pipa yang berbeda pula. Adapun ketebalan  pipa yang digunakan adalahketebalan
1,6 mm , 1,8 mm , 2,0 mm. Sedangkan untuk variasi panjang  pipa yang digunakan, yaitu pipa dengan panjang 1000 mm,1500 mm,2000 mm,2500 mm dan 3000 mm.

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  kegiatan  perancangan  mesin  yang  telah  dilakukan,  diperoleh  sebuah rancangan mesin bending untuk pipa berdiameter satu inch. Bentuk mesin tersebut tersaji pada Gambar 5.Mesin yang dirancang memiliki dimensi umum panjang mesin sebesar 380 mm, lebar mesin sebesar 600 mm, dan tinggi mesin sebesar 1150 mm.  Spesifikasi komponen mesin hasil rancangan dapat dilihat pada Tabel 1.
Gambar 5. Bentuk Mesin Bending  untuk Pipa Berdiameter Satu Inch

## Tabel 1. Spesifikasi Mesin Bending untuk Pipa Berdiameter Satu Inch
No Komponen Spesifikasi 1 Motor Listrik Penggerak 1 HP AC Induksi 1 phase 2 Jarak Beban Dongkrak 160 mm 3 Jari-jari Sprocket Poros 1 ( 𝑟 1 ) 70 mm 4 Jari-jari Sprocket Poros 2 ( 𝑟 2 ) 70mm 5 Jari-jari Sprocket Poros 3 (𝑟 3 ) 70mm 6 Diameter Roller 32 mm 7 Dongkrak Botol 2 ton 8 Gear Box 1: 50 9 Pulley Motor 100 mm 10 Pulley Gear Box 160 mm 11 Jarak antar Roller Penggerak 370 mm 12 V- belt A42 13 House Bearing 205
Berdasarkan  kegiatan  pengujian  mesin  bending  diperoleh  data  kinerja  mesin  hasil rancangan.  Kinerja  mesin dapat  dilihat dari performa  waktu  proses pengerollan pipa  serta laju pengerollan pipa yang dihasilkan. Laju pengerollan pipa yang dimaksud dalam pengujian kali ini merupakan  kecepatan  kedalaman  lengkungan  pipa  yang  dihasilkan  per  satuan  waktu  proses pengerollan.  Data  hasil  pengujian  mesin  pada  proses  pengerollan  pipa  berdiameter  satu  inch
secara umum dapat dilihat pada Tabel 2. Waktu rata-rata pengerollan pipa berdiameter satu inch dengan  panjang  3000  mm,  2500  mm,  2000  mm,  1500  mm,  serta  1000  mm  masing-masing diperoleh 415 detik, 398 detik, 297 detik, 255 detik, serta 107 detik. Sementara itu, untuk rata- rata laju pengerollan pipa berdiameter satu inch dengan ketebalan bahan 1,6 mm, 1,8 mm, serta 2,0 mm masing-masing adalah 0,5 mm/detik, 0,6 mm/detik, serta 0,5 mm/detik. Dalam hal ini pengaruh  ketebalan  pipa  tidak  terlalu  berdampak  pada  perolehan  laju  penggerollan.  Berbeda dengan  pengaruh  panjang  pipa  terhadap  waktu  proses  pengerollan    yang  dibutuhkan,  semakin panjang  pipa  yang  akan  dibending  maka  semakin  besar  pula  waktu  proses  pengerollan  yang dibutuhkan. Selain itu, dari data pada Tabel 2 diperoleh bahwa ketebalan pipa akan berpengaruh pada  nilai  kedalaman  maksimal  lengkungan  pipa  yang  dihasilkan.  Semakin  tebal  pipa  yang dibending maka semakin besar nilai kedalaman maksimal lengkungan pipa yang didapatkan. Hal tersebut diakibatkan pada pipa yang memiliki ketebalan tipis akan cepat ditemukan kerutan pada lengkungan pipa hasil proses bending. Menurut Iswahyudi (2012), menyatakan bahwa ada kasus penekukan profil berdinding tipis, daerah yang menerima beban tekan mengalami buckling yang ditandai oleh munculnya kerutan-kerutan sebagai kegagalan dari proses ini.
Tabel 2. Data PengujianMesin Bending untuk Pipa Berdiameter Satu Inch
No Panjang Pipa (mm) Ketebalan Pipa (mm) Kedalaman Penekanan Pipa (mm) Kedalaman Lengkungan Pipa (mm) Waktu Proses Pengerollan (detik) 1 3000 1,6 48,1 635,0 378 2 1,8 46,7 634,0 489 3 2,0 46,6 650,0 377 4 2500 1,6 49,8 618,0 391 5 1,8 50,6 610,0 401 6 2,0 50,2 620,0 402 7 2000 1,6 55,4 620,0 299 8 1,8 59,2 560,0 288 9 2,0 60,4 575,0 304 10 1500 1,6 62,3 550,0 249 11 1,8 52,1 550,0 255 12 2,0 56,4 570,0 261 13 1000 1,6 50,5 275,0 107 14 1,8 50,3 290,0 103 15 2,0 47,7 274,0 111
Pada  Gambar  6  telah  tersaji  pengaruh  kedalaman  penekanan  pipa  terhadap  radius kelengkungan  pipa  yang  dihasilkan.  Berdasarkan  grafik  tersebut,  diperoleh  bahwa  korelasi kedalaman penekanan pipa tidak berdanding lurus (linear) pada radius kelengkungan pipa yang akan dihasilkan. Korelasi keduanya bersifat eksponensial, sehingga pada setiap panjang pipa akan memiliki puncak (titik balik) radius kelengkungan pipa yang akan dihasilkan. Selain itu,semakin panjang pipa yang akan dibending maka semakin besar pula puncak radius kelengkungan pipa yang  akan  dihasilkan.Pada  tiap-tiap  panjang  pipa  yang  dibending  akan  menghasilkan  puncak (titik balik) radius kelengkungan pipa yang berbeda-beda pula. Pada pipa dengan panjang 3 m, 2,5 m, 2 m, 1,5 m, serta 1m menghasilkan puncak radius kelengkungan masing-masing sebesar 975 mm, 857 mm, 730 mm, 570 mm, serta 290 mm. Dari data tersebut dapat dikatakan bahwa jika semakin panjang radius kelengkungan pipa yang ingin dihasilkan makapanjang pipa yang dibutuhkan pun akan semakin panjang.
Gambar 6. Grafik Pengaruh Kedalaman Penekanan Pipa terhadap Radius Kelengkungan
Pipa SC45 berdiameter Satu Inch

