Perancangan Alat Pembibitan Tanaman
-
Upload
pepy-cullen -
Category
Documents
-
view
73 -
download
7
Transcript of Perancangan Alat Pembibitan Tanaman
PERANCANGAN ALAT BANTU JALAN (KRUK) YANGPRAKTIS DAN ERGONOMIS
1. Definisi Masalah
Dunia industri manufaktur pada era globalisasi yang kompetitif selalu dituntut
berinovasi mengembangkan teknologi yang tepat guna dalam peningkatan produksi
secara praktis, efisien, dan ekonomis tanpa mengabaikan standarisasi kualitas maupun
kuantitasnya melalui optimalisasi potensi manusia didukung elemen teknologi digital
sebagai proses rekayasa dan pengembangan produk.
Dalam menggunakan suatu produk kita akan selalu mencari yang lebih praktis
baik dalam penggunaan maupun dalam penyimpanan, karena hal tadi akan sangat
meringankan beban kita dalam menggunakannya. Seiring dengan perkembangan jaman
suatu produk akan selalu mengalami inovasi sesuai dengan kebutuhan penggunanya.
Karena keberhasilan industri dalam menghadapi persaingan ditentukan oleh
keberhasilan dalam merancang dan mengembangkan produk yang sesuai dengan
keinginan konsumen dan kecepatan industri tersebut dalam beradaptasi/merespon
perubahan keinginan konsumennya. (Widodo, 2006)
Pada umumnya kita sering mendengar istilah alat bantu, di dunia kesehatan ada
alat bantu jalan untuk orang cacat atau bagi mereka yang lagi sakit tidak bisa jalan, yaitu
kruk. Kruk adalah suatu alat bantu jalan yang berupa tongkat dengan pegangan ditengah
supaya dapat digunakan sebagai pegangan. Pemakaiannya dengan cara dijepit diketiak,
alat ini sangat dibutuhkan bagi mereka yang baru saja kecelakaan yang mengakibatkan
kakinya sakit (patah) atau mereka yang cacat sehingga sulit dalam berjalan atau dalam
kata lain kruk adalah alat penopang kaki pemakainya. Kruk sendiri ada beberapa macam
mulai yang terbuat dari besi sampai yang terbuat dari alumunium. Sebelum
menggunakan alat tersebut pemakai harus menyesuaikan dengan ukuran tubuhnya
terlebih dahulu karena alat ini terdiri dari beberapa macam ukuran. Untuk orang yang
sakit misalnya kecelakaan, mereka kalau sudah sembuh pasti tidak akan mengunakan
alat ini lagi, sehingga alat tersebut akan disimpan atau diberikan kepada mereka yang
membutuhkan. Permasalahannya kalau diberikan kepada orang lain apakah orang tersebut
sama dengan ukuran data antropometri pengguna sebelumnya.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 1
Pertimbangan ergonomis dalam proses perancangan produk yang paling tampak
nyata aplikasinya adalah melalui pemanfaatan data anthropometri (ukuran tubuh) guna
menetapkan dimensi ukuran geometris dari produk dan juga bentuk-bentuk tertentu dari
produk yang disesuaikan dengan ukuran maupun bentuk (feature) tubuh manusia
pemakainya. Data anthropometri yang menyajikan informasi mengenai ukuran maupun
bentuk dari berbagai anggota tubuh manusia --- yang dibedakan berdasarkan usia, jenis
kelamin, suku-bangsa (etnis), posisi tubuh pada saat bekerja, dan sebagainya --- serta
diklasifikasikan dalam segmen populasi pemakai (presentile) perlu diakomodasikan
dalam penetapan dimensi ukuran produk yang akan dirancang guna menghasilkan
kualitas rancangan yang “tailor made” dan memenuhi persyaratan “fittnes for use”.
( Wignjosoebroto, 1997).
2. Ide Produk
Berdasarkan masalah diatas, penulis mencoba memberikan solusi yang dapat
digunakan untuk merancang alat bantu jalan (kruk) yang praktis dan ergonomis yang bisa
digunakan untuk semua umur. Ide yang dicoba untuk dituangkan dalam laporan ini
berupa sebuah produk alat bantu jalan yang memiliki beberapa fungsi yang dapat
menggantikan fungsi dari beberapa barang lain yang ada seperti kursi roda.
3. Batasan Masalah
Produk ini dapat digunakan oleh semua lapisan masyarakat dan untuk semua
umur. Orang-orang yang memiliki biaya yang kecil, maupun orang yang menginginkan
sebuah alat bantu yang praktis dan ergonomis, produk terbuat dari alumunium dan
produk yang dirancang tidak untuk anak-anak.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 2
Fungsi Produk
Produk ini dibuat untuk tempat pembibitan tanaman yang pada umumnya
menggunakan plastik polybag yang hanya bisa digunakan sekali setelah itu akan
menjadi limbah plastik. Namun produk yang akan dibuat tidak menghasilkan limbah
plastik karena menggunakan material PVC serta dapat digunakan berulang kali .
Gambar 1. Blok Fungsi
si
Gambar 2. Diagram Blok Fungsi
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 3
Tempat Pembibitan Tanaman
Energi
Material Material
Energi
Beri Energi
Ubah Energi
sentuh
Dengan Tangan
Aktifkan Hasil/produk
energi
Kriteria Perancangan
Dalam perancangan tempat pembibitan ini, kriteria perancangan yang harus
dipenuhi ada dua macam, yaitu kriteria must dan kriteria want. Adapun kriteria- kriteria
tersebut adalah :
Kriteria must:
1. Desain
- Dapat digunakan berulang kali.
- Menggantikan plastik polybag yg dapat menghasilkan limbah plastic.
- Merupakan desain yang praktis dan ergonomis.
2. Harganya relatif lebih mahal dariproduk pembibitan menggunakan plastik
polybag
- Karena ramah lingkungan dan tidak menghasilkan limbah plastik.
- Menggunakan material PVC yang harganya lebih mahaldari plastik
polybag, tetapi desainnya lebih menarik karena juga dapat juga
digunakan sebagai pot hias.
3. Kepraktisan
- Dalam satu desain pot dapat menampung lebih dari 1 bibit tanaman
secara bersamaan.
4. Kemudahan operasi
- Merupakan produk yang bisa langsung dipakai dengan cara bongkar
pasang.
5. Tahan lama
- Karena menggunakan material PVC, produk ini tidak mudah rusak
karena perubahan cuaca.
6. Kemudahan perawatan
- Produk ini merupkan produk yang praktis sehingga perawatannya sangat
mudah.
7. Keamanan
- Karena produk ini tidak mengandung racun dan tidak mudah terbakar.
- Penutup alas menggunakan bahan karet sehingga tidak terpeleset.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 4
8. Berat produk
- Produk menggunakan material PVC sehingga cukup ringan pada saat
digunakan.
9. Kemudahan pembuatan
- Produk ini menggunakan engsel yang berfungsi untuk membuka dan
menutup pada saat pemindahan tanaman dari pot pembibitan ke dalam
media tanah, sehingga produk ini cukup mudah dalam ppembuatanya.
