PERANCANGAN MESIN

ALAT PENEKUK RING PONDASI BETON (BEGEL)

KAPASITAS 30PCS/MENIT

MENGGUNAKAN SISTEM PNEUMATIK

Skripsi

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademi

Dalam Meyelesaikan Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

Okky Maulana Fadzillahkoi Riko

201410120311200AN JUDUL

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

MALANG

2019

.

.

Perancangan Mesin Alat Penekuk Ring Pondasi Beton (Begel) Kapasitas 30 Pcs/Menit Menggunakan Sistem

Pneumatik Okky Maulana Fadzillahkoi Rikoa Daryonob Budionoc

a,b,c Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas No.246, Malang 65144

Telp. (0341) 464318-128 Fax, (0341) 460782

e-mail: okkym123@gmail.com

ABSTRAK

Ring beton (begel) merupakan bagian penting dari sebuah pondasi

bangunan. Besi jenis ini biasanya digunakan untuk bahan penulangan kontruksi

beton agar menjadi lebih kuat. Dalam masyarakat pada umumnya sering

ditemukan dalam pembuatan begel ini masih menggunakan cara manual, sehingga

membutuhkan waktu yang lebih lama dan juga membutuhkan banyak tenaga dalam

membuatnya.

Pneumatik pada dasarnya memanfaatkan udara sebagai tenaga untuk

menggerakkan silinder kerja. Silinder kerja ini yang akan mengubah dari tenaga

atau tekanan udara tersebut menjadi tenaga mekanik (gerakan maju mundur pada

silinder).

Dalam melakukan perancangan ini, dasar yang kami gunakan adalah

kapasitas sebesar 30pcs/ menit. Kemudian pemilihan beberapa elemen mesin

seperti, poros penumpu, poros penekuk, mur dan baut, serta pneumatik. Dari

permasalahan tersebut maka didapatkan spesifikasi yang sesuai dengan syarat dan

criteria perancangan yang akan digunakan.dengan metode di atas maka

didapatkan dimensi sebagai berikut. Hasil mesin tekuk begel yaitu 30pcs/ menit,

diameter poros penumpu 20 mm, diameter poros penekuk 30 mm dan diameter

silinder pneumatik sebesar 100 mm.

Kata Kunci: begel, pneumatik, perancangan

vii

Perancangan Mesin Alat Penekuk Ring Pondasi Beton (Begel) Kapasitas 30 Pcs/Menit Menggunakan Sistem

Pneumatik Okky Maulana Fadzillahkoi Rikoa Daryonob Budionoc

a,b,c Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas No.246, Malang 65144

Telp. (0341) 464318-128 Fax, (0341) 460782

e-mail: okkym123@gmail.com

ABSTRACT

Begel is the important part of building foundation. This iron is commonly

used for reinforcement in order to make it becomes stronger. Commonly, begel

maker still manually, therefore it needs more time and energy to make it.

Basically, Pneumatic used air as energy to move the work cylinder. The

work cylinder will change it from energy or air pressure into mechanic energy

(back and forth on cylinder).

In conducting this design, we used the basic capacity is about 30pcs/minute.

Then, choosing some mechanical machine such as support shaft, bending shaft,

myrrh and bolts, and pneumatics. From this problem is obtained the right

specification based on the criteria of design. By this method, it is obtained as

follow, double buckling machine which is 30pcs / minute, bearing shaft diameter is

20 mm, bending shaft diameter is 30 mm and pneumatic cylinder diameter is 100

mm.

Keywords: begel, pneumatic, design

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

alhamdulllahirobbil ‘alamin, puji syukur kehadirat allah swt yang telah

melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-nya. sholawat serta salam selalu tercurah

kepada rosulullah muhammad saw, sehingga penyusun dapat menyelesaikan tugas

akhir dengan judul “Perancangan Mesin Alat Penekuk Ring Pondasi Beton (Begel)

Kapasitas 30 Pcs/Menit Menggunakan Sistem Pneumatik.” sebagai syarat untuk

memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 jurusan teknik mesin fakultas teknik

universitas muhammadiyah malang.

Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, tentunya tidak lepas dari bantuan

dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin

mengucapkan rasa terima kasih kepada :

1. Allah SWT, karena telah memberikan kesehatan, pengetahuan dan ilmu, serta

kekuatan mental dalam mengerjakan skripsi.

2. Ibu saya Nurul Hidayati, beserta semua keluarga yang telah memberikan

dukungan tanpa henti.

3. Ir. Daryono, M.T selaku dosen pembimbing I.

4. Budiono S.Si., MT. selaku dosen pembimbing II.

5. Murjito, ST, MT. selaku dosen wali.

6. Semua Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang telah

membimbing penulisan perkuliahan dari awal sampai sekarang.

7. Kawan kawan seperjuangan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Malang yang setia mendukung, berdoa, dan bersama berkuliah di kampus ini.

8. Serta semua pihak yang membantu dalam penyelesaian tugas ahir ini.

Terimakasih atas bimbingan, saran, dan petunjuk serta masukan yang

diberikan sehingga tugas ahir ini dapat diselesaikan sesuai waktu dan harapan.

ix

Besar harapan semoga tugas ahir yang ditulis penulis susun dapat

bermanfaat dan menambah pengetahuan yang luas bagi pembacanya.

