01 pengantar engineering design

7/23/2019 01 Pengantar Engineering Design

1/8

BAB I PENGANTAR ENGINEERINGDESIGN

Pendahuluan Perancangan (design) secara umum dapat didefinisikan sebagai formulasi suatuana untuk memenuhi kebutuhan manusia. Sehingga secara sederhana perancangan dapat diartikan sebagaiatan pemetaan dari ruang fungsional (tidak kelihatan/imajiner) kepada ruang fisik (kelihatan dan dapat diraba/dirasa)k memenuhi tujuan-tujuan akhir perancang secara spesifik atau obyektif.n g Fungsional Ruang Fisikm prosesnya, perancangan adalah kegiatan yang biasanya berulang-ulang (iterative) egiatan perancangan

mnya dimulai dengan didapatkannya persepsi tentang kebutuhan masyarakat, kemudian dijabarkan dan disusunan spesifik, selanjutnya dicari ide dan penuangan kreasi. !de dan kreasi kemudian di analisis dan diuji. alau hasilnyah memenuhi kemudian akan dibuat prototipe. alau prototipe sudah dipilih yang terbaik selanjutnya dilempar keran. Pasar akan memberikan tanggapan apakah kebutuhan telah terpenuhi. Secara skematis kegiatan iterati"e ini dikkan pada gambar #.$.

PemetaanKebutuhan 1 23 dll Produk 12 3 dll


2/8

MarketplaceIdeate &create

Analyeand!ortestProduct"prototyp

e"process

Gambar 1. 2 Proses iteratif dalam perancangan [2]%&orton'egiatan perancangan dalam bidang teknik yang dilakukan oleh para ahli teknik (insinyur)selama ini telah mampu meningkatkan kesejahteraan dan kualitas hidup manusia baik dalambentuk peningkatan kesehatan fisik masyarakat, kemakmuran dalam hal materi danmemudahkan manusia untuk melakukan akti"itasnya. asil perancangan insinyur ini terdapatdalam berbagai bentuk produk dan jasa. Dengan demikian perancangan dalam bidang teknikatau engineering designselanjutnya dapat didefinisikan sebagai *angkaian kegiatan iterarif

yang mengaplikasikan berbagai teknik dan prinsipprinsip scientifik yang bertujuan untukmendefinisikan peralatan, proses, atau sistem secara detail sehingga dapat direalisasikan+.

Dari pengertian umum di atas maka mechanical designdapat diartikan sebagai perancangansesuatu+ atau sistem+ dari mechanical natureseperti mesin, komponen, struktur, peralatan,instrumentasi, dan lain-lain. Dalam scope yang lebih spesifik machine designadalah kegiatan yangberhubungan dengan penciptaan (creation)+ machineryyang dapat melakukan fungsinya denganbaik, safe, dan andal.

1.2. Proses Perancangan Teknik

eberapa pertanyaan yang sering muncul sebelum melakukan design antara lain adalahbagaimana design dimulai apakah insinyur duduk dengan secarik kertas terus menggambarkan

ide faktor-faktor apa yang mempengaruhi keputusan dalam design dan juga bagaimana prosesdesign berakhir Skema proses engineering designyang lengkap ditunjukkan pada gambar #..Proses dimulai dengan identifikasi kebutuhan dan keputusan untuk melakukan sesuatu tentangkebutuhan itu+. Setelah melakukan iterasi berkali-kali, maka proses design akan

1-


3/8

2

berhenti pada detail design yang siap dipresentasikan untuk selanjutnya dibuat prototype, testing,dan pada akhirnya masuk proses produksi. Identifikasi dan formulasi kebutuhanadalahkegiatan yang membutuhkan tingkat kreati"itas yang tinggi. 0kan tetapi tahap ini sering rancudengan berbagai kondisi emosional manusia seperti uneasiness atau perasaan bah1a ada sesuatusalah. Backgroud Research+ sangat diperlukan untuk memberikan informasi dalam memahamidan mendefinisikan problem secara lengkap dan detail. 2ahap ini kalau dilakukan dengan baikmaka akan dapat menetapkantu!uan "goal#$ dari dari design.

3ambar #. 2ahapan proses design

2ahap Problem definition harus melibatkan semuaspesifikasi yang berhubungan dengan sistem+ yang akan didesign. Spesifikasi tersebut adalahkuantitas input dan output, karakteristik dan dimensi serta ruangan yang diperlukan, dan semua

kendala atau batasan design. Spesifikasi inilah yang akan menentukan biaya, jumlah yang akandibuat, umur teknis yang diinginkan, kondisi operasi, dan keandalan machinary. 4ontoh spesifikasiadalah fungsi (kecepatan, temperatur operasi, tekanan), keamanan (kekuatan, defleksi, getaran)dan lain-lain. Sebagai contoh, untuk machine design,berbagai fungsi dan kendala yang harusdipertimbangkan ditunjukkan pada 3ambar #.5.