Kriteria want:
1. Ramah lingkungan
- Dibuat dari material PVC yang tidak menghasilkan limbah plastik.
2. Perawatan mudah
- Produk dapat dibersihkan dengan air dan kain pembersih.
- Merupakan produk yang praktis dan sederhana.
3. Perakitan mudah
- Pemasangan dapat dilakukan dengan obeng dan tangan.
4. Keamanan
- Dibuat dari material PVC yang aman dan tidak beracun.
( Harsokoesoemo, H. Darmawan, 2004)
Metode Quality Function Development
Metode Quality Function Development (QFD) adalah suatu metodologi desain
yang mengandalkan keahlian dan profesionalisme untuk memenuhi ketentuan-ketentuan
konsumen, dalam prosesnya mengetahui aspek harapan konsumen dan mengidentifikasi
tindakan-tindakan yang dibutuhkan untuk memenuhi ketentuan konsumen. Diagram ini
memperlihatkan hubungan antara parameter-parameter yang ada.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 5
Langkah-langkah metode QFD akan menghasilkan rumah kualitas (house of
quality) sebagaimana digambarkan pada gambar di bawah ini :
Gambar 3. Rumah Kualitas atau QFD Diagram
( Harsokoesoemo, H. Darmawan, 2004)
Langkah Apa (What) merupakan daftar yang terdiri dari keinginan pelanggan.
Langkah Bagaimana (How) merupakan daftar yang berisi mengenai spesifikasi teknis
yang terukur atau memiliki satuan, seperti panjang, berat, gaya, dan lain-lain. Berikut
adalah daftar dari langkah Apa dan Bagaimana:
1. Parameter Apa (What):
- Desain
- Harga terjangkau
- kepraktisan
- Mudah pengoprasiaan
- Tahan lama
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 6
HOW
WHAT VS HOW
HOW VS NOW
HOW MANY
WHATWHO VS WHAT
NOW VS WHAT
WHO NOW
- Mudah perawatan
- Faktor keamanan
- Berat suatu produk
- Ramah lingkungan
2. Parameter Bagaimana (How)
- Produk tersebut dapan dipanjang pendekkan
- Rata-rata berat pengguna (kg)
- Rata-rata tinggi pemakai (cm)
- Material yang digunakan
Dari daftar diatas maka dapat dibuat diagram QFD untuk mengetahui hubungan
antara parameter-parameter tersebut. Berikut ini adalah diagram QFD Apa Vs
bagaimana (What Vs How) yang menunjukkan hubungan antara parameter Apa dan
parameter bagaimana:
BagaimanaApa
Dimensi produk
Rata-rata berat
Rata-rata tinggi
Material
Desain
Harga
Kepraktisan
Pengoprasiaan
Tahan lama
Perawatan
Keamanan
Berat produk
Ramah lingkungan
Tingkat keterkaitan:
= tidak ada keterkaitan
= hubungan kuat
= hubungan sedang
= hubungan lemah
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 7
Matriks Morfologi
Berikut ini akan ditampilkan matriks morfologi dimana akan dapat disusun
beberapa varian konsep produk yang mungkin dibuat.
Tabel 1. Matriks Morfologi
Bahan baku penyusun
pada produk (A)
A.1 Plastik
A.2 Bambu
A.3 PVC
Penyetelan bongkar
pasang (B)
B.1 Dapat dibongkar B.1.1 engsel
B.2 Tidak dapat dibongkar
Kapasitas jumlah Bibit
(C)
C.1 1
C.2 Lebih dari 1
Jenis tanaman (D) D.1 Semua jenis tanaman
D.2 Hanya tanaman kecil
recycle (E) E.1 Hanya sekali pakai
E.2 Dapat dipakai berulang kali
Konsep yang dapat dibuat dari matriks morfologi diatas adalah sebagai berikut :
Konsep 1 : A1 + B2 + C1 + D1 + E1
Konsep 2 : A2 + B2 + C3 + D2 + E2
Konsep 3 : A3 + B1 + B1.1 + C2 + D1 + E2
Perancangan konsep Produk
Konsep produk yang akan dirancang berupa media penanaman bibit tanaman
yang dapat dibongkar pasang pada saat akan di pindah ke media tanah. Konsep-konsep
ini dibuat dalam bentuk sketsa yang digambar secara sederhana dengan tangan dan
belum diberi dimensi. Diharapkan dengan membuat sketsa dari konsep-konsep produk
tersebut maka akan dapat dianalisa dan ditemukan solusi konsep produk yang paling
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 8
baik untuk dapat dikembangkan lagi baik dari segi teknologi maupun dari segi biaya
pembuatannya dan memenuhi keinginan pelanggan.
Berikut ini adalah rancangan konsep-konsep produk yang mungkin dibuat
berdasarkan matriks morfologi:
3.1 Konsep produk 1
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 9
Gambar 4. Konsep Produk I
Keterangan:
Konsep produk ini berupa tempat pembibitan tanaman berupa plastik polybag,
plastik polybag sendiri adalah plastik dominasi berwarna hitam yang digunakan untuk
menyemai tanaman dengan ukuran tertentu yang disesuaikan dengan jenis tanaman dan
tujuuan dari persemaian. Cara menggunakan plastik polybag ini cukup mudah, yaitu
dengan cara memasukkan tanah yang telah dipupuk kedalam plastik lalu dimasukkan
benih yang akan ditanam. Karena produk ini berbentuk seperti pot tanaman, maka
produk ini dapat menghemat lahan dan juga memudahkan saat akan memindahkan
tanaman ke media tanah karena plastik ini dapat diangkat dengan kedua tangan.
3.2 Konsep produk
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 10
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 11
Gambar 5. Konsep Produk II
Keterangan:
Konsep produk ini berupa tempat pembibitan tanaman yang dibuat dari material
bambu yang berbentuk horizontal.kelebihan dari sistem penanaman ini adalah sistem
penanaman ini lebih efisien dalam penggunaan lahan,karena jumlah tanaman yang
ditanam lebih banyak dibandingkan sistem konvensional dan juga lebih menghemat
lahan.
3.3 Konsep produk 3
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 12
Gambar 6. Konsep Produk III
Keterangan:
Konsep produk ini berupa tempat pembibitan tanaman yang dibuat dari material
PVC berbentuk seperti pot yang memanjang yang bisa dibuka dan ditutup agar
mempermudah pada saat pemindahan tanaman dari media pot ke media tanah.
