## Analisis Solidwork pada Rangka Mesin Press Bottle Jack 20 Ton dengan
Perbedaan Material Type AISI

## Cahyo Budi Nugroho
Teknik Mesin Politeknik Negeri Batam Jalan Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia E-mail: cahyo@polibatam.ac.id.

## Abstrak
Mesin  press  bottle  jack  20  ton  adalah  alat  yang  umum  digunakan  dalam  industry  namun  untuk  aplikasi  press sederhana. Baik untuk bending plat atau untuk melepas as. Kerangka yang digunakan biasannya adalah aisi 304 dengan  ketebalan  4  mm  dengan  bentuk  C.  sedang  kerangka  secara  keseluruhan  berbentuh  huruf  H.  dengan menahan  beban  20  ton  maka  perlu  dipelajari  titik-titik  mana  yang  mengalami  stress,  dan  displacement.  Pada simulasi  ini  di  coba  mengunakan  besi  C  AISI  304,316,321,347  dengan  ketebalan  2.78  mm  dan  mengunakan software solid work. Simulasi menunjukkan perbedaan nilai dari stress tidak terlalu mencolok namun nilai stress tertinggi pada material AISI 316 dan 321. Nilai strain juga menunjukkan nilai yang tidak begitu berbeda, pada masing-masing  tipe  AISI.  Nilai  Displacement  terrendah  pada  material  347.  Secara  keseluruhan  konfigurasi kerangka dan material AISI tersebut masih aman digunakan pada beban 20 ton.  Walaupun ketebalannya tidak 4 mm.
Kata kunci: Solid work, stress, strain, displacement, kerangka

## Abstract
Press botlle jack 20 ton machine is tool was used for simple industrial work. For examples are sheet metal work and remove a center saft. The frame of material bases were AISI 304,316,321,347 with thickness are 2.78 mm. The  shape  usually  are  C  profile  and  design  of  frame  are  H‘s  Configuration.  The  AISI  type  were  A  frame  has loaded 20 ton by bottle jack. Meanwhile, stress, strain, displacement was studied at the frame. The CAD software was applied to simulate and analysis 3 parameter. The software is solid work.   The data was shown AISI 316 and 321 have highest stress value. Strain Value describe that no have differentiation at the other AISI. The AISI 347 have lowest displacement. The overall AISI were have good requirement for Bottle jack Press Machine Frame. However, the thickness is thinness than 4 mm.
Keywords: Solid work, stress, strain, displacement, frame

## 1 Introduction
Mesin  pres  bottle  jack  20  ton  adalah  alat  yang digunakan untuk bending plat atau sheet metal. Selain itu  juga  digunakan  pada  pelepasan  as  tengah  yang takdapat  dilepaskan  dengan  kunci  biasa[4,5]. Kerangkanya berkonfigurasi sederhana seperti hurup H. dan di susun oleh besi C dengan deimensi seperti yang  ditunjukkan  pada  gambar  2.  Mesin  press  ini banyak di pasaran dan mudah di buat sendiri namun di pasaran  ketebatan  besi  C  yang  digunakan  sebagai kerangka  sekitar  4  mm.  Dengan  munculnya produk-produk  di  pasaran  akan  produk  ini  dan pengawasan kuliatas yang tidak ketat adalah hal yang berbahaya bagi keamanan pekerja.
Beban  tekan  pada  mesin  press  ini  ditopang  oleh kerangkanya sehingga nilai stress, strain, displacement  dan  yield  streng  pasti  diketahui.  Nilai nilai ini menjadi indicator seberapa aman desain yang telah  kita  buat.  Apalagi  beban  tekan  yang  diberikan sekitar 20 ton ini memungkinkan adanya  kecelakaan akabibat failure juga tinggi.
Mesin  press  juga  digunakan  dalam  peridodik  yang cukup lama. Jika material dari kerangka tidak mampu menhan  stress  yang  di  berikan  kemungkikan  failure pada  kerangka  juga  ada.  Tekanan  yang  diberikan hydrolik  bersifat  pelan  namun  mempunyai  power yang besar[1]. Sehingga stress dan displacement akan terjadi  walauun  secara  perlahan.  Tekanan  searah
Vol. 8, No. 1, April 2016, 12-15
p-ISSN: 2085-3858
Received February, 2016 Accepted March, 2016
dengan gaya ke bawah hydrolik dan daya tahan atap kerangka  di  atas[4].  Sehingga  simulasi  hanya menetukan titik statsi pada dasar kerangka saja[1,2,3]. Tekanan akan mengakibatkan stress dan displacement. Jika  kemampuan  bahan  tidak  sesuai  maka  akan mengakibatkan failure pada material tersebut[6,9,10]Failure  ini  dapat  mengakibatkan kerusakan  pada  kerangka  dan  mampu  menciptakan kecelekaan  kerja.  Dan  jika  kerusakan  juga  pada komponen  karena  crash  proses  produksi  yang mengandalkan  alat  ini  juga  akan  terhenti  dengan sendirinya.  Kerugian  materi  dan  kesehetan  pekerja akan menjadi taruhannya.
Disisi  lain,  kebutuhan  akan  alat  ini  sangat  tinggi. Simple dan mudah di operasikan adalah alas an utama kenapa  alat  ini  banyak  digunakan  terutama  pada industry  skala  rumah  tangga  di  subkon  bidang manufactur [8].
Pasar  dan  penguna  alat  ini  yang  tak  tersentuh standarisasi memungkinkan pengetahuan akan kekuatan dri material dan keamanan dari beban yang digunakan  terhadap  rangka  mesin  press  sering dilupakan.
Bahan  yang  digunakan  pun  juga  kadang  tidak  di tentukan  dengan  baik.  Perlu  ada  kajian  pemilihan material yng sesuai dengan ketahanannnya.
Oleh  sebab  itu,  diperlukan  kajian  mendadalam tentang stress, yield strength, displacemen dan strain yang terjadi pada rangka jika diberi bebaban 20 ton.

