PERENCANAAN PEMBUATAN ALAT TENSIONER DEN
PERENCANAAN PEMBUATAN ALAT TENSIONER DENGAN SISTEM PEGAS
UNTUK KAWAT KUMPARAN PADA PRODUK 2000kVA HINGGA 6000 kVA
DI MESIN WINDING JMW 120/5T
Restu Galih Respati
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung,
Jalan Kanayakan No.21 Dago Bandung
E-mail : restugrespati@gmail.com
Abstrak
Kumparan merupakan bagian dari sebuah transformator distribution yang dibuat melalui proses
winding/pembelitan kawat pada sebuah mandreel. Ketegangan atau defleksi kawat pada saat proses
winding adalah hal utama yang harus diperhatikan karena akan berpengaruh terhadap kualitas lilitan
kawat kumparan. Tensioner merupakan alat bantu yang berfungsi untuk menjaga besar defleksi kawat
pada proses winding.
Rancangan tensioner yang direncanakan untuk pembuatan kumparan pada produk 2000 hingga
6000kVA dengan material kawat dari tembaga atau aluminium akan menggunakan sistem spring/pegas
sebagai pemberi gaya melalui plat untuk menjepit wire. Besarnya gaya yang sudah diberikan dapat
dilihat dari besarnya defleksi yang terjadi pada spring.
Perencanaan proses pembuatan dilakukan untuk menentukan tahapan proses pemesinan mulai dari raw
material hingga menjadi komponen, tempat pengerjaan material, hingga waktu perkiraan serta biaya
yang dibutuhkan untuk membuat alat ini. Sehingga dengan adanya rancangan konstruksi dan
perencanaan pembuatan tensioner, diharapkan bahwa alat ini bisa dibuat dan mampu menunjang
kebutuhan produksi.
Kata kunci : kumparan, tensioner .
PENDAHULUAN
PT Lucky Light Globalindo adalah sebuah
perusahaan yang bergerak di bidang manufaktur
untuk
proses
pembuatan
transformator
distribution, untuk proses produksi perusahaan
ini dibagi menjadi tujuh bagian yang salah
satunya adalah proses winding.
Proses winding adalah proses pembelitan kawat
tembaga atau aluminium untuk menjadi sebuah
kumparan. Pada pembuatan kumparan, besarnya
gaya minimum yang diterima wire sebelum proses
pembelitan itu berbeda- beda khususnya untuk
produk,,2000,,hingga,,6000,kVA.
Oleh karena itu, agar gaya yang diterima wire
tercapai maka
dibutuhkan suatu alat yang
bernama tensioner.
wire
tensioner
Gambar 1. Rancangan tensioner perusahaan
Tabel 1. Gaya minimum wire
Gambar 2. Contoh tensioner dan pembelitan
kawat kumparan di perusahaan lain
Dengan demikian, untuk proyek akhir ini akan
membahas mengenai rancangan konstruksi
tensioner dengan sistem pegas dan perencanaan
pembuatan alat tensioner untuk kawat kumparan
pada produk 2000 kVA hingga 6000 kVA di
mesin winding JMW120/5T.
METODE
Perencanaan pembuatan tensioner dilakukan
dengan urutan langkah-langkah kegiatan:
Membuat daftar tuntutan teknis alat.
Perancangan konstruksi alat.
Perencanaan pembuatan alat.
Perkiraan estimasi waktu dan biaya
pembuatan alat.
RANCANGAN ALAT TENSIONER
Gambar 3. Mesin winding JMW 120/5T
TINJAUAN PUSTAKA
Pegas
Pegas (spring) adalah benda elastis yang dapat
digunakan untuk menyimpan energi khususnya
energi mekanis. Suatu pegas memiliki elastisitas
yang membuat pegas tersebut dapat meregang dan
merapat apabila ada gaya yang bekerja pada
sistem pegas tersebut. Menurut hukum Hooke
besarnya gaya yang bekerja pada suatu pegas
sebanding dengan perubahan jarak dari posisi
normalnya dan dapat dinyatakan dengan.
