fabrication aspect pricing of screw turbine for a …

9
Received: October 2019 Accepted: December 2019 Published: December 2019 40 FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A MICRO HYDRO ELECTRICAL GENERATOR Hendra (1), Filo C Surbakti (2) (1,2) Mechanical Engineering, University of Bengkulu, Jl WR Supratman, Kota Bengkulu 38123, Indonesia Email(1): [email protected] ABSTRACT Screw turbine for a micro hydro power generator (PLTMH) is to utilize water flow as electricity generator by screw rotation. The screw was made in two parts, each consists of shaft and blade. The dimension (mm) was 1300 length, 165.5 diameter of shaft axis and 200 blade height with 5 thickness. The first part was different from the second in number and pitch of the blades. The first consists of 5 blade plates by 260 pitch, the second one 7 blades by 185.7 pitch. The fabrication of the screw was completed through series of processes, i.e. plate cutting, plate flatening, pressing, rolling, welding, and balancing. The first part costed Rp. 12.780.000 and the second one Rp. 13.430.000. Key words: Screw Turbines; Geometry Design; Manufacturing; Costs Estimation 1. PENDAHULUAN Sesungguhnya Indonesia adalah negara yang cukup kaya dengan potensi energi terbarukan seperti energi surya, energi angin, energi panas bumi dan mikrohidro. Khusus untuk energi mikrohidro, dimana pemanfaatannya yang masi kurang diketahui masyarakat pedesaan. Sehingga dari permasalahan diatas saya selaku penulis tertarik untuk mengangkat topik, yang mana akan membahas proses manufacturing/pembuatan dari screw turbin sebagai sumber pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH). Dalam penelitian ini, saya selaku penulis akan membuat model screw turbin dan akan membahas proses pembuatan (manufactur) screw tubin . Dimana screw turbin terdiri dari poros silinder yang permukannya dililitkan ulir/lempeng blade sepanjang poros. Screw turbin memiliki jumlah lempeng blade (pitch) yang berfariasi sesuiai kegunaan nya. Sehingga akan dipaparkan peroses pembuatan screw turbin dari mulai tahap proses pemotongan pelat berdsiameter 564,84 mm kemudian plat akan dipotong bagian dalamnya, dan akan dilakukan proses penarikan, pengelasan (joining) hingga proses pengerollan. Pertama akan dilakukan pemodelan gambar screw turbin pada program CAD, dengan panjang poros 1300 mm, dengan ketinggian lempeng blade 200 mm dan untuk ketebalan lempeng blade 5 mm. Selanjutnya akan dibuat model screw turbin yang menggunakan 5 dan 7 lempeng blade (pitch) dengan panjang poros yang sama. Setelah didapat design screw dengan jumlah lempeng blade yang berbeda selanjutnya akan dilakukan perbandingan estimasi biaya untuk pembuatan screw turbin yang menggunakan 5 dan 7 lempeng blade. 2. DASAR TEORI Archimedes screw adalah jenis ulir yang telah dikenal sejak zaman kuno dan telah digunakan sebagai pompa untuk pengairan pada Taman Bergantung di Babylonia. Seiring dengan krisis energi yang terjadi didunia serta terbatasnya potensi sumber energi air yang memiliki head tinggi, maka dimulai pada tahun 2007 yang lalu, seorang insinyur mengemukakan idenya bahwa jika pompa ulir berputar terbalik dan membiarkan air mengendalikan pompa kemudian diatas pompa tersebut dipasang sebuah generator maka listrik akan dapat dihasilkan sepanjang generator tersebut tidak terkena air atau basah. Jadi pada prinsipnya turbin ulir merupakan pembalikan dari fungsi pompa ulir itu sendiri [1]. Geometri dari sebuah ulir Archimedes (Archimedes screw) ditentukan oleh beberapa parameter eksternal yaitu jari-jari terluar, panjang ulir, dan kemiringan[2]. Parameter- parameter lain yang mempengaruhi adalah parameter internal seperti jari-jari dalam, jumlah blade dan pitch. Parameter-parameter eksternal tersebut biasanya ditentukan oleh lokasi

Upload: others

Post on 16-Oct-2021

6 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Received: October 2019 – Accepted: December 2019 – Published: December 2019

40

FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A MICRO HYDRO ELECTRICAL GENERATORHendra (1), Filo C Surbakti (2)