Kelebihan dari produk ini adalah bisa menampung tanaman lebih dari 1,juga dapat
menghemat lahan tanaman karena berbentuk seperti pot tanaman dan juga produk ini
dapat digunakan berulang kali dalam proses pembibitan tanaman
Pemilihan Konsep Produk
Untuk pemilihan konsep produk dari beberapa rancangan yang telah ada, dibuat
sebuah matriks keputusan dasar yang bertujuan untuk memilih produk mana yang
paling memenuhi kriteria. Matriks ini dibuat dengan konsep produk 1 sebagai acuan
pemberian skor atau nilai. Alasan memilih produk 1 sebagai referensi adalah karena
produk 1 memiliki rancangan yang paling umum dan sederhana. Berikut ini adalah
matriks keputusan dasar yang dibuat:
Tabel 2. Pembobotan Nilai Konsep Produk
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 13
NO Kriteria seleksi bobot
Konsep
1 2 3
1 Desain 7 R
e
f
e
r
e
n
s
i
+ +
2 Kepraktisan 10 - S
3 Kemudahan operasi 9 S S
4 Life time 8 S +
5 Kemudahan perawatan 8 S +
6 Keamanan 8 + +
7 Harga 9 - -
8 Berat 9 - -
9 Kemudaha pembuatan 8 + S
Total + 0 3 4
Total S 0 3 3
Total - 0 3 2
Total X Bobot 0 -5 13
Dari matriks keputusan dasar diatas dapat dilihat bahwa produk yang memiliki
skor tertinggi adalah konsep produk 3, yaitu dengan skor 13, sedangkan konsep produk
lainnya memiliki skor yang relatif rendah, yaitu untuk konsep produk 2 dengan skor
-5. Sehingga konsep produk 3 lah yang akan dikembangkan lebih lanjut untuk
merancang alat pembibitan tanaman.
4. Analisa dan Perhitungan
Proses perancangan selanjutnya adalah melakukan analisa perhitungan pada
produk yang telah digambar secara teknik. Adapun parameter dasar dari tempat tidur
multi fungsi tersebut adalah sebagai berikut:
- Batas tinggi kruk maksimum = 140 cm
- Batas tinggi kruk minimum = 110 cm
- Berat maksimum pengguna = 100 kg
- Berat total = < 5 kg
- Setelan jangkauan tangan bawah = 50 cm
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 14
- Setelan jangkauan tangan atas = 41 cm
- Panjang penompang ketiak = 20 cm
- Panjang genggaman tangan = 20 cm
- Diameter genggaman tangan = 4 cm
- Kapasitas alat bantu jalan = 1 orang
Analisa Massa Produk
diameter pipa = 2 cm ≈ 0.02 m jadi r = 0.01 m
tebal pipa = 5mm ≈ 5x10-4 m
massa jenis alumunium = 2.7 x 103 kg/m3
1. Massa rangka :
Gambar 7. Rangka Alat Bantu Jalan
Dimana total panjang rangka tersebut = 188 cm ≈ 1.88 m
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 15
Volume rangka diatasa adalah
V1 = π.r2.t
= 3.14 x (0.01)2 x 1.88
= 5.9 x 10-4 m3
Jadi massa rangka tersebut adalah
mrangka = ρ x Vselubung
= 2.7 x 103 kg/m3 x 5.9 x 10-4 m3
= 1.594 kg
2. Massa plat penyangga ketiak
Gambar 8. Plat Penyangga Ketiak
Dimana Panjang = 10 cm ≈ 0.1 m
Lebar = 5 cm ≈ 0.05 m
Tinggi = 2 cm ≈ 0.02 m
Vplat = p.l.t
= 0.1 x 0.05 x 0.02
= 1 x 10-4 m3
Jadi massa plat tersebut adalah
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 16
mplat = ρ x V
= 2.7 x 103 kg/m3 x 1 x 10-4 m3
= 0.27 kg
3. Massa rangka penyangga ketiak
Gambar 9. Rangka Penyangga Ketiak
Dimana panjang rangka tersebut = 30 cm ≈ 0.3 m
Volume rangka diatas adalah
V1 = π.r2.t
= 3.14 x (0.01)2 x 0.3
= 9.42 x 10-5 m3
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 17
Jadi massa rangka tersebut adalah
mrangka = ρ x Vselubung
= 2.7 x 103 kg/m3 x 9.42 x 10-5 m3
= 0.25 kg
4. Massa rangka genggaman tangan
Gambar 10. Rangka Genggaman Tangan
Dimana panjang rangka tersebut = 20 cm ≈ 0.2 m
Volume rangka diatas adalah
Valumunium = π.r2.t
= 3.14 x (0.01)2 x 0.2
= 6.28 x 10-5 m3
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 18
Jadi massa rangka tersebut adalah
mrangka = ρ x Valumunium
= 2.7 x 103 kg/m3 x 6.28 x 10-5 m3
= 0.170 kg
5. Massa panjang rangka bawah
Gambar 11. Panjang Rangka Bawah
Dimana panjang rangka tersebut = 55 cm ≈ 0.55 m
Volume rangka diatas adalah
V1 = π.r2.t
= 3.14 x (0.01)2 x 0.55
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 19
= 1.73 x 10-4 m3
Jadi massa rangka tersebut adalah
mrangka = ρ x Vselubung
= 2.7 x 103 kg/m3 x 1.73 x 10-4 m3
= 0.47 kg
Jadi massa total dari produk tersebut adalah
= (1.594 + 0.27 + 0.25 + 0.170 + 0.47)kg
= 2.754 kg
Simulasi Analisa Tegangan pada kruk menggunakan SolidWorks 2007
Hasil Simulasi Pembebanan pada rangka kruk
Setelah part di assembling langkah selanjutnya adalah mensimulasikan tegangan
yang terjadi apabila diberi pembebanan 1000 N, dimana untuk mengetahui pembebanan
maksimal untuk pemakaian. Dimana bobot diambil dari berat badan pengguna
sebanding dengan dengan gravitasi (10 m/s2). Dapat dilihat dari gambar-gambar
dibawah ini yang menunjukan deformasi dan tegangan-tegangan yang terjadi.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 20
Gambar 12. rangka kruk yang telah di assembling.
Pembebanan Aktual
Beban aktual yang akan diberikan pada rangka kruk sebesar 100 kg, beban
tersebut diambil karena memperkirakan beban maksimal pengguna.
Aluminium 1060 alloy
Aluminium 3003 alloy
Aluminium 6061 alloy
Gambar 13. rangka kruk dengan material aluminium alloy.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 21
Gambar 14. kruk yang ditahan pada bagian bawah.
Gambar 15. pemberian beban pada penumpu ketiak.
Simulasi pembebanan pada rangka kruk
Aluminium 1060 alloy
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 22
Gambar 16. hasil simulasi tegangan pada rangka kruk
Material aluminium 1060 pada desain kruk ini dipilih untuk menghindari adanya
kelelahan bahan (fatigue) akibat merima beban 1000 N karena nilai dari hasil simulasi
terlihat bahwa tegangan luluh aluminium 1060 alloy mencapai 27,57 MPa. Nilai
tegangan von misses maksimal yang terjadi pada rangka kruk sebesar 12,21 MPa. Hal
ini dikarenakan terjadi perubahan bentuk pada bagian batang samping. Dikarenakan
nilai von misses yang terjadi lebih kecil dibanding tegangan luluh maka bahan akan
mengalami deformasi elastis.
Safety factor yang didapat sebesar 2,26 (aman). Untuk memperoleh saftey
faktor yang lebih besar maka bobot bisa dikurangi atau perubahan pada penampang atau
ukuran batang pada kerangka kruk tersebut.