Dimana F adalah gaya yang bekerja (N), k adalah
konstanta pegas (N/m) dan x adalah perubahan
panjang dari posisi normalnya (m).[3]
F = k.
Daftar tuntutan teknis alat
Daftar tuntutan teknis digunakan sebagai acuan
dalam proses perancangan sehingga rancangan
alat yang akan dibuat harus memenuhi tuntutantuntutan teknis tersebut. Berikut adalah daftar
tuntutan teknis.
Tabel 2. Daftar tuntutan teknis
Perancangan konstruksi alat
Perancangan konstruksi alat difokuskan pada
kegiatan penentuan part yang digunakan,
khususnya untuk media pemberi gaya dan
material plat penjepit yang digunakan untuk
menekan kawat kumparan sebelum proses
pembelitan berlangsung. Proses pemberian gaya
terhadap kawat kumparan dapat dilihat pada
gambar 5.
diaman
Gambar 4. Pegas
PTFE (Polytetra fluorethylene)
PTFE adalah plastik yang mempunyai sifat diluar
kebiasaan dari sifat plastik lainnya. PTFE ini
lebih tahan terhadap bahan kimia dan bahan
pelarut, licin dan koefisien geseknya sangat
rendah (µ = 0,1), liat, kuat dan kekuatan tariknya
baik (20N/mm2).[2]
= Gaya aksi (F)
= Gaya reaksi (F)
Gambar 5. Tension Process
1. Media pemberi gaya
Media yang digunakan sebagai pemberi gaya
untuk menekan kawat kumparan adalah pegas.
2. Perhitungan tebal minimum plat penjepit
Plat penjepit merupakan media yang digunakan
untuk menjepit kawat kumparan, sehingga tebal
minimum plat yang akan digunakan
di
sesuaikan dengan gaya/beban yang akan terjadi
pada plat, maka tebal minimum plat (h) dapat
dihitung dengan :
�� ����
��
=
��
Dimana :
�� ���� = tegangan izin bengkok
material
�� = Momen bengkok
maksimum
�� = Momen tahanan
bengkok
Berdasarkan jenis material yang digunakan
(PTFE), momen bengkok maksimum (Mb) dan
momen tahanan bengkok (Wb) yang sudah
diketahui, maka tebal minimum plat yang sesuai
dengan beban adalah :
Dik : L = 100mm ; h = 10mm ;
�
= 20 N/mm2 ; F = 130N
Dit : a. ��
, �� ���� ,
pastikan ��
< �� ����
b. tebal plat (h)
Jawab :
a. ��
=
=
�� ���� =
Jadi, ��
b. �� ����=
h
=
��
��
=
ℎ
=
=
,
= 0,13 Nmm2
= 13,08 N/mm2
< �� ���� (aman)
Mb
�ℎ2
6
=
x6
x � ����
=
x6
ℎ2
x
x6
, 8
=
1 , 1
= 3,78 mm
Jadi, tebal minimum plat penjepit yang sesuai
untuk menerima gaya maksimum sebesar 130N
adalah 3,78mm.
Spesifikasi alat tensioner
Setelah hasil perancangan dilakukan, maka
didapat spesifikasi tensioner sebagai berikut.
Gambar 6. Konstruksi tensioner
Rancangan tensioner ini memiliki spesifikasi :
Tensioner dengan dimensi total panjang
1850mm, lebar 476cm dan tinggi 1712mm.
Pegas tekan dengan kode katalog DWC112-13K merk diamond wire dengan free
length 25,4mm, total deflection 33,93mm dan
gaya maksimum 263,43N.
Plat penjepit dengan dimensi total
panjang 100mm, 50mm dan tebal 10mm.
Plat penjepit dengan material PTFE
dengan tensile strength 20N/mm2.
Untuk membangun alat tensioner seperti hasil
rancangan, maka dibutuhkan sejumlah komponen
standar dan raw material seperti terlihat pada
tabel bill of material berikut.