(1,2) Mechanical Engineering, University of Bengkulu, Jl WR Supratman, Kota Bengkulu 38123, IndonesiaEmail(1): [email protected]

ABSTRACTScrew turbine for a micro hydro power generator (PLTMH) is to utilize water flow as electricity generator by screwrotation. The screw was made in two parts, each consists of shaft and blade. The dimension (mm) was 1300 length,165.5 diameter of shaft axis and 200 blade height with 5 thickness. The first part was different from the second innumber and pitch of the blades. The first consists of 5 blade plates by 260 pitch, the second one 7 blades by 185.7pitch. The fabrication of the screw was completed through series of processes, i.e. plate cutting, plate flatening,pressing, rolling, welding, and balancing. The first part costed Rp. 12.780.000 and the second one Rp. 13.430.000.

Key words: Screw Turbines; Geometry Design; Manufacturing; Costs Estimation

1. PENDAHULUANSesungguhnya Indonesia adalah negara yangcukup kaya dengan potensi energi terbarukanseperti energi surya, energi angin, energi panasbumi dan mikrohidro. Khusus untuk energimikrohidro, dimana pemanfaatannya yang masikurang diketahui masyarakat pedesaan.

Sehingga dari permasalahan diatas sayaselaku penulis tertarik untuk mengangkat topik,yang mana akan membahas prosesmanufacturing/pembuatan dari screw turbinsebagai sumber pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH).

Dalam penelitian ini, saya selaku penulisakan membuat model screw turbin dan akanmembahas proses pembuatan (manufactur)screw tubin . Dimana screw turbin terdiri dariporos silinder yang permukannya dililitkanulir/lempeng blade sepanjang poros. Screwturbin memiliki jumlah lempeng blade (pitch)yang berfariasi sesuiai kegunaan nya. Sehinggaakan dipaparkan peroses pembuatan screwturbin dari mulai tahap proses pemotongan pelatberdsiameter 564,84 mm kemudian plat akandipotong bagian dalamnya, dan akan dilakukanproses penarikan, pengelasan (joining) hinggaproses pengerollan.

Pertama akan dilakukan pemodelan gambarscrew turbin pada program CAD, dengan panjangporos 1300 mm, dengan ketinggian lempengblade 200 mm dan untuk ketebalan lempengblade 5 mm. Selanjutnya akan dibuat modelscrew turbin yang menggunakan 5 dan 7

lempeng blade (pitch) dengan panjang porosyang sama.

Setelah didapat design screw dengan jumlahlempeng blade yang berbeda selanjutnya akandilakukan perbandingan estimasi biaya untukpembuatan screw turbin yang menggunakan 5dan 7 lempeng blade.

2. DASAR TEORIArchimedes screw adalah jenis ulir yang telahdikenal sejak zaman kuno dan telah digunakansebagai pompa untuk pengairan pada TamanBergantung di Babylonia. Seiring dengan krisisenergi yang terjadi didunia serta terbatasnyapotensi sumber energi air yang memiliki headtinggi, maka dimulai pada tahun 2007 yang lalu,seorang insinyur mengemukakan idenya bahwajika pompa ulir berputar terbalik danmembiarkan air mengendalikan pompakemudian diatas pompa tersebut dipasangsebuah generator maka listrik akan dapatdihasilkan sepanjang generator tersebut tidakterkena air atau basah. Jadi pada prinsipnyaturbin ulir merupakan pembalikan dari fungsipompa ulir itu sendiri [1].

Geometri dari sebuah ulir Archimedes(Archimedes screw) ditentukan oleh beberapaparameter eksternal yaitu jari-jari terluar,panjang ulir, dan kemiringan[2]. Parameter-parameter lain yang mempengaruhi adalahparameter internal seperti jari-jari dalam, jumlahblade dan pitch. Parameter-parameter eksternaltersebut biasanya ditentukan oleh lokasi

Page 2: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

41Hendra, Surbakti

penempatan ulir Archimedes dan seberapabanyak air yang akan diangkat. Sementaraparameter-parameter internal adalah bebasditentukan sendiri untuk mengoptimalkanperformansi ataukinerja dari ulir.