Simulasi pembebanan pada rangka kruk
Aluminium 3003 alloy
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 23
Gambar 17. hasil simulasi tegangan pada rangka kruk.
Material aluminium 3003 alloy pada desain kruk ini dipilih untuk menghindari
adanya kelelahan bahan (fatigue) akibat merima beban 1000 N karena nilai dari hasil
simulasi terlihat bahwa tegangan luluh aluminium 3003alloy mencapai 41,36 MPa.
Nilai tegangan von misses maksimal yang terjadi pada rangka kruk sebesar 12,21 MPa.
Hal ini dikarenakan terjadi perubahan bentuk pada bagian batang samping. Dikarenakan
nilai von misses yang terjadi lebih kecil dibanding tegangan luluh maka bahan akan
mengalami deformasi elastis.
Safety factor yang didapat sebesar 3,38 (aman). Nilai keamanan dari bahan
aluminium 3003 alloy lebih besar dari pada aluminium 1006 alloy akan tetapi masih
dikategorkan aman. Dalam menentukan faktor keamanan harus ditimbang dari dua hal,
pertama pelampauan kekuatan pakai (bahaya fatal) dan yang kedua terhadap kelayakan
dan nilai komponen tersebut.
Simulasi pembebanan pada rangka kruk
Aluminium 6061 alloy
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 24
Gambar 18. simulasi tegangan pada rangka kruk
Material aluminium 6061 alloy pada saat merima beban 1000 N hasil simulasi
terlihat bahwa tegangan luluh aluminium 6061 alloy mencapai 55,15 MPa. Nilai
tegangan von misses aktual yang terjadi pada rangka kruk sebesar 12,21 MPa. Hal ini
dikarenakan terjadi perubahan bentuk pada bagian batang samping dan sambungan baut.
Dikarenakan nilai von misses yang terjadi lebih kecil dibanding tegangan luluh maka
bahan akan mengalami deformasi elastis.
Nilai safety faktor pada pembebanan 1000 N pada material aluminium 6061
alloy yaitu 4,5 dikategorikan aman, akan tetapi dengan nilai faktor kemanan yang cukup
besar dimungkinkan pemakain material yang boros sehingga bisa menambah massa dari
rangka kruk tersebut.
Perbandingan Material Pembuat Rangka Kruk
Dalam pembuatan rangka kruk material yang digunakan haruslah memiliki
massa yang ringan dan kuat, untuk menentukan material yang tepat dalam pembuatan
kerangka kruk diperlukan adanya analisa mengenai material-material yang
direkomendasikan. Dari simulasi pembebanan diatas material yang digunakan yaitu
aluminium alloy 1060, aluminium alloy 3003, dan aluminium 6061 alloy , ternyata dari
hasil simulasi tersebut didapatkan nilai yield strength, von misses actual dan safety
factor nya.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 25
Pembebanan yang diberikan pada simulasi sebesar 1000 N meskipun
pembebanan tersebut dalam kenyataannya bisa bervariasai tergantung berat badan
pengguna namun pada simulasi ini pembebanan yang diambil yaitu 1000 N. Berikut
merupakan tabel perbandingan dari kedua material tersebut.
Tabel 3. Perbandingan material
No Material Aluminium 1060 Aluminium 3003 Aluminium 6061
1. Densitas 2,70 . 103 kg/m3 2,73 . 103 kg/m3 2,70 . 103 kg/m3
2. Yield Strength 27,57 MPa 41,36 MPa 55,15 MPa
3. VonMissesActual 12,21 MPa 12,21 MPa 12,21 MPa
4. Safety Factor 2,26 3,38 4,52
5. Deformation 6,24.10-3 cm 6,24.10-3 cm 6,24.10-3 cm
Dari perbandingan diatas dapat disimpulkan kedua material tersebut dapat
digunakan sebagai material pembuat rangka kruk. Jika dilihat dari nilai von misses
actual, nilainya masih dibawah yield strength dari aluminium alloy itu artinya pada
rangka kruk terjadi deformasi elastis ketika diberi pembebanan sebesar 1000 N.
Sedangkan jika dilihat dari nilai safety factornya, kedua material tersebut dapat
digunakan sebagai material pembuat kerangka kruk karena nilai safety factornya diatas
1 maka dapat dinyatakan bahwa material tersebut kategori masih aman.
Perbandingan Beban Aktual
Pembebanan yang bervariasai menghasilkan tegangan pada rangka kruk juga
mengalami perubahan, bukan hanya tegangan nilai kemanan pun akan berubah sesuai
dengan beban tersebut. Untuk membandingkan beban maksimum yang dapat diterima
oleh rangka kruk perlu adanya simulasi dari hasil simulasi tersebut akan didapatkan
hasil untuk variasi pembebanan.
Tabel 4. Perbandingan beban aktual
No Beban
(kg)
Aluminium 1060
(27,57 Mpa)
Aluminium 3003
(41,36 MPa)
Aluminium 6061
(55,15 MPa)
Safety Von Miss Safety Von Miss Safety Von Miss
1. 60 3,76 7,33 5,64 7,33 7,52 7,33
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 26
2. 70 3,22 8,55 4,84 8,55 6,45 8,55
3. 80 2,82 9,77 4,23 9,77 5,64 9,77
4. 90 2,51 10,99 3,76 10,99 5,02 10,99
5. 100 2,26 12,21 3,39 12,21 4,51 12,21
6. > 100 1,13 24,43 1,69 24,43 2,27 24,43
Dari hasil perbandingan beban aktual diatas dapat diambil kesimpulan bahwa
beban yang diterima yaitu sebesar 100 kg, pada dasarnya untuk beban yang diatas 100
kg pun masih bisa diterima untuk material tertentu akan tetapi jika dilihat dari nilai von
misses aktual dengan yield strength material tersebut nilainya hampir mendekati nilai
tegangan luluh dari material tersebut ini dikhawatirkan dalam jangka waktu tertentu
rangka kruk akan mengalami deformasi plastis yang berakibat kerusakan pada
komponen-komponennya.
Sedangkan jika dilihat dari nilai faktor keamanan dapat diambil kesimpulan
bahwa semakin besar bobot tersebut maka nilai faktor keamanannnya semakin mengecil
meskipun masih dalam taraf aman, akan tetapi alat bantu jalan ini pasti akan digunakan
oleh terus menerus dalam jangka waktu tertentu tidak sekali pakai, maka dikhawatirkan
kruk tersebut akan mengalami perubahan bentuk yang disebabkan deformasi.