Tabel 3. Bill of material
PERENCANAAN PEMBUATAN ALAT
Pada tahap ini direncanakan mengenai tempat
pengerjaan dari komponen nonstandar, rencana
tahapan pemesinan komponen hingga rencana
perakitan komponen.
1. Tempat pengerjaan komponen nonstandar
Tempat pengerjaan komponen disesuaikan
dengan fasilitas dan material yang tersedia
diperusahaan, sehingga hal ini bisa menekan
biaya produksi yang harus disediakan oleh
perusahaan.
2. Rencana tahapan proses pemesinan
Rencana tahapan proses pemesinan ini
digunakan untuk merencanakan bagaimana
tahapan proses pemesinan yang dilakukan pada
raw material untuk menjadi komponen yang
dibutuhkan. Berikut adalah contoh tahapan
proses pemesinan.
Tabel 4. Contoh rencana tahapan proses
pemesinan
3. Perencanaan perakitan komponen
Perencaan ini digunakan untuk menentukan
bagaimana tahapan proses perakitan dari
komponen-komponen tensioner.
ESTIMASI
WAKTU
PEMBUATAN ALAT
DAN
BIAYA
Estimasi waktu
Estimasi
waktu
ini
digunakan
untuk
memperkirakan seberapa lama waktu yang
dibutuhkan untuk membuat komponen non
standar hingga selesainya proses assembling
dari alat yang akan dibuat.
No.
1
2
Tabel 5. Estimasi waktu
Proses
Waktu (jam)
Pemesinan
41,71
Assembling
0,94
Jumlah Total
42,65
Dari tabel 4, dapat disimpulkan bahwa perkiraan
waktu yang dibutuhkan untuk membuat alat ini
adalah 42,65 jam.
Estimasi biaya
Estimasi
biaya
ini
digunakan
memperkirakan berapa biaya total
dibutuhkan untuk membuat alat ini.
No.
1.
2.
3.
4.
untuk
yang
Tabel 5. Estimasi biaya
Biaya
Jumlah (Rp.)
Pemesinan
1.510.527,88
Operator
538.330,80
Komponen Standar
1.495.732,00
Komponen Non Standar
2.995.844,81
Jumlah Total (JT)
6.540.435,49
No.
Biaya
1. Jumlah Total
2. Over Head (20% JT)
Biaya Total
Jumlah (Rp.)
6.540.435,49
1.308.087,00
7.848.522,59
Dari tabel 5, dapat disimpulkan bahwa perkiraan
biaya yang dibutuhkan untuk membuat alat ini
adalah Rp 7.848.522,59.
Gambar 7. Diagram assembling komponen
KESIMPULAN
Dari proyek akhir ini maka dapat disimpulkan
sebagai berikut:
Panjang langkah dari tensioner adalah
1500mm
Tinggi minimum dari tensioner adalah
1550 mm dan maksimum 1900 mm.
Gaya maksimum dari pegas yang
digunakan lebih dari 130N.
Media yang digunakan untuk menekan
kawat adalah plat PTFE.
Total waktu perkiraan yang didapat dari
proses perencanaan pembuatan tensioner
adalah 42,65 jam.
Total biaya perkiraan dari pembuatan
tensioner adalah Rp 7.848.522,59
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
1. PT Lucky Light Globalindo yang
telah memberikan proyek ini kepada penulis.
2. Bapak Fitriana Muhsin sebagai pembimbing
PPI.
3. Bapak Herman Budi Harja, MT. Sebagai dosen
pembimbing di POLMAN Bandung
Referensi/Daftar Pustaka
1. Politeknik Manufaktur Bandung. Ilmu
Kekuatan Bahan (momen bengkok). Bandung:
Politeknik Manufaktur Bandung.
2. Politeknik Manufaktur Bandung. Pengetahuan
Bahan 3. Bandung : Politeknik Manufaktur
Bandung.