2.1 Proses PemodelanDalam proses pemodelan screw turbin desainawal dan perhitungan dimensi komponen harussangat diperhatikan. Pada komponen screwturbin pada dasarnya terdiri atas dua komponenutama yaitu poros dan blade (pitch). Sebelummelakukan proses manufakturing, pertamaharus membuat model dari screw turbin, dapatdilakukan pada program CAD. Dengannya disainscrew turbin dibuat sesuai dengan kebutuhan.

2.2 Pemotongan PelatSetelah mendapatkan skema desain gambarscrew yang dinginkan, selanjutnya melakukanpemotongan pelat (cutting). Pelat-pelat hasilproduksi pabrik umumnya masih dalam bentuklembaran yang ukuran dan bentuknya bervariasi.Pelat-pelat dalam bentuk lembaran ini tidakdapat langsung dikerjakan, sebab terlebih dahuluharus dipotong menurut gambar bukankomponen yang akan dibentuk pengerjaan.Pembentukan pelat dalam bentuk lembaran inikurang efektif apabila dikerjakan secaralangsung. Dalam dunia industri istilahpemotongan pelat sebelum dikerjakan disebutpemotongan awal (pre cutting). Pre cuttingdilakukan untuk pemotongan pelat menurutbagian gambar dan ukurannya.

G.1 Prinsip Kerja Pemotongan [3, 7]

Proses pemotongan pelat-pelat ini dapatdilakukan dengan berbagai macam teknikpemotongan sesuai kebutuhan. Masing-masingteknik pemotongan sesuai kebutuhan dantergantung dengan ketebalan pelat yang akandipotong.

Peralatan potong yang digunakan untukpemotongan pelat mempunyai jangkauan ataukemampuan pemotongan tersendiri. Biasanya

untuk pemotongan pelat-pelat tipis,pemotongannya dapat digunakan alat-alatpotong manual seperti: gunting tangan, guntingluas, pahat dan sebagainya. Untuk ketebalanpelat di atas 1,2 mm sangat sulit dipotongsecara manual dan pemotongan digunakanmesin-mesin potong.

Teknik-teknik pemotongan pelat ini dapatdilakukan dengan berbagai macan teknikpemotongan pelat dengan peralatan tangan,mesin-mesin potong manual, mesin guntingputar, mesin waktu dan sebagainya.

Pemotongan pelat dengan las oxy- acetylene(las asetilin) sebenarnya adalah prosespengelasan secara manual, dimana permukaanyang akan disambung mengalami pemanasansampai mencair oleh nyala (flame) gas asetilin(yaitu pembakaran C2H2 dengan O2), denganatau tanpa logam pengisi, dimana prosespenyambungan tanpa penekanan. Disampinguntuk keperluan pengelasan (penyambungan)las gas dapat juga dipergunakan sebagaipreheating, brazing, cutting dan hard facing.Penggunaan untuk produksi (productionwelding), pekerjaan lapangan (field work), danreparasi (repair & maintenance).

Dalam aplikasi hasilnya pemotongan pelatdengan Las oxy-acetylene sangat memuaskanuntuk, terutama lembaran logam (pelat) danpipa-pipa berdinding tipis. Meskipun demikianhampir semua jenis logam ferrous dan nonferrous dapat di potong (cutting) las gas.

G.2 Las oxy-acetylene [3, 7].Keterangan Gambar :1. Tabung oksigen2. Kran asetilen3. Torch4. Kran oksigen5. Saluran oksigen6. Saluran asetilen

7. Tabung asetilen8. Regulator asetilen9. Regulator oksigen10. Slinder Pressure11. Adjusting Screw

Pemotongan pelat dengan mengguna-kanmesin Oxy. Mesin Oxy adalah pemotong pelatyang paling handal. Mesin ini memilikikeakuratan dalam proses pemotongan, mulai

Page 3: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

42Hendra, Surbakti

dari pemotongan dari bentuk lurus, lingkaranhingga bentuk yang rumit. Mesin ini masimenggunakan gas Asetilen sebagai alat untukmemotong pelat, namun di karenakan mesin inisudah memakai sistem komputer, sehinggapemotongan pelat dan kombinasi dari gasasetilen dan oksigen lebih akurat. Carapengoprasian mesin ini sudah moderen, denganmemasukkan rancangan gambar ke dalam sistemkomputer, maka komputer akan membacagambar yang telah dimasukan, denganmelakukan pengaturan pada komputer dansecara langsung torch akan mulai bergerak diatas pelat membentuk rancangan yang telahdiperintahkan. Mesin ini memiliki kelebihandapat memotong lebih cepat dan akurat, danhasil yang diselesaikan mesin ini sangat rapi.