Malang, 18 Maret 2019

Okky Maulana Fadzillahkoi Riko

x

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ................................................................................................... i

POSTER...................................................................................................................ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii

LEMBAR ASISTENSI I ........................................................................................ iv

LEMBAR ASISTENSI II ........................................................................................v

SURAT PERNYATAN ......................................................................................... vi

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ........................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix

DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 2

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 2

1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 2

BAB II STUDY LITERATUR ................................................................................4

2.1. Tinjauan Pustaka .......................................................................................... 4

2.2. Proses Bending ............................................................................................. 6

2.3. Mesin Bending Begel ................................................................................... 9

xi

2.4. Klasifikasi Begel ........................................................................................ 13

2.4.1. Ukuran Diameter Tulangan Baja ......................................................... 15

2.4.2. Sifat Mekanis ....................................................................................... 16

2.4.3 Tulangan Geser (Begel) ....................................................................... 16

2.4.4. SNI Beton untuk Kolom........................................................................ 18

2.5. Perhitungan Pada Proses Bending Begel .................................................... 19

2.5.1. Gaya Bending ...................................................................................... 19

2.5.2 Tegangan Regangan ............................................................................. 20

2.5.3 Modulus Elastisitas .............................................................................. 22

2.5.4 Perhitungan Bentangan Begel .............................................................. 22

2.5.5 Pelengkungan ....................................................................................... 23

2.6. Komponen Utama Mesin Penekuk Begel ................................................. 23

2.6.1. Poros .................................................................................................... 23

2.6.2. Piston Pneumatik ................................................................................. 29

2.7. Diagram Kontrol Pneumatik Sederhana ..................................................... 41

2.7.1. Katup Dua Tekanan / Katup Fungsi “DAN “(Two Pressure Valves).. 41

2.7.2. Katup Ganti / Katup Fungsi “ATAU” (Shuttle Valve) ........................ 42

2.7.3. Katup Buangan-Cepat (Quick Exhaust Valve) .................................... 44

BAB III METODE PERANCANGAN..................................................................47

3.1. Sistematika Perancangan ............................................................................ 47

3.2. Studi Literatur dan Pengumpulan Data ...................................................... 49

3.3. Teknik Pengumpulan Data ......................................................................... 50

3.3.1 Pencarian Data ...................................................................................... 50

3.3.2 Ruang Lingkup Perencanaan ................................................................ 50

3.4. Konsep Desain Mesin Penekuk Begel ........................................................ 50

3.4.1. Cara Kerja Alat .................................................................................... 52

3.5. Morfologis Alat .......................................................................................... 53

3.6. Pemilihan Konsep Produk .......................................................................... 55

3.7. Perancangan Alat Dan Pemberian Bentuk Pada Konsep Terpilih.............. 62

3.8. Kelebihan-Kelebihan Desain Terpilih ........................................................ 64

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN.........................................................67

4.1. Pemilihan Material ..................................................................................... 67

xii

4.2. Analisis Kekuatan Besi Tumpuan .............................................................. 67

4.3. Perhitungan Dimensi Beton ........................................................................ 72

4.4. Perencanaan Poros Penekuk ....................................................................... 74

4.5. Perencanaan Mur dan Baut ......................................................................... 75

4.6. Perhitungan Air Cylinder Pneumatik dan Kompresor ............................... 79

4.7. Perhitungan Kapasitas Penekukan .............................................................. 87

4.8. Schematic Diagram Pneumatik Mesin Penekuk Begel Automatic ............ 89

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................97

5.1. Kesimpulan ................................................................................................. 97

5.2. Saran ........................................................................................................... 99

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................100

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Mesin Penekuk Manual Begel ...........................................................4

Gambar 2.2. Mesin Penekuk Begel tenaga Motor ..................................................5

Gambar 2.3. Proses bending .. .................................................................................6

Gambar 2.4. Springback ........................................................................................12

Gambar 2.5. Baja Tulangan Beton Sirip SNI 07-2052-2002 ................................14

Gambar 2.6 Baja tulangan beton polos ................................................................14

Gambar 2.7. Model Sloof Begel ...........................................................................17

Gambar 2.8. Jenis-jenis kolom beton bertulang[1] .................................................19

Gambar 2.9. Diagram Tegangan Regangan ..........................................................21

Gambar 2.10. Diagram Alir Perencanaan Poros Beban Lentur & Puntir .............28

Gambar 2.11. Ilustrasi hukum pascal .... ................................................................29

Gambar 2.12. Ilustrasi Hukum Boyle-Mariot .......................................................30

Gambar 2.13. Tabung gerak tunggal .....................................................................32

Gambar 2.14. Tabung gerak ganda .......................................................................33

Gambar 2.15. Katup 3/2 pilot udara tunggal, pegas kembali ................................33

Gambar 2.16. Sensor magnet ................................................................................34

Gambar 2.17. Service unit .....................................................................................34