3. http://masmukti.files.wordpress.com/2011/10/
bab-10-pegas1.pdf , diakses 15 Oktober 2013.
UNTUK KAWAT KUMPARAN PADA PRODUK 2000kVA HINGGA 6000 kVA
DI MESIN WINDING JMW 120/5T
Restu Galih Respati
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung,
Jalan Kanayakan No.21 Dago Bandung
E-mail : restugrespati@gmail.com
Abstrak
Kumparan merupakan bagian dari sebuah transformator distribution yang dibuat melalui proses
winding/pembelitan kawat pada sebuah mandreel. Ketegangan atau defleksi kawat pada saat proses
winding adalah hal utama yang harus diperhatikan karena akan berpengaruh terhadap kualitas lilitan
kawat kumparan. Tensioner merupakan alat bantu yang berfungsi untuk menjaga besar defleksi kawat
pada proses winding.
Rancangan tensioner yang direncanakan untuk pembuatan kumparan pada produk 2000 hingga
6000kVA dengan material kawat dari tembaga atau aluminium akan menggunakan sistem spring/pegas
sebagai pemberi gaya melalui plat untuk menjepit wire. Besarnya gaya yang sudah diberikan dapat
dilihat dari besarnya defleksi yang terjadi pada spring.
Perencanaan proses pembuatan dilakukan untuk menentukan tahapan proses pemesinan mulai dari raw
material hingga menjadi komponen, tempat pengerjaan material, hingga waktu perkiraan serta biaya
yang dibutuhkan untuk membuat alat ini. Sehingga dengan adanya rancangan konstruksi dan
perencanaan pembuatan tensioner, diharapkan bahwa alat ini bisa dibuat dan mampu menunjang
kebutuhan produksi.
Kata kunci : kumparan, tensioner .
PENDAHULUAN
PT Lucky Light Globalindo adalah sebuah
perusahaan yang bergerak di bidang manufaktur
untuk
proses
pembuatan
transformator
distribution, untuk proses produksi perusahaan
ini dibagi menjadi tujuh bagian yang salah
satunya adalah proses winding.
Proses winding adalah proses pembelitan kawat
tembaga atau aluminium untuk menjadi sebuah
kumparan. Pada pembuatan kumparan, besarnya
gaya minimum yang diterima wire sebelum proses
pembelitan itu berbeda- beda khususnya untuk
produk,,2000,,hingga,,6000,kVA.
Oleh karena itu, agar gaya yang diterima wire
tercapai maka
dibutuhkan suatu alat yang
bernama tensioner.
wire
tensioner
Gambar 1. Rancangan tensioner perusahaan
Tabel 1. Gaya minimum wire
Gambar 2. Contoh tensioner dan pembelitan
kawat kumparan di perusahaan lain
Dengan demikian, untuk proyek akhir ini akan
membahas mengenai rancangan konstruksi
tensioner dengan sistem pegas dan perencanaan
pembuatan alat tensioner untuk kawat kumparan
pada produk 2000 kVA hingga 6000 kVA di
mesin winding JMW120/5T.
METODE
Perencanaan pembuatan tensioner dilakukan
dengan urutan langkah-langkah kegiatan:
Membuat daftar tuntutan teknis alat.
Perancangan konstruksi alat.
Perencanaan pembuatan alat.
Perkiraan estimasi waktu dan biaya
pembuatan alat.
RANCANGAN ALAT TENSIONER
Gambar 3. Mesin winding JMW 120/5T
TINJAUAN PUSTAKA
Pegas
Pegas (spring) adalah benda elastis yang dapat
digunakan untuk menyimpan energi khususnya
energi mekanis. Suatu pegas memiliki elastisitas
yang membuat pegas tersebut dapat meregang dan
merapat apabila ada gaya yang bekerja pada
sistem pegas tersebut. Menurut hukum Hooke
besarnya gaya yang bekerja pada suatu pegas
sebanding dengan perubahan jarak dari posisi
normalnya dan dapat dinyatakan dengan.