G.3 Mesin pemotong merek Oxy

Untuk proses pemotongan pelat (cutting)pada pembuatan blade, dapat memilih salahsatu dari proses diatas, sesuai dengan bentukdan tebal dari ukuran blade (pitch) yangdibutuhkan, lihat G.4, dengan membuatgeometri sesuai dengan standar [6]. Padapenelitian ini blade (pitch) yang dipakai denganketebalan 5 mm, sehingga proses pemotonganpelat yang digunakan dengan proses Las oxy-acytele. Setelah pelat dipotong, makaselanjutnya akan dilakukan pemotongan padabagian diameter dalam, sebagai tempat masukporos.

G.4 Contoh model pemotongan pelat dibuatCAD

Setelah didapat blade (pitch) yang telah dipotong (cutting) bagian dalamnya. Prosesselanjutnya akan dilakukan proses pemotongan

setengah bagian dari lingkaran. Untuk lebihjelasnya dapat di lihat pada G.6.

G.5 Blade hasil pemotongan menurutmodel CAD

G.6 Pitch blade model CAD2.3 Proses PenarikanSetelah beberapa pelat dipotong sebanyak yangdiperlukan untuk rancangan dan telah dilakukanproses pemotongan (G.8). Lalu tahapanselanjutnya akan dilakukan penarikan. Untukpelat yang tidak tebal dapat lansung dilakukanpengelasan, sehingga semua blade yangdiperlukan akan terhubung (join), sehingga dapatlangsung menyatukan nya pada poros denganperoses penarikan.

G.7 Pitch blade setelah join

G.8 Penarikan Blade setelah join

Untuk proses penarikannya dapat dilakukandengan memasukkan blade yang telah di join kedalam poros, lalu dilakukan penarikan sesuaidengan jarak yang diperlukan. Setelah posisiblade sesuai dengan keinginan, lalu blade dilas

Page 4: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

43Hendra, Surbakti

(join) pada poros.Namun khusus untuk blade yang tebal dan

terbuat dari material yang keras seperti baja tidakdapat dilakukan proses penarikan secaralangsung seperti proses yang dilakukan diatas.Untuk pelat dengan kekakuan yang tinggi, tebaldan memiliki harus melakukannya denganbantuan mesin (Automatic Jack CompressionTesting), proses penarikan blade untukmemudahkan penarikan blade.

G.9 Mesin penekan Jack otomatis

G.10 Dudukan mesin jack

Untuk proses penarikan blade, pertamaharus memasukkan blade yang belum di tarikpada dudukan mesin jack. Setelah blade yangbelum ditarik dimasukkan ke dalam dudukanjack, lalu dudukan jack dipasangkan padamesin jack, lalu akan lakukan proses press.Ketika mesin menekan dudukan jack, makablade akan tertekan ke bawah, sehingga akandidapatkan blade yang tidak bulat, sesuaidengan jarak yang diperlukan, untukrancangan screw.

2.4 PengelasanPengelasan merupakan penyambungan duabahan atau lebih yang didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan

bagian bahan yang disambung. Kelebihansambungan las adalah konstruksi ringan, dapatmenahan kekuatan yang tinggi, mudahpelaksanaannya, serta cukup ekonomis. Padapembuatan screw turbin pengelasan sangatlahpenting, terutama pada proses joining blade(pitch) dan saat proses joining blade (pitch) yangtelah join pada poros. Penyambungan dengancara pengelasan, pada umumnya ada dua cara,yaitu pengelasan dengan las listrik danpengelasan dengan las gas.

G.11 Lempeng blade ditarik mesin jack untukmenentukan lebar pitch

Pengelasan yang sering digunakan utukproses pengelasan screw adalah pengelasan lasbusur listrik atau yang sering disebut dengan laslistrik. Dimana proses pengelasannyamenggunakan pesawat las listrik (SMAW) karenaproses pengelasan dengan cara demikiandisamping menghasilkan sambungan yang kuatjuga mudah untuk digunakan.