Jika meneliti dari hasil analisa simulasi material aluminium 1060 alloy masih
cukup aman ketika dibebani bobot 100 kg, akan tetapi pada saat bobot tersebut dinaikan
> 100kg nilai von misses masih dibawah yield strength sehingga material tidak
mengalami deformasi plastis tetapi nilai faktor keamanan semakin kecil. Untuk bahan
aluminium 3003 alloy ketika menerima bobot 100 kg masih aman dengan nilai safety
faktor diatas 3 dan nilai von misses aktual masih dibawah yield strength, pada saat
menerima bobot diatas > 100kg nilai von misses aktual masih dibawah yield strength
artinya material tidak mengalami deformasi plastis, namun nilai kemananan turun
menjadi 1 meskipun masih cukup aman tapi untuk pemakain yang lama nilai tersebut
cukup kritis. Untuk material aluminium 6061 alloy pada saat menerma beban 100 kg
nilai von misses aktualnya jauh lebih kecil dari yield strength nya maka tidak akan
terjadi deformasi plastis, dan nilai safety faktornya pun dikategorikan aman untuk
sebuah rangka kruk ini. Ketika menerima bobot diatas > 100kg material aluminium
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 27
6061 alloy nilai von misses aktualnya masih jauh lebih kecil dibanding nilai yield
strength nya ini artinya pada rangka tidak terjadi deformasi plastis, nilai safety factornya
pun masih aman diatas kedua metrial sebelumnya.
Dalam buku refrensi perancangan teknik mesin penerapan keamanan telah
direkomendasikan sesuai standar para perancang. Biasanya nilai kemanan dipilih
sebagai berikut :
S SD 1,5.......3 Perhitungan terhadap patah kekal
S SF 1,2.......2 Perhitungan terhadap deformasi
S SB 2......4 Perhitungan terhadap patah
S SK 3......6 Perhitungan terhadap tekuk
(Niemann, G. Elemen Mesin)
Rekomendasi Bobot Pengguna
Berdasarkan tabel perbandingan beban yang bervariasi dapat diambl keputusan
bahwa kruk tersebut dapat digunakan oleh pengguna dengan bobot ≤ 100kg. Apabila
terdapat pengguna yang mempunyai bobot > 100kg untuk material tertentu masih layak
akan tetapi dimungkinkan penggunaanya tidak akan lama karena rangka kruk tersebut
menerima beban diatas standarnya. Untuk menghindari bahaya patah atau kerusakan
pada rangka kruk tersebut maka disarankan bobot pengguna tidak lebih dari 100kg
rekomendai ini pun ditinjau dari segi keselamatan pengguna.
Optimasi Pemilihan Material Rangka Kruk
Optimasi pemilihan material rangka kruk dipilih berdasarkan berbagai
pertimbangan diantaranya kekuatan material, tegangan aktual pada saat pembebanan,
massa spesifik material, dan safety factor nya. Sedangkan pada proses pengerjaannya
dari ketiga material tersebut mudah dibentuk.
Dari ketiga material kriteria kekuatan tegangan aktual dari hasil simulasi
semuanya dapat memenuhi. Oleh karena itu kriteria berikutnya dari massa spesiifik
material ketigannya juga dapat dipenuhi untuk selanjutnya mempertimbangkan nilai
safety faktornya, dari ketiga material tersebut memang semua material dikategorikan
aman ketika diberi pembebanan. Sesuai hasil simulasi karena alat kruk ini dapat
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 28
digunakan untuk bobot pengguna yang bervariasi maka nilai keamanannya ditinjau dari
variasi bobot penggunanya.
Hasil tabel perbandingan menunujukan aluminium 6061 alloy direkomendasikan
sebagai material pembuatan rangka kruk. Selain itu material aluminium 6061 alloy nilai
von misses aktual dan safety faktor masih aman ketika diberi pembebanan yang
bervariasi, disamping itu sifat mekanis dari aluminium 6061 alloy itu sangat liat, tahan
terhadap korosi, weldabilitas, dengan kandungan Mg2Si dapat meningkatkan kekuatan,
mudah dalam proses pengerjaan dan biasanya dipakai untuk rangka kontruksi, atau
komponen yang memerlukan kekuatan tinggi.
5. Pemberian Bentuk Pada Konsep Produk Terpilih
Dari pemilihan konsep produk telah dipilih konsep 1. Setelah melakukan analisa
perhitungan maka didapatkan dimensi dari produk yang akan dibuat. Langkah yang
akan dikerjakan selanjutnya adalah dengan memberi bentuk pada rancangan konsep
produk tersebut sesuai dengan dimensi yang telah didapatkan dari analisa perhitungan di
atas. Konsep produk 1 yang masih berupa sketsa seperti pada gambar di atas akan
digambar secara teknik, sehingga dapat dibaca dengan mudah. Adapun cara
menggambar produk tersebut adalah dengan menggunakan software komputer, yaitu
Solid Work 2007. Berikut ini adalah gambar teknik dari konsep produk 1. Gambar yang
dibuat ada 2 buah gambar, yaitu gambar rangka alat bantu jalan pada saat dimensinya
maksimum dan alat bantu jalan saat dimensinya minimum.
Selain kedua gambar diatas pada laporan ini juga akan dibuat atau digambar
masing-masing bagian dari penyusun alat bantu jalan ini, yaitu bagian rangka,
penompang ketiak, dan lain-lain. Tujunannya adalah untuk memudahkan pada proses
pembuatan dan pemasangannya, karena dengan digambar per bagian, maka bentuk dan
dimensinya akan lebih jelas.
Setelah konsep produk terpilih digambar secara teknik, langkah selanjutnya
adalah menentukan bill of material dari produk tersebut untuk semua bagiannya.
Kemudian langkah selanjutnya adalah menjelaskan bagaimana cara merakit atau
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 29
membuat produk tersebut dari tiap-tiap bagian menjadi satu produk jadi, termasuk di
dalamnya cara menyambung atau memasang bagian satu dengan yang lainnya.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 30
Gambar 19. Bagian-bagian rangka kruk
6. Perancangan Produk
Berikut adalah tahapan dari proses perancangan produk yang telah digambar
secara teknik. Pada langkah ini akan dibuat bill of material atau kebutuhan material
untuk membuat produk tempat tidur multi fungsi. Setelah itu akan dijelaskan cara
pembuatan bagian-bagian tempat tidur tersebut, kemudian akan dijelaskan cara merakit
bagian-bagian yang telah dibuat menjadi sebuah produk tempat tidur multi fungsi.
Produk ini dibuat dari beberapa material yang berbeda karena berbagai
timbangan. Berdasarkan spesifikasi teknis, hal yang perlu dipertimbangkan pertama kali
adalah harga yang murah dan praktis, maka material alat bantu jalan ini dipilih
berdasarkan harganya yang terjangkau. Pertimbangan kedua adalah kekuatan material,
karena hal ini juga menyangkut masalah keamanan dan kenyamanan produk pada saat
digunakan.
Berikut adalah tahapan perancangan produk yang dimulai dengan gambar teknik
alat bantu jalan saat dimensinya maksimum dan dimensinya minimum. Selanjutnya
adalah gambar susunan, yaitu untuk mengetahui dimana letak tiap-tiap komponen dari
alat tersebut tidur. Gambar selanjutnya adalah gambar tiap bagian atau komponen alat
bantu jalan beserta penjelasan bagaimana cara pembuatan atau pemasangannya.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 31
1. Rangka Alat Bantu Jalan Pada Saat Dimensi Panjangnya Maksimum
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 32
Gambar 20. Model rangka untuk panjang maksimum.