Dimana F adalah gaya yang bekerja (N), k adalah
konstanta pegas (N/m) dan x adalah perubahan
panjang dari posisi normalnya (m).[3]
F = k.
Daftar tuntutan teknis alat
Daftar tuntutan teknis digunakan sebagai acuan
dalam proses perancangan sehingga rancangan
alat yang akan dibuat harus memenuhi tuntutantuntutan teknis tersebut. Berikut adalah daftar
tuntutan teknis.
Tabel 2. Daftar tuntutan teknis
Perancangan konstruksi alat
Perancangan konstruksi alat difokuskan pada
kegiatan penentuan part yang digunakan,
khususnya untuk media pemberi gaya dan
material plat penjepit yang digunakan untuk
menekan kawat kumparan sebelum proses
pembelitan berlangsung. Proses pemberian gaya
terhadap kawat kumparan dapat dilihat pada
gambar 5.
diaman
Gambar 4. Pegas
PTFE (Polytetra fluorethylene)
PTFE adalah plastik yang mempunyai sifat diluar
kebiasaan dari sifat plastik lainnya. PTFE ini
lebih tahan terhadap bahan kimia dan bahan
pelarut, licin dan koefisien geseknya sangat
rendah (µ = 0,1), liat, kuat dan kekuatan tariknya
baik (20N/mm2).[2]
= Gaya aksi (F)
= Gaya reaksi (F)
Gambar 5. Tension Process
1. Media pemberi gaya
Media yang digunakan sebagai pemberi gaya
untuk menekan kawat kumparan adalah pegas.
2. Perhitungan tebal minimum plat penjepit
Plat penjepit merupakan media yang digunakan
untuk menjepit kawat kumparan, sehingga tebal
minimum plat yang akan digunakan
di
sesuaikan dengan gaya/beban yang akan terjadi
pada plat, maka tebal minimum plat (h) dapat
dihitung dengan :
�� ����
��
=
��
Dimana :
�� ���� = tegangan izin bengkok
material
�� = Momen bengkok
maksimum
�� = Momen tahanan
bengkok
Berdasarkan jenis material yang digunakan
(PTFE), momen bengkok maksimum (Mb) dan
momen tahanan bengkok (Wb) yang sudah
diketahui, maka tebal minimum plat yang sesuai
dengan beban adalah :
Dik : L = 100mm ; h = 10mm ;
�
= 20 N/mm2 ; F = 130N
Dit : a. ��
, �� ���� ,
pastikan ��
< �� ����
b. tebal plat (h)
Jawab :
a. ��
=
=
�� ���� =
Jadi, ��
b. �� ����=
h
=
��
��
=
ℎ
=
=
,
= 0,13 Nmm2
= 13,08 N/mm2
< �� ���� (aman)
Mb
�ℎ2
6
=
x6
x � ����
=
x6
ℎ2
x
x6
, 8
=
1 , 1
= 3,78 mm
Jadi, tebal minimum plat penjepit yang sesuai
untuk menerima gaya maksimum sebesar 130N
adalah 3,78mm.
Spesifikasi alat tensioner
Setelah hasil perancangan dilakukan, maka
didapat spesifikasi tensioner sebagai berikut.
Gambar 6. Konstruksi tensioner
Rancangan tensioner ini memiliki spesifikasi :
Tensioner dengan dimensi total panjang
1850mm, lebar 476cm dan tinggi 1712mm.
Pegas tekan dengan kode katalog DWC112-13K merk diamond wire dengan free
length 25,4mm, total deflection 33,93mm dan
gaya maksimum 263,43N.
Plat penjepit dengan dimensi total
panjang 100mm, 50mm dan tebal 10mm.
Plat penjepit dengan material PTFE
dengan tensile strength 20N/mm2.
Untuk membangun alat tensioner seperti hasil
rancangan, maka dibutuhkan sejumlah komponen
standar dan raw material seperti terlihat pada
tabel bill of material berikut.