Pada pengelasan ini digunakan elektrodasebagai bahan tambah dan elektroda ini terdiridari banyak ukuran dan macam jenisnya,tergantung dari kebutuhan proses pengelasanitu sendiri. Untuk mendapatkan hasil lasan yangbaik dan sempurna maka diperlukanpenganturan arus yang benar dan tepat, tidakhanya itu saja pengaruh panjang busur api jugaakan mempengaruhi hasil lasan.

Proses pengelasan SMAW (Shielded MetalArc Welding) atau las busur listrik adalah prosespenyambungan dua buah pelat (bahan metal)atau lebih dengan menggunakan busur listrikyang terjadi antara ujung elektroda denganpermukaan benda kerja. Pada umumnyamenyambung dua buah logam atau ataumempersatukan lebih menjadi satu dengan jalan

Page 5: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

44Hendra, Surbakti

pemanasan atau pelumeran, dimana kedua ujunglogam /bidang logam yang akan disambungdilumerkan atau dilelehkan dengan busurnyala/panas yang didapat dari busur nyala listrikatau gas pembakar, sehingga kedua ujung ataubidang logam menjadi satu.

G.12 Skema pengelasan SMAW atau las busurlistrik

Setelah dilakukan prose penyatuan blade(pitch) dengan pengelasan, didapat blade-bladeyang telah menyatu.

G.13 Model blade-blade setelah join

Untuk tahap selanjutnya blade (pitch) yangmenyatu akan dijoin pada poros. Proses joinblade pada poros sama seperti penyatuan bladedengan proses pengelasan. Kesatuan blade-bladeakan masukkan poros ke bagian diameter-dalamnya, lalu akan dilakukan proses pengelasandi setiap bagian diameter dalam blade denganporos.

G.14 Model kesatuan blades dijoindengan poros

Prose join blade dengan poros, ada duapilihan tahap. Blade-blade disatukan lebihdahulu, atau blade satu per satu dijoin padaporos. Cara kedua memberi hasil lebih maksimal,tetapi memerlukan waktu lebih lama.

G.15 Cara blade satu per satu dijoin padaporos

2.5 FinishingProses finising pembuatan screw turbindiselesaikan dengan proses pembubutan.Tujuan tahap ini adalah untuk balancing.

3. METODE PENELITIAN3.1 Prosedur PenelitianPenelitian meliputi tahap-tahap:

Pengamatan lapangan studi literaturPemodelan CADManufaktur Screw TurbineFinishingCosting

Berdasarkan pengamatan di lapangan terlihatada potensi air yang dapat dipergunakan untuksistem pembangkit listrik tenaga mikro hidro.Debit air dapat dimanfatkan sebagai penggerakturbin. Turbin air yang digunakan adalah jenisscrew Archimedes (screw turbin). Pada penelitianini proses pemodelan dengan CAD (computerassisted design) dan pembuatan screw turbinuntuk pembangkit listrik tenaga hidro ditujukanuntuk mengetahui aspek keperluan biaya.

3.2 Proses Pemodelan Screw Turbin Pada CADSebelum melakukan proses pembuatan(manufaktur) dari screw turbin, pertamadilakukan pemodelan screw turbin. Dimanapemodelan ini dilakukan untuk menghematbiaya/ongkos produksi dan mencari estimasiputaran tertinggi dari screw turbin. Penelitian inimenggunakan screw turbin dengan jumlahlempeng blade 5 dan 7, seperti terlihat pada G.16.5 lempeng blade memberi [6] jarak antara (pitch)260 mm dengan panjang turbin 1300 mm.Sementara 7 lempeng blade memberi jarakantara (pitch) adalah 185,7 mm dengan panjangturbin 1300 mm. G.17 adalah model 3D untukmasing-masing turbin screw.

Page 6: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

45Hendra, Surbakti

G.16 CAD turbin screw 7 lempeng dan 5lempeng.

G.17 Model 3D turbin screw 7 lempeng dan 5lempeng

4. HASIL dan PEMBAHASAN4.1 Geometri Turbin ScrewDua geometri perancangan screw turbinuntuk PLTMH ditunjukkan G.18. Kemiringansturktur mempertimbang-kan penelitiansebelumnya [1,4,5].

G.18 Model turbin screw untuk PLTMHdengan 7 lempeng dan 5 lempeng

4.2 Manufacturing Screw TurbinUntuk peroses manufaktur akan dilakukantahapan-tahapan seperti pemotongan pelat,penarikan/press pelat yang telah dipotong,pengelasan (join) lempeng blade (pitch) danterakhir peroses pengerolan.