## 2 methodologi
Simulasi ini digunakan untuk memilih material yang tepat  untuk  desain  mesin  press  bottle  jack  20  ton. Sekaligus  memastikan  desain  yang  telah  dibuat adalah  aman.  Material  yang  digunakan  untuk perbandingan simulasi adalah Aisi 304, 316, 321,347. Beban  maksimal  yang  diberikan  adalah  20  ton. Disesuaikan  dengan  tekanan  maksimum  dari  bottle jack. Photograph dari mesin press dapat ditunjukkan pada gambar 1. Sedangkan drawing dan dimensi dari pada  kerangka  dapat  ditunjukkan  pada  gambar  2. Tebal  besi  C  yang  digunakan  dalam  simulasi  ini adalah  2.78  mm.  percobaan  dari  4  mm  ke  2.78  mm adalah  untuk  mengetahui  ketebalan  minimum  yang
dapat  digunakan  sebagai  bahan  kerangka  yang ekonomis.  Lebar  kerangka  adalah  800  mm  dan ketinggiannya adalah 1400 mm.
Simulasi stress, strain, displacement dapat mengunakan  software  solidwork.  Hal  ini  sudah terbuti  simulasi  nya  mendekati  pengujian  dan perhitungan real [6,7]
Gambar 1. Mesin Press bottle jack 20 ton
Gambar 2. Dimensi kerangka mesin press bottle jack 20 ton.

## 3 Data dan Analisa
Data  stress  hasil  dari  simulasi  solid  work  dapat ditunjukkkan  pada  gambar  3.  Secara  Berurutan A,B,C,D  adalah  AISI  304,316,321,347.  Simulasi stress  tersebut  menunjukkan  bahwa  indikasi  warna masih  di  range  biru  dan  kategori  aman.  Nilai maksimum  yang  diindikasikan  oleh  warna  merah tidak  terlalu  nampa  secara  keseluruhan  hanya  pada
spot spot terkecil saja.
Gambar 3. Stress dari masing-masing Aisi 304,316,321,347
Nilai  stress  maximum  dan  minimum  dapat  dilihat pada table 1. Nilai stress tertinggi pada material AISI 316  dengan  nilai  94,496,128  Nm -2 dan  minimum stress  pada  material  AISI  347  dengan  nilai  2,990.70 Nm -2 .

## TABEL 1. NILAI MAXIMUM DAN MINIMUM STRESS YANG
DIALAMI OLEH RANGKA MESIN PRESS BOTTLE JACK 20
TON
Stress (Nm -2 ) AISI max min 304 93,900,448.00 3,718.80 316 94,496,128.00 2,971.00 321 94,496,126.00 2,971.00 347 94,395,968.00 2,990.70
Data  strain  analisis  dari  perbedaan  material  AISI dapat  ditunjukkan  pada  gambar  4.  Simulasi  tersebut menunjukkan  bahwa  warna  yang  diberikan  gambar dari 4 bahan AISI yang berbeda didominan warna biru sedang  warna  kuning  hingga  merah  tidak  terlalu Nampak.  Hal  tersebut  menunjukkan  beban  20  ton belum  dianggap  berbahaya  bagi  material-material AISI.  Material  AISI  304,316,  dan  321  mempunyai nilai yang  maksimum sama yaitu 2,592x10 -4 sedang AISI 347 di nilai 2,565x10 -4 . Nilai-nilai tersebut baik
maximum  dan  minimum  dapat  dilihat  pada  tabel  2. Perbedaan nilai dari ke empat material ini tidak terlalu mencolok. Sehingga dalam penentuan kekuatan  juga tidak  terpaut  range  yang  lebar  jika  beban  yang digunakan adalan 20 ton.
Gambar 4. Strain dari masing-masing Aisi 304,316,321,347