Tabel 3. Bill of material
PERENCANAAN PEMBUATAN ALAT
Pada tahap ini direncanakan mengenai tempat
pengerjaan dari komponen nonstandar, rencana
tahapan pemesinan komponen hingga rencana
perakitan komponen.
1. Tempat pengerjaan komponen nonstandar
Tempat pengerjaan komponen disesuaikan
dengan fasilitas dan material yang tersedia
diperusahaan, sehingga hal ini bisa menekan
biaya produksi yang harus disediakan oleh
perusahaan.
2. Rencana tahapan proses pemesinan
Rencana tahapan proses pemesinan ini
digunakan untuk merencanakan bagaimana
tahapan proses pemesinan yang dilakukan pada
raw material untuk menjadi komponen yang
dibutuhkan. Berikut adalah contoh tahapan
proses pemesinan.
Tabel 4. Contoh rencana tahapan proses
pemesinan
3. Perencanaan perakitan komponen
Perencaan ini digunakan untuk menentukan
bagaimana tahapan proses perakitan dari
komponen-komponen tensioner.
ESTIMASI
WAKTU
PEMBUATAN ALAT
DAN
BIAYA
Estimasi waktu
Estimasi
waktu
ini
digunakan
untuk
memperkirakan seberapa lama waktu yang
dibutuhkan untuk membuat komponen non
standar hingga selesainya proses assembling
dari alat yang akan dibuat.
No.
1
2
Tabel 5. Estimasi waktu
Proses
Waktu (jam)
Pemesinan
41,71
Assembling
0,94
Jumlah Total
42,65
Dari tabel 4, dapat disimpulkan bahwa perkiraan
waktu yang dibutuhkan untuk membuat alat ini
adalah 42,65 jam.
Estimasi biaya
Estimasi
biaya
ini
digunakan
memperkirakan berapa biaya total
dibutuhkan untuk membuat alat ini.
No.
1.
2.
3.
4.
untuk
yang
Tabel 5. Estimasi biaya
Biaya
Jumlah (Rp.)
Pemesinan
1.510.527,88
Operator
538.330,80
Komponen Standar
1.495.732,00
Komponen Non Standar
2.995.844,81
Jumlah Total (JT)
6.540.435,49
No.
Biaya
1. Jumlah Total
2. Over Head (20% JT)
Biaya Total
Jumlah (Rp.)
6.540.435,49
1.308.087,00
7.848.522,59
Dari tabel 5, dapat disimpulkan bahwa perkiraan
biaya yang dibutuhkan untuk membuat alat ini
adalah Rp 7.848.522,59.
Gambar 7. Diagram assembling komponen
KESIMPULAN
Dari proyek akhir ini maka dapat disimpulkan
sebagai berikut:
Panjang langkah dari tensioner adalah
1500mm
Tinggi minimum dari tensioner adalah
1550 mm dan maksimum 1900 mm.
Gaya maksimum dari pegas yang
digunakan lebih dari 130N.
Media yang digunakan untuk menekan
kawat adalah plat PTFE.
Total waktu perkiraan yang didapat dari
proses perencanaan pembuatan tensioner
adalah 42,65 jam.
Total biaya perkiraan dari pembuatan
tensioner adalah Rp 7.848.522,59
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih
kepada :
1. PT Lucky Light Globalindo yang
telah memberikan proyek ini kepada penulis.
2. Bapak Fitriana Muhsin sebagai pembimbing
PPI.
3. Bapak Herman Budi Harja, MT. Sebagai dosen
pembimbing di POLMAN Bandung
Referensi/Daftar Pustaka
1. Politeknik Manufaktur Bandung. Ilmu
Kekuatan Bahan (momen bengkok). Bandung:
Politeknik Manufaktur Bandung.
2. Politeknik Manufaktur Bandung. Pengetahuan
Bahan 3. Bandung : Politeknik Manufaktur
Bandung.
3. http://masmukti.files.wordpress.com/2011/10/
bab-10-pegas1.pdf , diakses 15 Oktober 2013.