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1. Kesimpulan
1) Rancangan  mesin  bending  untuk  pipa  berdiameter  satu  inch  telah  berhasil  dirancang dengan rata-rata laju proses pengerollan sebesar 0,5 - 0,6 mm/detik.
2) Mesin bending pipa yang dirancang telah mampu melakukan proses bending pipa SC45 berdiamater satu inch dengan radius kelengkungan maksimum pipa pada panjang 3 m, 2,5 m, 2 m, 1,5 m, serta 1 m masing-masing adalah 975 mm, 857 mm, 730 mm, 570 mm, serta 290 mm.
3) Semakin  panjang  pipa  yang  akan  dibending  maka  semakin  besar  pula  waktu  proses pengerollan yang dibutuhkan.
4) Semakin  tebal  pipa  yang  dibending  maka  semakin  besar  nilai  kedalaman  maksimal lengkungan pipa yang didapatkan.
5) Kedalaman penekanan pipa tidak berdanding lurus (linear) pada radius kelengkungan pipa  yang  akan  dihasilkan.  Korelasi  keduanya  bersifat  eksponensial,  sehingga  pada setiap panjang pipa akan memiliki puncak (titik balik) radius kelengkungan pipa yang akan dihasilkan. Semakin panjang pipa yang akan dibending maka semakin besar pula puncak radius kelengkungan pipa yang akan dihasilkan.

## 4.2  Saran
1) Perlu  dikaji  mengenai  pengaruh  material roller yang  digunakan  pada  mesin  bending terhadap kaitannya dengan gesekan serta efektifitas proses pengerollan yang dihasilkan.
2) Perancangan  mesin bending pipa berikutnya sebaiknya mesin yang dirancang agar dapat fleksibel melakukan proses bending  pada beberapa ukuran diameter pipa. Hal tersebut dapat  dilakukan  dengan  perancangan  profil  kontur roller yang  dapat  fleksibel menyesuaikan terhadap diameter pipa yang akan dibending.
Trendline Error 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 R adius K el engku ngan P ipa (m m ) Kedalaman Penekanan Pipa (mm) Pipa 3 m Pipa 2,5 m Pipa 2 m Pipa 1,5 m Pipa 1 m

## DAFTAR PUSTAKA
Fernando, R., Duskiardi, Iman S. 2019. Perancangan Alat Bending Pipa Starbus/Hollow ( 50 mm x 50 mm x 2 mm). Jurnal Fakultas Teknologi Industri Universitas Bung Hatta : Vol 13, No 2 (2019). Tersedia di : http://www.ejurnal.bunghatta.ac.id/?journal=JFTIpage=articleop=viewpath%5B%5 D=13992path%5B%5D=11763.
Iswahyudi, Sigit. 2012. Kajian Teoretis Kerutan di Daerah Tekukan pada Pipa Hasil Proses Bending. Jurnal Teknik Mesin : Vol. 14, No. 1 (2012) 47-51. Tersedia di : http://203.189.120.189/ejournal/index.php/mes/article/view/18754/18484.
Maimun, Ilyas Y.,  Dailami. 2018. Jurnal Mesin Sains Terapan Politeknik Negeri Lhokseumawe : Vol.2 No.2. Tersedia di : http://e- jurnal.pnl.ac.id/index.php/mesinsainsterapan/article/download/532/1343.
Studi Laju Korosi dan Surface Morfologi Pipa Bawah Laut API 5L Grade X65 dengan Variasi Sudut Bending. Jurnal Teknik ITS : Vol. 1(2012). Tersedia di : http://www.ejurnal.its.ac.id/index.php/teknik/article/view/1898/641.
Sidi,  P.,    M.T.  Wahyudi.  2012.  Analisis  Kekerasan  pada  Pipa  yang  dibengkokan  akibat Pemanasan. Jurnal Rekayasa Mesin Universitas Brawijaya Vol.3, No. 3 Tahun 2012 : 398- 403. Tersedia di : https://rekayasamesin.ub.ac.id/index.php/rm/article/view/164/160.