2. Rangka Alat Bantu Jalan Pada Saat Dimensi Panjangnya Minimum
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 33
Gambar 21. Model rangka untuk panjang minimum.
Penjelasan:
Rangka alat bantu jalan adalah komponen utama dalam penyusunan alat bantu
jalan yang praktis dan ergonomis. Pada bagian ini juga akan ditempatkan penompang
ketiak, setelan untuk memanjang pendekan, genggaman tangan dan penutup alas .
Kedua bagian ini mempunyai bentuk yang sama, hanya dimensinya saja yang
berbeda. Hal ini karena saat alat bantu jalan ini dirubah panjang dimensinya, maka
rangka ini akan berubah panjang pendeknya pada bagian setelan yang terletak di atas
dan di bawah. Bagian yang berubah dimensinya merupakan sambungan antara bagian 1
dan bagian 2. Kedua bagian ini mempunyai ukuran atau dimensi yang berbeda karena
berdasarkan bentuk ideal dari alat bantu jalan yang praktis, bagian untuk penompang
ketiak dan bagian untuk genggaman tangan mempunyai ukuran yang berbeda. Hal ini
juga telah disesuaikan dengan tinggi rata-rata dari pelanggan maka ditetapkan ukuran
untuk penompang ketiak sepanjang 20 cm dan untuk ukuran genggaman tangan
sepanjang 10 cm.
Rangka alat bantu jalan ini dibuat dari pipa alumunium yang telah dibentuk
sedemikian rupa seperti pada gambar diatas. Alasan pemilihan pipa alumunium adalah
karena material ini kuat, karena akan dibebani oleh berat dari penggunanya. Selain itu
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 34
juga karena harga material alumunium relatif terjangkau sehingga biaya pembuatannya
dapat diminimalisir dan juga material ini adjustable dan tidak berkarat.
3. Penompang Ketiak
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 35
Gambar 22. Model rangka penopang ketiak.
Penjelasan:
Penopang ketiak adalah bagian penompang yang nantinya digunakan sebagai
penyangga ketiak saat alat bantu jalan ini digunakan.
Penompang ketiak ini dibuat dari kayu yang dibungkus dengan busa dan spon
yang tebal sehingga saat dipakai akan terasa empuk dan nyaman pada ketiak yang
dibentuk sedemikian rupa sehingga saat digunakan maka penggunanya akan merasa
nyaman. Ukuran dimensi penompang ketiak ini sepanjang 20 cm sehingga cukup untuk
menompang ketiak pengguna dengan berbagai umur kecuali untuk anak-anak.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 36
4. Setelan Untuk Memanjang Pendekkan Dimensi
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 37
Gambar 23. Model rangka setelan panjang dan pendek.
Penjelasan:
Fungsi setelan adalah untuk merubah ketinggian dapat diatur sesuai dengan
ukuran yang dikehendaki dengan fungsi setelan. Fungsi setelan ini sama halnya klem
sebagai fastener dan diharapkan dari klem dapat mengencangkan part yang disetel
panjang dan pendeknya. Dalam bagian ini terdapat dua buah mur dan baut yang dapat
mengubah dimensi panjang dari rangka alat bantu jalan tersebut.
Fungi setelan yang menggunakan mur dan baut ini terdapat pada rangka alat
bantu jalan bagian atas dan bawah, sehingga tidak hanya dimensi bagian atas saja yang
dapat dirubah tetapi rangka bagian bawah juga dapat dirubah.
Material yang digunakan untuk mur dan baut ini adalah besi. Untuk memasang
mur dan baut digunakan mesin bor untuk melubangi bagian rangka alat bantu jalan yang
akan dipasangi mur dan baut.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 38
5. Genggaman Tangan
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 39
Gambar 24. Model rangka untuk genggaman tangan.
Penjelasan:
Pada bagian genggaman tangan alat bantu jalan ini terbuat dari bantang
alumunium yang dilapisi spon yang menempel pada batang kruk dengan setelan bur dan
baut sehingga genggaman tangan dapat diatur sesuai dengan ukuran yang dikehendaki
pemakai.
Genggman tangan ini dilengkapi dengan spon yang berfungsi untuk menambah
kenyamanan dan menghindari timbulnya licin karena keringat yang dihasilkan
genggaman tangan.
Pemasangan genggaman tangan ini dengan melubangi rangka alat bantu jalan
menggunakan mesin bor dan melubanginya dengan beberapa bagian agar genggaman
tangan tersebut dapat dirubah ketinggiannya agar sesuai dengan ukuran pemakai.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 40
6. Penutup Alas
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 41
Gambar 25. Model rangka untuk penutup alas bagian bawah.
Penjelasan:
Penutup alas dibuat pada ujung tongkat dilengkapi dengan karet anti slip yang tahan
lama. Karet berfungsi agar tidak licin pada saat pemakaian.
Bill of Material (B.O.M)
Tabel 5. Bill of Material
No Nama Jumlah Material
1 Alumunium 2 Alumunium Alloy 6061
2 Plat alumunium 1 Alumunium
3 Kulit pelapis 1 Akrilik
4 Spon tangan 1 Spon
5 Mur dan baut 5 Besi
6 Penutup alas 1 karet
7 Penutup pipa stainless 4 Stainless Steel
Material Pembuat Rangka Kruk
Material yang digunakan dalam pembuatan kruk tentu saja dengan material yang
murah, ringan, kuat dan mudah dalam pembuatan, material yang direkomendasikan
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 42
yaitu menggunakan paduan aluminium. Aluminium merupakan material yang ringan,
tahan karat, kuat, tidak beracun dan mudah dalam proses pembuatan.
Aluminium memiliki modulus elastisitas yang lebih rendah bila dibandingkan
dengan baja maupun besi, tetapi dari sisi strength to weight ratio, aluminium lebih baik.
Kekuatan dan kekerasan aluminium tidak begitu tinggi. Namun pada proses produksi
aluminium dengan adanya pemaduan dan heat treatment dapat meningkatkan kekuatan
dan kekerasannya Bebrapa jenis paduan aluminium dapat dilihat dalam tabel propertis
dari aluminium.
1. Aluminium alloy 1060
Tabel 6. Properties of Aluminium alloy 1060
Aluminium seri 1xxx
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 43
Alumunium didapat dalam keadaan cair melalui proses elektrolisa, yang
umumnya mencapai kemurnian 99,85% berat. Namun, bila dilakukan proses elektrolisa
lebih lanjut, maka akan didapatkan alumunium dengan kemurnian 99,99% yaitu dicapai
bahan dengan angka sembilannya empat. Ketahanan korosi berubah menurut
kemurnian, pada umumnya untuk kemurnian 99,0% atau diatasnya dapat dipergunakan
di udara tahan dalam waktu bertahun-tahun.
Aluminium dengan seri 1xxx memiliki kekuatan yang rendah, ketahanan
terhadap korosi yang tinggi, tingkat reflektif yang tinggi, dan konduktifitas termal dan
listrik yang tinggi sehingga kombinasi ini cocok untuk digunakan dalam pengemasan,
perangkat listrik, peralatan pemanas, pencahayaan, dekorasi dan lain-lain.