4.2.1 Pemotongan PelatSebelum melakukan peroses pemotong-an,pelat terlebih dahulu diukur dan disesuaikandengan kebutuhan untuk screw turbin, baikuntuk keperluan peodelan CAD maupununtuk hemat biaya. Di sini digunakan pelatpanjang 4.000 mm, lebar 1.300 mm dan tebal

5 mm. G.4 tentang skema ukuran pelat untukpemotongan secara automatis. G.18pemotongan pelat yang memakai mesin lasOxy dan hasilnya. Mesin Oxy bekerja secaraotomotis sehingga memberi hasil lebih baik.

G.18 Pemotongan pelat dengan Oxydan hasil bentuk lingkaran

4.2.2 Proses Penarikan/PressProses penarikan bertujuan untuk menentukanjarak pitch pada lempeng blade atau pitch yangakan digunakan pada screw turbin untukPLTMH. Proses penarikan/press dapatdilakukan dengan dalam hal ini dapatdigunakan berbagi jenis cara menariknyadengan tangan, dongkrak atau dengan mesinjack (press). Di sini proses penarikan/pressdilakukan dengan mesin jack yang bekerjasecara otomatis, lihat G.9. Proses penarikandengan mesin jack memerlukan dudukan untukmemegang lempeng pelat, sehingga penarikanpelat memungkinkan, lihat G.19. Contohlempeng yang telah diarik dengan mesin jackdiberikan pada G.11 dimana pelat yang telahberbentuk blade. Proses penarikan dilakukansebanyak jumlah lempeng yang diperlukansebagai bilah pada screw turbin.

G.19 Dudukan untuk penarikan blade di mesinjack

4.2.3 Proses Pengelasan/JoinBlade-blade yang selesai dibuat di mesin jack,selanjutnya akan dilakukan proses pengelasan/ penjoinan dengan poros. Penyambungansetiap blade dilakukan secara satu per satupada sebuah poros. Proses pengelasandilakukan dengan SMAW atau las busur listrikmenggunakan elektro RD-260. Terak yangdiberikan mudah dilepas atau dikupas, denganhasil yang tipis dan rapih.

Page 7: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

46Hendra, Surbakti

4.2.4 Proses PengerollanProses pengerollan merupakan prosespenekukan pelat datar. Dalam pembuatanscrew tubin pengerollan dilakukan untukmembuat rumah dari screw turbin. Dapatdilihat pada Gambar 4.15 mesin roll.

G.20 Mesin pengerolanMesin pengerolan yang digunakan memiliki

tuas untuk mengatur upper roll secara manual.Pengaturan celah antara upper roll dan lower rolluntuk menentukan radius penekukan pelat. Carakerja mesin, ketika poros utama (upper roll)berputar, pelat akan masuk diantara upper rolldan low roll dan pelat akan ditekuk rear roll.

Mesin roll beputar menggunakan motorsebagai penggerak utamanya. Motordihubungkan dengan roll utama menggunakangear sehingga roll utama (upper roll) akanbergerak. Pada skripsi ini pelat akan ditekukhingga berbentuk lingkaran sebagai rumah dariscrew.

4.3 Estimasi BiayaEstimasi biaya dibuat kepada screw turbin dengan5 lempeng dan 7 lempeng. Estimasi ongkosproses pembuatan screw turbin meliputi tahappembelian material dan tahap pembuatan screwturbin.

4.3.1 Pembelian Bahan/ Material

Dari T.1 diketahui untuk pelat ukuran 120 x 240dengan ketebalan 5 mm dibutuhkan sebanyak 5lembar dengan harga Rp. 1.200.000/lembar,untuk bearing digunakan cam bearing yangberdiameter dalam 100 dan diameter luar 160dengan harga Rp. 500.000/bearing, untuk rangkadibutuhkan 4 batang besi siku dengan ukuran 7cm x 7 cm dengan ketebalan 5 mm dengan hargaperbatang Rp. 800.000 sedangkan batangdigunakan besi hollo dengan diameter dalam 151mm dan berdiameter luar 165,2 mm denganharga satu batang Rp. 1.200.000. Untuk

pembelian bahan pembuatan screw turbin(PLTMH) diperlukan dana sebesar Rp. 7.400.000.