1-


4/8

3

3ambar#.5 erbagai jenis kendala yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan

mesin Setelah problem didefinisikan dan seluruhspesifikasi ditetapkan maka tahap berikutnya adalah %&nthesis$. Dalam tahap ini semuakemungkinan alternatif solusi digali dan dipertimbangkan. 2ahap ini sering juga disebut tahap

ideation and in'ention+ dimana di-generatekemungkinan solusi secara kreatif sebanyakmungkin. 0lternatif-alternatif rancangan yang didapatkan, selanjutnya di analisis dan o(timasi$untuk menentukan apakah rancangan tersebut dapat memenuhi spesifikasi, dan performansi yangdiinginkan, ditolak, atau perlu dimodifikasi. 2ahap ini akan dapat menghasilkan hasil rancanganyang paling optimum untuk dipilih. 6ika analisis menunjukkan bah1a tidak ada rancangan yangmemenuhi spesifikasi dan performans yang diinginkan maka harus dilakukan iterasi. asilrancangan yang paling optimum dipilih dan selanjutnya dapat dilakukan detailed design+. Dalamdetailed design, dihasilkan gambar teknik yang lengkap, spesifikasi material, identifikasi "endor,spesifikasi manufacturing, dll. E'aluasimerupakan salah satu tahapan penting dalam prosesdesign secara keseluruhan. 2ahap ini melibatkan pembuatan prototypedanpengujian+ yang dapatdi lakukan di laboratorium. asil pengujian prototype inilah yang akan membuktikan apakahrancangan yang dihasilkan dapat memenuhi spesifikasi dan performansi yang diinginkan. Daritahap ini akan terja1ab pertanyaan-pertanyaan mendasar tentang sistem yang dirancang seperti

misalnya apakah semua spesifikasi yang diinginkan terpenuhi, bagaimana tingkatkeandalannya, apakah dapat bersaing dengan produk sejenis, apakah ekonomis untuk dibuatdan dipasarkan, apakah mudah dalam pera1atan, dan lain-lain. Data-data hasil pengujianprototype dapat digunakan untuk iterasi berikutnya dalam penyempurnaan design.

1-


5/8

4

2ahap terakhir adalah (resentation$ . asil rancangan perlu dikomunikasikan denganuntuk proses selanjutnya seperti manufacturing, assembling dan sosialisasi. omunikasidapat dilakukan dalam tiga cara yaitu komunikasi secara tertulis, lisan, dan dalam bentukgrafik atau gambar. Dengan demikian insinyur harus menguasai ketiga tenik tersebut untukdapat mempresentasikan rancangannya.

1.). *ase stud& + Perancangan ,esinDalam perancangan mesin berbagai parameter yang berpengaruh terhadap kualitas hasil

rancangan. 4ontoh untuk perancangan sebuah poros maka kekuatan (strength) adalahmerupakan parameter utama untuk menentukan dimensi dan geometri poros. Pertimbangan yangmenyeluruh terhadap parameter-parameter tersebut harus dilakukan untuk menjamin bah1a mesinyang dirancang memenuhi fungsi dengan kualitas yang diinginkan. Secara tradisional hal inibiasanya ditentukan berdasarkan sense+ perancang. 2etapi e"aluasi dan pertimbangan parametersecara ilmiah harus dilakukan untuk mencegah kegagalan design pada tahap-tahap selanjutnya.Parameter fundamental yang harus dipertimbangkan dalam perancangan mesin ditunjukkan padagambar #.7 dan dapat dijelaskan sebagai berikut

3ambar #.7 8undamental machine design "ie1point

#. Function and mechanism.eberapakemungkinan kombinasi mekanisme

umumnya dapat memenuhi persyaratan fungsional. Pada tahap a1al berbagai

1-


6/8

5

kemungkinan mekanisme harus dikembangkan dan diuji. 6ika merancang mesin yang barumaka penelitian terhadap mekanisme lain yang sudah ada biasanya sangat membantu.erarti perlu dilakukan studi literatur.

$. Flow of Force.9ntuk mem"isualisasikan bagaimana gaya ditransmissikan melalui berbagaikomponen pada sebuah mesin maka perlu digambar flo1 of force seperti ditunjukkan pada

gambar #.:. Diagram flo1 of force ini atau sering disebut line of force sangat membantu dalame"aluasi design. 4ontohnya jika mesin beroperasi, jika balance secara statik maka line offorceakan tertutup untuk seluruh sistem. 6ika tidak balance maka berarti akan terjadipercepatan atau breakdown.

3ambar #.: ;ine of force pada suatu peralatan

. Balance (untuk gra"itasi). anya gaya yangditimbulkan oleh gra"itasi yang tidak

balance pada suatu mesin. Dalam design penentuan letak pusat gra"itasi haruslahdirancang sedemikian rupa sehingga mesin selalu dalam keadaan stabil (tidak mengalamio"erturn)

5. %trength-material. omponen umumnya mengalami beban (tarik, tekan, geser, bending,

torsi). Dengan demikian faktor kekuatan dan pemilihan material adalah merupakan parameterdasar dalam percangan mesin. Semua komponen mesin harus mampu menahan beban-bebanyang bekerja tanpa mengalami kegagalan.

7. %tructural Balance and Beaut&. 8aktor penampilan, sturktural balance, dan aestheticadalah juga merupakan parameter dasar perancangan mesin. al ini terutama akan berkaitandengan aspek ekonomi dan pemasaran produk yang dihasilkan.

1-


7/8

6

arakteristik atau parameter lain yang penting menjadi dasar pertimbangan perancangan mesinadalah

Distorsi/defleksi/kekakuan fatigueeausan orosi eamananeandalan egunaan 3esekan

iaya erat 9mur 3etaran

ebisingan


8/8

0merican 3ear

01 pengantar engineering design

Documents