Tabel 7. komposisi Aluminium seri 1xxx
Designation
Si,%
Fe,%
Cu,%
Mn,%
Mg,%
Zn,%
Ti,%
Others,%
Al, %
min1050 0,25 0,4 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 0,03 99,51060 0,25 0,35 0,05 0,03 0,03 0,05 0,03 0,03 99,6
1100 0.95 Si + Fe0.05-0.2
0,05 - 0,1 - 0,15 99
1145 0.55 Si + Fe 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 0,0399,4
51200 1.00 Si + Fe 0,05 0,05 - 0,1 0,05 0,15 991230 0.70 Si + Fe 0,1 0,05 0,05 0,1 0,03 0,03 99,31350 0,1 0,4 0,05 0,01 - 0,05 - 0,11 99,5
2. Aluminium 3003 alloy
Tabel 8. Properties of Aluminium alloy 3003
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 44
Alumunium magnese alloy (seri 3xxx)
Mn adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi dan
dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa, Al-Mn yang
ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah Al6Mn(25,3%). Sebenarnya
paduan Al-1,2%Mn dan Al-1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan paduan 3003 dan 3004 yang
dipergunakan sebagai paduan tanpa perlakuan panas. Paduan dalam seri ini tidak dapat
dikeraskan dengan heat treatment. Seri 3003 dengan 1,2%Mn mudah dibentuk, tahan
korosi, dan (weldability) baik. Banyak digunakan untuk pipa dan tangki minyak.
Tipikal aplikasi seri ini rata-rata untuk kaleng dan untuk alloy yang memerlukan
pembentukan dengan cara ditekan dan penggulungan. Selain untuk pengemasan,
bangunan, peralatan rumah, alloy ini digunakan juga untuk benda yang memerlukan
kekuatan, formabilitas, weldabilitas, dan korosi yang tinggi serta untuk perlengkapan
pemanasan seperti helaian brazing dan pipa pemanas.
Tabel 9. Komposisi Aluminium seri 3xxx
Designation Cu,% Mn,% Mg,%3003 0.05-0.20 1.0-1.5 -3004 0.25 max 1.0-1.5 0.8-1.33005 0.30 max 1.0-1.5 0.2-0.6
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 45
3105 0.30 max 0.3-0.8 0.2-0.8
3. Aluminium 6061 alloy
Tabel 10. Properties of Aluminium alloy 6061
Alumunium magnesium silikon alloy (seri 6xxx)
Penambahan sedikit Mg pada Al akan menyebabkan pengerasan penuaan sangat
jarang terjadi, namun apabila secara simultan mengandung Si, maka dapat diperkeras
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 46
dengan penuaan panas setelah perlakuan pelarutan. Hal ini dikarenakan senyawa M2Si
berkelakuan sebagai komponen murni dan membuat keseimbangan dari sistem biner
semu dengan Al. Paduan 6061 banyak digunakan sebagai rangka konstruksi. Karena
paduannya memiliki kekuatan yang cukup baik tanpa mengurangi hantaran listrik maka
dipergunakan untuk kabel tenaga. Seri 6053, 6061, 6063 memiliki sifat tahan korosi
sangat baik dari pada heat treatable aluminium lainnya.
Aluminium seri 6xxx merupakan kombinasi yang baik antara kekuatan tinggi,
formabilitas, ketahanan korosi, dan weldabilitas sehingga digunakan untuk transport
(bodi luar otomotif dll), bangunan (pintu, jendela, dll), kelautan, pemanasan, dll.
Tabel 11. komposisi Aluminium seri 6xxx
Designation Si,% Cu,% Mn,% Mg,% Cr,%Others,
%
6003 0.35-1.0 0.10 max. 0.8 max. 0.8-1.5 0.35 max. -
6005 0.6-0.9 0.10 max. 0.10 max. 0.4-0.6 0.10 max. -
6053 * 0.10 max. - 1.1-1.4 0.15-0.35 -
6061 0.4-0.8 0.15-0.40 0.15 max. 0.8-1.2 0.04-0.35 -
6063 0.2-0.6 0.10 max. 0.10 max.0.45-0.9
0.10 max. -
6066 0.9-1.8 0.7-1.2 0.6-1.1 0.8-1.4 0.40 max. -
6070 1.0-1.7 0.15-0.40 0.4-1.00.50-1.2
0.10 max. -
6101 0.3-0.7 0.10 max. 0.03 max.0.35-0.8
0.03 max.B 0.06%
max.
6105 0.6-1.0 0.10 max. 0.10 max.0.45-0.8
0.10 max. -
6151 0.6-1.2 0.35 max. 0.20 max.0.45-0.8
0.15-0.35 -
6162 0.4-0.8 0.20 max. 0.10 max. 0.7-1.1 0.10 max. -
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 47
6201 0.5-0.9 0.10 max. 0.03 max. 0.6-0.9 0.03 max.B 0.06%
max.
6253 * 0.10 max. - 1.0-1.5 0.04-0.35Zn 1.6-2.4%
6262 0.4-0.8 0.15-0.40 0.15 max. 0.8-1.2 0.04-0.14Pb and Bi 0.4-0.7%
each
6351 0.7-1.3 0.10 max. 0.4-0.8 0.4-0.8 - -
6463 0.2-0.6 0.20 max. 0.05 max. 0.4-0.9 - -
Proses Pembuatan Alat Bantu Jalan (Kruk)
Dalam proses pembuatannya dibutuhkan beberapa jenis material diantarnaya
batang aluminium, kayu, spons, alas karet, dan lain-lain. Terdapat dua cara untuk
membuat alat kruk tersebut yang pertama dengan las aluminium dengan
menggabungkan tiap part-nya dengan pengelasan aluminium, dan yang kedua dengan
mesin bending karena pada gambar desainnya terdapat lekukan sudut yang membuat
sulit untuk menggunakan mesin bending maka kami memilih untuk mengguanakan las
aluminium untuk membuatnya.
Langkah awal dalam pengerjaannya perlu disiapkan material-material yang akan
dibutuhkan dan pealatan las-nya terlebih dahulu. Untuk lebih jelasnya akan kami
uraikan pada pembahasan dibawah ini :
1. Bahan material dan proses pembuatannya
Menyiapkan batang aluminium
Menyiapkan batang aluminium dengan panjang 200cm dan diamter Ø2cm.
Aluminium dipilih karena bahan tersebut ringan dan mudah dikerjakan,
selain itu aluminium terkenal dengan tahan karat serta tahan lama, tidak
berbau dan tidak berbahaya.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 48
Gambar 26. Batang aluminium.
Proses pemotongan
Material aluminium tadi akan dipotong sesuai dengan ukuran yang sudah
ditentukan dengan menggunakan mesin gergaji.
Gambar 27. Potongan untuk bagian atas.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 49
Gambar 28. Potongan untuk bagian samping.
Gambar 29. Plat untuk bagian penumpu ketiak.