T.1 Estimasi Biaya Untuk Pembelian Bahan/Material

Bahan Jumlah Harga

Pelat ukuran 120 x 240tebal 5 mm

3 Lembar x Rp1.200.000

Rp 3.600.000

Bearing 100 ID x 160 OD(cam bearing)

2 Buah xRp500.000

Rp 1.000.000

Besi siku 70 mm x 70mmtebal 5 mm

1 Batang xRp 800.000

Rp 800.000

Besi hollow 165,2 mm ODx 151 mm ID 7,1 mm

1 Batang Rp 1.200.000

Total Biaya Bahan Rp 7.400.000

4.3.2 Proses PembuatanProses pembuatan (fabrikasi) screw tubin PLTMHbaik untuk 7 lempeng maupun 5 lempengmeliputi tahap pemotongan pelat, penarikan(press), joining lempeng ke poros, balancing,pengerolan, dan pembuatan dudukan ataurangka [7, 8]. Estimasi pembuatn screw turbin dengan 7

lempengDari T.2 dapat diketahui untuk prose pembuatansatu screw turbin yang menggunakan 7 lempengblade diperlukan biaya sebesar Rp. 6.030.000yang mana biaya meliputi proses pemotonganpelat untuk membuat lempeng blade sebesar Rp350.000, untuk pengelasan (join) seluruhlempeng blade screw keporos sebesar Rp.1.500.000, untuk proses penarikan 7 lempengblade sebesar Rp 350.000, pemotongan besi sikuuntuk rangka sebesar Rp 30.000, penyenteranscrew meliputu pembubutan lempeng bladescrew dan melakukan penyenteran dengan caramendongkrak batang poros screw sebesarRp.1.700.000, untuk pmbuatan satu unit rangkasebesar Rp. 1.500.000 dan untuk prosespengerollan rumah screw sebesar Rp 600.000.

Jadi total biaya pembuatan satu unit screwturbin untuk PLTMH yang menggunakan 7lempeng blade, yang meliputi pembelianbahan/material dan proses pembuatandibutuhkan dana sebesar Rp 13.430.000. BiayaRp. 13.430.000 hanya untuk membuat kontruksidari screw turbin.

Page 8: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

47Hendra, Surbakti

T.2 Estimasi Proses Pembuatan screw turbin 7lempeng

Proses Jumlah Biaya

Pemotongan Pelat7 Lempeng x Rp

50.000Rp 350.000

Pengelasan screw Rp 1.500.000

Penarikan /press7 Lempeng x

Rp50.000Rp 350.000

Pemotongan baja siku6 kali Pemotongan

x Rp 5000Rp 30.000

PenyenteranBubut poros

Bubut ScrewRp 1.700.000

Pengelasanrangka

1 unit rangka Rp 1.500.000

PengerolanPengerolan

RangkaRp 600.000

Total Biaya Pembuatan Rp 6.030.000

Estimasi pembuatn screw turbin dengan5 lempeng

T.3 Estimasi Proses Pembuatan screw turbin 5lempeng

Proses Jumlah Biaya

Pemotongan Pelat5 Lempeng x Rp50.000

Rp 250.000

Pengelasan screw Rp 1.250.000

Penarikan /press5 Lempeng xRp50.000

Rp 250.000

Pemotongan baja siku6 kali Pemotonganx Rp 5000

Rp 30.000

PenyenteranBubut porosBubut Screw

Rp 1.500.000

Pengelasanrangka

1 unit rangka Rp 1.500.000

PengerolanPengerolanRangka

Rp 600.000

Total Biaya Pembuatan Rp 5.380.000

Dari tabel diatas dapat dilihat estimasibiaya proses pembuatan screw trubin yangmenggunak 5 blade, dimana prosespemotongang pelat dilakukan sebanyak limakali proses pemotangan yang mana biayaproses pemotongan untuk screw 5 bladesebesar Rp 250.000, untuk pengelasan lempengblade screw ke poros sebesar Rp 1.250.000,proses penarikan 5 lempeng blade Rp 250.000dan untuk proses penyenteran screw Rp1.500.000 sedangkan untuk prosespemotongan besi siku dan pengerolan biayapengerjaannya sama dengan screw yangmenggunakan 7 lempeng blade. Jadi totalproses pembuatan screw yang menggunakan 5lempeng blade sebesar Rp 12.780.000.

