Wahyukurniawan.web.id

Mechanical Engineering

1

I

PENDAHULUAN

A. Pengertian

Subyek perancangan elemen mesin adalah menciptakan mesin-mesin baru

yang lebih baik dan meningkatkan yang sudah ada, dan selalu berkaitan dengan segi

ekonomis yang mempertimbangkan keseluruhan biaya produksi dan operasi.

Dalam melakukan perancangan, hal utama yang diperlukan adalah ide,

menciptakan suatu ide hingga dapat diaplikasikan terkadang membutuhkan waktu

yang panjang. Setelah diperoleh ide-ide baru, selanjutnya ide baru tersebut harus

dipahami dan dipelajari serta digambarkan dalam bentuk gambar. Dalam perencanaan

hal utama yang perlu diperhatikan adalah ketersediaan sumber daya modal dan bahan

yang dibutuhkan untuk berhasil menyelesaikan ide baru tersebut ke dalam realitas

aktual.

Dalam merancang komponen mesin, perlu untuk memiliki pengetahuan yang

baik seperti Matematika, Rekayasa Mekanika, Kekuatan Bahan, Teori Mesin, Proses

Produksi dan Teknik Menggambar.

B. Klasifikasi Perancangan/Desain Mesin

Desain mesin dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Adaptif desain. Dalam kebanyakan kasus, pekerjaan perancang berkaitan

dengan adaptasi desain yang ada. Jenis desain ini tidak memerlukan

pengetahuan khusus atau keterampilan dan dapat dicoba oleh desainer

pelatihan teknis biasa. Perancang hanya membuat alternatif kecil atau

modifikasi pada desain produk yang ada.

2. Pengembangan desain. Jenis desain ini membutuhkan pelatihan ilmiah dan

kemampuan desain dalam rangka untuk mengubah desain yang sudah ada

menjadi ide baru dengan mengadopsi material baru atau metode yang

berbeda manufaktur. Dalam hal ini, meskipun perancang mulai dari desain

Wahyukurniawan.web.id

Mechanical Engineering

2

yang sudah ada, namun produk akhir dapat berbeda cukup nyata dari produk

asli.

3. Desain baru. Jenis desain ini membutuhkan banyak penelitian, kemampuan

teknis dan berpikir kreatif. Hanya desainer yang memiliki kualitas pribadi

dari suatu tatanan yang cukup tinggi dapat menghasilkan karya desain baru.

Desain, tergantung pada metode yang digunakan, dapat diklasifikasikan

sebagai berikut:

a. Desain rasional. Jenis desain tergantung pada rumus-rumus

matematika dari prinsip mekanika.

b. Desain empiris. Jenis desain tergantung pada rumus empiris

berdasarkan praktek dan pengalaman masa lalu.

c. Desain industri. Jenis desain tergantung pada aspek produksi untuk

memproduksi komponen mesin industri.

d. Desain optimum. Jenis desain ini adalah desain yang terbaik untuk

fungsi objektif yang diberikan di bawah kendala yang ditentukan. Ini

dapat dicapai dengan meminimalkan efek yang tidak diinginkan.

e. Desain sistem. Jenis desain ini adalah desain dari setiap sistem

mekanis yang kompleks seperti sepeda motor.

f. Desain elemen. Jenis desain ini adalah desain dari setiap elemen dari

sistem mekanis seperti piston, crankshaft, dll

g. Desain berbantuan komputer (CAD). Jenis desain tergantung pada

penggunaan sistem komputer untuk membantu, modifikasi analisis

penciptaan, dan optimasi suatu desain.

C. Pertimbangan Umum dalam Perancangan Mesin

Berikut ini adalah pertimbangan-pertimbangan umum dalam merancang

komponen mesin:

1. Jenis beban dan tegangan yang disebabkan oleh beban.

2. Gerak bagian atau gerak mesin. Keberhasilan operasi dari setiap mesin sangat

tergantung pada pengaturan sederhana dari bagian-bagian yang akan

memberikan gerak yang diperlukan.

Wahyukurniawan.web.id

Mechanical Engineering

3

3. Pemilihan bahan. Sangat penting bahwa seorang desainer harus memiliki

pengetahuan mendalam tentang sifat-sifat bahan dan perilaku bahan di bawah

kondisi kerja. Beberapa karakteristik penting bahan adalah: kekuatan, daya

tahan, fleksibilitas, berat, ketahanan terhadap panas dan korosi, kemampuan

cor, mampu las, machinability, konduktivitas listrik, dll.