Proses drilling
Tahap selanjutnya dalam pembuatan rangka kruk yaitu dengan membor
batang bagian-bagian tertentu yang akan digunakan untuk tempat pengikat
atau mur dengan menggunakan mesin drilling. Dengan Ø1cm dan
kedalaman bor 2cm sesuai diameter pipa aluminium yang digunakan.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 50
Gambar 30. Batang aluminium yang telah di bor.
Gambar 31. Batang aluminium yang telah di bor.
Proses pengelasan aluminium
Proses las aluminium ini tujuannya untuk penyambungan part-part yang
terpisah agar menjadi satu dan memiliki kekuatan mekanis. Pada proses
assembling dengan menggunakan las ini part-part yang telah dipotong dan
di bor sesuai ukuran lalu disatukan dengan proses pengelasan aluminium.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 51
Gambar 32. Bagian sisi kruk yang telah di assembling.
Gambar 33. Bagian penopang ketiak yang telah di assembling.
Proses pembuatan mur dan baut
Komponen ini berfungsi sebagai pengikat dan pengunci pada bagian
komponen konstruksi kruk. Dengan menggunakan alat snei atau bisa
juga dengan menggunakan mesin drilling.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 52
Gambar 34. komponen mur.
Proses Pemasangan spons pada penopang ketiak
Pemasangan spons atau busa dipenopang ketiak berfungsi agar pengguna
merasa nyaman tidak menyebabkan sakit pada bagian pundak dan ketiak.
Gambar 35. Pelat besi dengan Spons.
Proses Pemasangan batang genggaman tangan
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 53
Pemasangan genggaman tangan digunakan dengan setelan baut dan mur
sehingga dapat disesuaikan dengan pengguna, genggaman tangan tersebut
terbuat dari bahan aluminium juga dengan bagian tengahnya yang bisanya
digunakan untuk pegangan dilapisi spons juga agar tidak licin pada saat
digunakan dan memberikan kesan nyaman..
Gambar 36. Genggaman tangan.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 54
Gambar 37. Spons pelapis genggaman tangan.
Pemasangan alat penutup karet
Alat penutup karet terbuat dari karet plastik jenis aryclic karena lebih
aman untuk para pengguna, karet membuat tidak licin dan ringan, tahan
lama.
Gambar 38. Penutup alas acrylic.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 55
Gambar 39. pemasangan penutup alas.
Proses perakitan (assembling)
Setelah semua komponen tersedia maka langkah selanjutnya adalah proses
assembliing atau perakitan. Dibawah ini merupakan gambar konstruksi
kruk yang telah di assembling.
Gambar 40. Gabungan per-part.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 56
Gambar 41. Konstruksi kruk ukuran minimum bagian atas.
Gambar 42. Konstruksi Kruk ukuran minimal bagian bawah
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 57
Gambar 43. Konstruksi Kruk keseluruhan.
Kesimpulan
Setelah dilakukan pemeriksaan dilapangan terahadap produk kruk dipasaran
perancang memiliki gagasan untuk merubah dari desain agar dapat digunakan untuk
pengguna dengan tinggi yang bervariasai, dan bobot yang bervariasi. Perancangan ulang
dari bentuk kruk tersebut memilki tujuan agar pengguna lebih nyaman dalam
menggunakan dan praktis dalam penyimpanan serta pemakaian. Dari hasil analisa tadi
perancang mencoba mendesain ulang gambar dan melakukan simulasi terhadap bobot
yang akan diterima rangka tersebut nantinya setelah itu perancang akan menentukan
material yang cocok untuk proses pembuatan rangkanya. Material yang digunakan tentu
saja menggunakan material yang memiliki massa yang ringan, kuat dan tidak
berbahaya. Berikut merupakan hasil rekomendasi yang perancang dari desain rangka
kruk tersebut.
1. Perubahan desain terletak dipenumpu ketiak yang biasanya dua penumpu,
dirubah menjadi satu penumpu.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 58
2. Perubahan desain ulang kruk yang dibuat mempunyai kelebihan bisa diatur
panjang pendek sehingga memudahkan dalam pemakaian, penyimpanan serta
untuk tinggi badan pengguna yang bervariasi.
3. Desain yang menarik dan berbeda dengan yang terdapat dipasaran.
4. Berdasarkan hasil simulasi pembebanan bahwa bobot maksimal untuk
pemakaian kruk ini sebesar 1000 N, apabila bobot lebih kruk pun masih bisa
digunakan akan tetapi dengan tingkat keamanan yang diragukan.
5. Tegangan maksimal yang terjadi pada saat pembebanan maksimal nilai Von
Mises Stress sebesar 12, 21 Mpa lebih kecil dari tegangan izin maka produk
dapat diterima.
6. Material yang digunakan yaitu aluminium 6061 alloy berdasarkan
pertimbangan diantaranya kekuatan material, tegangan aktual pada saat
pembebanan, massa spesifik material, dan safety factor nya.
Saran
Dari hasil analisa dan kesimpulan diatas, perancang dapat memberikan saran
untuk penilitan lebih lanjut, yaitu :
1. Perlu dilakukan perbaikan perancangan yang lebih lanjut dan detail agar
mendapatkan produk yang memliki nilai keamanan dan ergonomis.
2. Perlu dilakukan penelitian dilapangan terhadap keinginan pengguna karena
informasi dari pengguna yang menentukan berhasil atau tidaknya prancangan
suatu produk.
3. Perlu ditentukan nilai kekuatan yang terjadi pada batang, sambungan pin dan
sambungan pengelasan agar memenuhi standar.
4. Perlu diperhatikan mengenai massa produk tersebut karena dalam
perancangan kali ini menggunakan batang pejal yang pastinya berbeda
apabila menggunakan batang pipa.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 59
5. Perlu diperhatikan mengenai sifat mekanis dari material tersebut, proses
pengerjaan dan biaya produksinya.
6. Perancang harus memperhatikan kenyamanan dan keamanan dari alat tersebut
terhadap pengguna.
Daftar Pustaka
1. Harsokoesoemo, H. Darmawan. Pengantar Perancangan Teknik (Perancangan
Produk), Edisi kedua. 2004. Bandung : ITB.
2. Sato, G. Takeshi; Hartanto, N. Sugiarto. Menggambar Mesin Menurut Standar
ISO, Cetakan kesembilan. 2000: PT. Pradnya Paramita.
3. Shigley, Joseph E.; Harahap, Gandhi. Perencanaan Teknik Mesin, Edisi
keempat. 1994: Erlangga.
4. Vlack, Van. Ilmu dan Teknologi Bahan, Edisi keempat. 1979. Erlangga-Jakarta.
5. Widodo, I.D. Perancangan dan pengembangan Produk. 2006. Yogyakarta : UII
Press.
6. Wignjosoebroto, Sritomo. Evaluasi Ergonomis dalam Proses Perancangan
Produk. 1997. Bandung : ITB.
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 60
7. www.ndt-ed.org/GeneralResources/MaterialProperties/ET/et_matlprop_index.htm
JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS DIPONEGORO 61