## TABEL 2. NILAI MAXIMUN DAN MINIMUM DARI STRAIN
ANALYSIS
Strain AISI Max (10 -4 ) Min(10 -8 ) 304 2,592.00 2,136.00 316 2,592.00 1,989.00 321 2,592.00 1,989.00 347 2,565.00 1,969.00
Simulasi  Displacement  dapat  ditunjukkan  pada gambar 5. Dari simulasi tersebut dapat dilihat bahwa mayor  displacement  terjadi  pada  area  tengah kerangka. Dimana area itu adalah dimana bottle jack 20  ton  ditempatkan.  Sehingga  displacement  banyak terjadi di area ini.
Gambar 5. Displacement dari masing-masing Aisi

## 304,316,321,347
Tabel  3.  Menunjukkan  nilai  minimum  pada  semua  material mempunyai  nilai  yang  sama.  Yaitu  1000x10 -30 mm.  perbedaan displacemen  juga  tidak  terlalu  mencolok.  Namun  nilai  maimum displacement pada  AISI  304  sebesar 281.1  mm  dan  displacement yang  terkecil  di  nilai  maximum  pada  347.  Dari  nilai  ini menunjukkan 347 adalah material yang paling kokoh. Di banding dengan material AISI yang lain.

## TABEL 3 NILAI DISPLACEMENT MAXIMUM DAN
MINIMUM Displacement AISI max (10 -1 ) min(10 -30 ) 304 2,811.00 1,000.00 316 2,768.00 1,000.00 321 2,768.00 1,000.00 347 2,739.00 1,000.00
4 Kesimpulan Nilai stress maximum adalah 94,496,126.00 Nm -2 . Pada  material  AISI  316  dan  321.    Sedang  nilai terendah pada 2,990.00 Nm -2 pada material AISI 347. Nilai displacemen yang paling kecil di nilai maximum adalah AISI 347 dengan nilai    2,739.00 10 -1 mm. dan nilai  minimumnya  mempunyai  nilai  yang  sama.  Hal ini  menunjukkakan  AISI  347  lebih  rigit  untuk menahan  beban  20  ton.    Kesimpulan  secara  umum dari  keempat  material  AISI  304,316,  321,347 memenuhi  sebagai  kerangka  mesin  press  bottle  jack 20 ton. Walaupun ketebalan dari kerangka adalah 2.78 mm berbeda dengan yang di pasaran 4 mm.

## Daftar Pustaka
[1] Bansal R.K, “ Fluid mechanics and hydraulic machines”, Laksmi Publications Ltd. New Dehli 2005
[2] Serway, Jewett, “Physic for Scienties and Engineer with Modern Phyisc”, Mary Finch Ltd. Beltmot 2010
[3] Majumdar,”Oil hydraulic System: Principles and maintenance”, Tata McGraw-Hill. New Dehli,
2006
[4] Wei Tong.“Wind Power Generation and Wind Turbine Design”,. WIT Press. Beillica USA 2010
[5] Wakeford, “ Sheet Metal work”. Argus Books Ltd. Brimingham 1985
[6] Callister,William D.,” Materials science and engineering: an introduction”. John Wiley &
Sons, Inc.New York. 2009
[7] Paul  M.  Kurowski,”  Engineering  Analysis  with
SolidWorks Simulation 2012 ”, Schroff
Development Corporation 2012
[8] Frost  &  Sullivan.”  Improved  manufacturing technology of polymer parts”,Advanced Manufacturing Technology. 32.1 (Jan. 15, 2011): p5.
[9] Tipler  P.A.”  Fisika  Untuk  Sains  dan  Teknik”, Edisi ke 3 Jilid 1, Erlangga, Jakarta 1998.
[10] Mostafa  Abdalla  Roeland  De  Breuker  Zafer GÄurdal  Jan  Hol,”Aircraft  Stress  Analysis  and Structural  Design”,  Reader  AE2-521N  Version
1.02