Gambar 2.18. Sistem pengadaan udara bertekanan (kompresor) ..........................35

Gambar 2.19.a. Katup Fungsi “DAN” dengan input pada Y ...............................41

xiv

Gambar 2.19.b. Katup Fungsi “DAN” dengan input pada X dan Y ....................41

Gambar 2.20 Rangkaian katup fungsi “DAN” .....................................................42

Gambar 2.21.a. Katup Fungsi “ATAU” dengan input pada Y ............................43

Gambar 2.21.b. Katup Fungsi “ATAU” dengan input pada X ............................43

Gambar 2.22 Rangkaian katup fungsi “ATAU” ..................................................44

Gambar 2.23 Katup buangan cepat, udara mengalir ke silinder ..........................45

Gambar 2.24 Katup buangan-cepat, udara pembuangan dari silinder ...............45

Gambar 2.25 Rangkaian dengan katup buangan-cepat ........................................46

Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Mesin Penekuk Begel ............................47

Gambar 3.2. Desain Mesin Penekuk Begel ...........................................................51

Gambar 3.3. Diagram Langkah Pengambilan keputusan pemilihan konsep ........55

Gambar 3.4. Alternatif desain II Penekuk Ring Beton (Begel) ............................58

Gambar 3.5. Alternatif desain III Penekuk Ring Beton (Begel) ...........................59

Gambar 3.6. Model Keseluruhan dari mesin penekuk ring beton (begel) ............63

Gambar 3.7. Meja mesin .......................................................................................63

Gambar 3.8. As penekuk .......................................................................................64

Gambar 3.9. Piston Pendorong .............................................................................64

Gambar 3.10. Roll Penekuk ..................................................................................64

Gambar 3.11. Mesin penekuk ring beton (begel) pada saat posisi terlipat ...........65

Gambar 3.12. Dimensi Mesin penekuk ring beton (begel) ...................................65

Gambar 3.13. System Jig dan Fixture penekuk ....................................................66

xv

Gambar 4.1. Mekanisme Proses Bending ............................................................68

Gambar 4.2. Diagram benda bebas .......................................................................70

Gambar 4.3. Dimensi Ring Beton (Begel) ............................................................72

Gambar 4.4. Mekanisme Roll Penekuk ................................................................74

Gambar 4.5. Baut Holder Besi Tumpuan ..............................................................76

Gambar 4.6. Grafik Air Pressure-Force Diagram .................................................80

Gambar 4.7. Piston dan Rod Diameter .................................................................83

Gambar 4.8. Grafik Air Consumption-Diameter Piston ......................................84

Gambar 4.9. Gambar Rangkaian Pneumatik .........................................................90

Gambar 4.10. Gambar Rangkaian Listrik .............................................................92

Gambar 4.11. Gambar aliran rangkaian listrik ......................................................93

Gambar 4.12. Gambar rangkaian listrik ................................................................94

Gambar 4.13. Gambar aliran rangkaian listrik ......................................................95

Gambar 4.14. Gambar aliran rangkaian listrik ...................................................... 96

Gambar 5.1. Rangkaian Pneumatik mesin penekuk begel ....................................99

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Diameter Baja Tulangan Beton Polos SNI 07-2050-2002 ....................15

Tabel 2.2 Diameter Baja Tulangan Beton Sirip SNI 07-2050-2002 .....................15

Tabel 2.3 Sifat Mekanik Baja Tulangan Beton SNI 07-2050-2002 ......................16

Tabel 3.1. Matriks Morfologi Alat Penekuk Begel ...............................................54

Tabel 5.1. Komponen Mekanik dan Elektrik ........................................................98

xvii

DAFTAR PUSTAKA

Kalpakjian, S., 2003, “ Manufacturing Processes for Engineering

...........Materials ”,Wesley Publishing Company, USA

Sularso, MSME. Ir., Suga, Kiyokatsu. 1991. Dasar Perencanaan dan .

...........Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: PT Pradnya Paramita

Harahap, Gandhi. Ir. 1995. Perencanaan Teknik Mesin. Jakarta : PT

...........Gelora Aksara Pratama

R.S. Khurmi. 1982. A text Book of Machine Design. New Delhi : Eurasia

...........Publising.

http://fisikazone.com/tegangan-regangan-dan-modulus-elastisitas/-diunduh

...........15 november 2018

Croser P. 1990. Pneumatik. Festo Didactis. Esslingen.

Dietzel, Fritz, Dakso Sriyono, 1992. Turbin Pompa dan Kompresor,

...........Erlangga, Jakarta.

Krist, Thomas. 1993., Dasar-dasar Pneumatik, Austria, Erlangga, Jakarta.

Sutarno, 2013, Fisika Untuk Universitas, Graha Ilmu, Yogyakarta.

S.R. Majumdar, 1995, Pneumatic System – Principle and Maintenance,

...........Jakarta.

Nunung. 2003. Pneumatik. Surakarta: PT. Tiga Serangkai Pustaka

...........Mandiri.

Sudaryono, 2000, “Rangkaian Dasar Pneumatic” Drektorat Jendral

...........Pendidikan Dasar Dan Menengah.

100