4. Bentuk dan ukuran parts. Bentuk dan ukuran didasarkan pada penilaian.

Dalam rangka untuk merancang setiap bagian mesin untuk bentuk dan ukuran,

maka perlu untuk mengetahui kekuatan bagian mana yang harus

dipertahankan. Hal ini juga penting untuk mengantisipasi dampak beban tiba-

tiba diterapkan atau yang dapat menyebabkan kegagalan.

5. Ketahanan terhadap gesekan dan pelumasan. Selalu ada kehilangan daya

akibat tahanan gesek. Oleh karena itu, hal yang penting yaitu memberikan

perhatian pada masalah pelumasan untuk semua permukaan yang bergerak

dan terjadi kontak dengan material yang lain, baik berputar, sliding, atau

rolling bantalan.

6. Kenyamanan dan fitur ekonomis. Dalam merancang, fitur operasi mesin harus

benar-benar diperhatikan. Untuk penyesuaian/setting perangkat harus

disediakan dan dapat diakses dengan mudah. Jika bagian harus diubah untuk

berbagai produk atau diganti karena aus atau pecah, akses mudah juga harus

disediakan

7. Penggunaan komponen standar. Penggunaan komponen standar berkaitan erat

dengan biaya, karena biaya komponen standar jauh lebih rendah karena

diproduksi dalam jumlah banyak, sehingga biaya produksi dapat ditekan.

Komponen standar diantaranya yaitu roda gigi, bantalan dan bagian-bagian

yang dapat dipilih dari stock toko biasa seperti sekrup, baut, dan pin.

8. Keselamatan operasi. Beberapa mesin berbahaya untuk dioperasikan,

khususnya yang dipercepat untuk memastikan produksi pada tingkat

maksimum. Oleh karena itu, setiap bagian bergerak dari suatu mesin yang

berada dalam zona seorang pekerja dianggap sebagai bahaya kecelakaan dan

bisa menjadi penyebab cedera. Oleh karena itu, perlu bahwa seorang desainer

harus selalu menyediakan perangkat keselamatan untuk keselamatan operator.

Wahyukurniawan.web.id

Mechanical Engineering

4

Alat-alat keselamatan harus sama sekali tidak mengganggu pengoperasian

mesin.

9. Biaya konstruksi. Biaya konstruksi adalah pertimbangan paling penting yang

terlibat dalam desain.

10. Perakitan. Setiap mesin atau struktur harus disusun seperti unit sebelum dapat

berfungsi. Jika unit besar maka harus dilakukan pengujian perakitan terlebih

dahulu.

D. Prosedur Umum dalam Perancangan Mesin

Dalam merancang komponen mesin, prosedur umum untuk memecahkan

masalah desain adalah sebagai berikut:

1. Mengenali yang dibutuhkan. Pertama-tama,

membuat pernyataan lengkap dari masalah,

menunjukkan kebutuhan, dan tujuan dari mesin

yang akan dirancang.

2. Sintesis (Mekanisme). Pilih mekanisme yang

mungkin atau kelompok mekanisme yang akan

memberikan gerak yang diinginkan.

3. Analisis kekuatan. Tentukan gaya yang bekerja

pada setiap bagian mesin dan energi yang

ditransmisikan oleh setiap bagian.

4. Pemilihan bahan. Pilih bahan yang paling cocok

untuk setiap bagian dari mesin.

5. Desain elemen (ukuran dan tegangan). Cari

ukuran setiap bagian mesin dengan

mempertimbangkan gaya yang bekerja pada tiap-tiap bagian dan dan tegangan

yang diijinkan untuk bahan yang digunakan. Perlu diingat bahwa setiap bagian

tidak boleh melebihi batas yang diijinkan.

6. Modifikasi. Modifikasi mungkin diperlukan oleh pertimbangan manufaktur

untuk mengurangi biaya keseluruhan.

Wahyukurniawan.web.id

Mechanical Engineering

5

7. Detil gambar. Gambarkan secara rinci setiap komponen dan perakitan mesin

dengan spesifikasi lengkap untuk proses manufaktur yang disarankan.

8. Produksi. Komponen, sesuai gambar, dibuat di bengkel.

E. Kesimpulan

Dari paparan diatas dapat disimpulkan bahwa, perancangan elemen mesin

merupakan analisis yang kompleks, membutuhkan ide/gagasan, perencanaan, disain,

produksi, dan teori-teori dasar yang menunjang dalam menganalisis suatu

permasalahan.

Teori-teori dasar yang perlu dipahami diantaranya, yaitu :

a. Rem

b. Sabuk dan Rantai

c. Bantalan

d. Pelumasan

e. Ulir

f. Pegas

Sehingga tujuan utama dari pembelajaran ini, yaitu mahasiswa mampu untuk

mengetahui jenis-jenis komponen utama, memahami, menjelaskan, dan memilih

bahan, serta mampu merancang suatu sistem yang kompleks…