Jadi dalam proses pembuatan kontruksi screwturbin pembangkit listrik tenaga micro hidro yangmenggunakan 5 lempeng blade dibutuhkan biaya

sebesar Rp 12.780.000 sedangkan pembuatanscrew turbin yang menggunakan 7 lempeng bladediperlukan biaya sebesar Rp. 13.430.000. Biayatersebut hanya untuk pembuatan kontruksi dariscrew turbin, dan belum termasuk pembelianturbin (generator) atau dinamo.

5. KESIMPULAN5.1KesimpulanSetelah dilakukan pengamatan lapangan untukproses pembuatan screw turbin pembangkitlistrik tenaga micro hidro (PLTMH), diketahuitahapan proses pembuatan screw turbin dimanaproses awal yang dilakukan dengan prosespemotongan pelat sebagai lempeng blade screw,kemudian lempeng – lempeng blade akan ditariksesuai dengan jarak pitch yang diinginkan,setelah didapat jarak pitch yang ditentukan,tahapan brikutnya dilakukan proses pengelasan(penjoinan) lempeng blade pada poros. Setelahseluruh lempeng blade terjoin pada poros, akandilakukan prose balance (penyenteran) screwdengan proses pembubutan. Hal ini dilakukanagar setiap lempeng blade center, sehinggaketika screw diletakkan pada rumah screw,lempeng lempeng blade tidak mengalamigesekan terhadap rumah screw. Untuk rumahscrew akan dilakukan proses pengerollan, dimanapelat datar akan diroll sesuai dengan radius yangditentukan.

Setelah dilakukan estimasi biaya prosespembuatan screw turbin pembangkit listriktenaga micro hidro (PLTMH), maka didapat totalbiaya untuk pembuatan satu unit screw turbinyang menggunakan 7 lempeng blade sebesar Rp13.430.000 dan untuk estimasi biaya pembuatansatu unit screw turbin yang menggunakan 5lempeng blade sebesar Rp 12.780.000. Biayadiatas hanya untuk pembelian bahan/materialdan untuk biaya proses pembuatan (fabrikasi).Dapat disimpulkan beda jumlah lempeng blademempengaruhi biaya pembuatan screw turbin.

5.2 SaranSaran pemilihan jenis material yang akan dipakaiuntuk pembuatan screw turbin (PLTMH), yangsesuai dengan lingkungan screw turbin dipakaisebelum perancangan.

Page 9: FABRICATION ASPECT PRICING OF SCREW TURBINE FOR A …

Rekayasa Mekanika, Vol. 3 No. 2 October 2019

48Hendra, Surbakti

DAFTAR PUSTAKA[1] Havendri A, Hendro L. 2009. Perancangan

Dan Realisasi Model Prototipe Turbin AirType Screw (Archimedean Turbine) UntukPembangkit Listrik Tenaga MikrohidroDengan Head Rendah Di Indonesia. Padang:Fakultas Teknik-Universitas Andalas.

[2] Rorres C. 1998. The Turn of the Screw:Optimal Design of An Archimedes Screw,Journal of Hydraulic Engineering.Philadelphia.

[3] Sugiarto, Yusron. 2012. Modul Dasar ProsesPemotongan Logam. Malang: UniversitasBrawijaya.

[4] Bambang Y, Yul H, Lisdiyanti. 2012. PengaruhDebit Aliran Dan Kemiringan Poros TurbinUlir Pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikro-

Hidro. Kulon Progo: Universitas GadjahMada.

[5] Reza, Ali. Muhammad MS. Yasir S. 2013.Modeling Of Archimedes Turbine For LowHead Hydro Power Plant In Simulink Matlab.Lahore Pakistan: International Journal ofEngineering Research & Technology (IJERT)Vol. 2 Issue 7.

[6] Rohim, Taufik. 2001. Spesifikasi, Metrologi, &Kontrol Kualitas Geometrik. Bandung: Lab.Teknik Produksi Teknik Mesin FTI-ITB.

[7] Wiyono, Teguh. 2010. Sistem Dan CaraPemotongan Plat. Politeknosains vol. ix no.1. Surakarta: Teknik Mesin PoliteknikPratama Mulia Surakarta.

[8] Groover MP. 2007. Fundamentals of ModernManufacturing. NY: Wiley, John & Sons.

====o0o====