PERANCANGAN ALAT PENGANGKAT VALVE CAGE MESIN …

PROFESIENSI, 1(2): 149-159Desember, 2013

ISSN Cetak: 2301-7244

PERANCANGAN ALAT PENGANGKAT VALVE CAGE MESINDIESEL MIRRLESS KV 12 MAJOR YANG ERGONOMIS

(STUDI KASUS DI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESELTANJUNG SENGKUANG, BATAM)

Ya’lam1, Nandar Cundara A2,Abdullah Merjani3

1Program Studi Teknik Industri, Universitas Riau Kepulauan Batam2,3Staf Pengajar Program Studi Teknik Industri, Universitas Riau Kepulauan Batam

Jl. Batu Aji Baru, Batam, Kepulauan Riau

ABSTRAK

Dalam dunia industri, dalam menunjang kelancaran operasional usaha tentunya suatu industritersebut pasti selalu berusaha untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, baik dari segi tenaga kerja atausumber daya manusia, peralatan, mesin maupun biaya. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)Tanjung Sengkuang dalam setiap pemeliharaan mesin diesel khususnya pada saat pengangkatan ValveCage mesin diesel Mirrless KV 12 Major selalu mengalami kesulitan, dimana valve Cage tersebut padasaat pengangkatan, peralatan yang digunakan sangat berat dan cara kerja masih manual yaitu sepertitracker yang diputar dengan kunci pas 46 mm sehingga sangat menguras tenaga para teknisi mesin dieseltersebut.

Adapun tujuan dalam penelitian ini adalah dapat menyelesaikan perancangan alat PengangkatValve Cage Mesin Diesel Mirrless KV 12 Major di Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) TanjungSengkuang Batam yang ukurannya lebih kecil, lebih ringan yang sesuai dengan batas angkat normalpekerja Indonesia, dan lebih ergonomis

Dengan adanya pemikiran yang mengarah pada kejadian diatas timbulah ide untuk membuatperalatan yang dapat mempermudah mengangkat valve cage mesin diesel Mirrless KV 12 MajorPembangkit Listrik Tenaga Diesel Tanjung Sengkuang. Peralatan hasil karya tersebut dapat meringankanpengangkatan valve cage mesin diesel Mirrless KV 12 Major pada Pembangkit Listrik Tenaga DieselTanjung Sengkuang. peralatan hasil rancangan tersebut dimensinya kecil, ringan dan cara kerjanya sangatmudah dan tenaga yang dikeluarkan sangat kecil dan sumber daya yang digunakan lebih sedikit.

Kata kunci: valve cage, ergonomis, perancangan produk

PENDAHULUAN

Salah satu peralatan yangdigunakan untuk menggangkat valve cagetermasuk peralatan yang dibawa dariPropinsi itu juga. Peralatan untukmengangkat Valve Cage yang selama inidigunakan tidak ergonomis dalampenggunaannya, sehingga pemakaimengeluh akan alat tersebut dimanadimensinya, ukuran Panjang 400 mm,Tinggi 400 mm, lebar 300 mm, beratperalatan alat untuk menggangkat valvecage tersebut lebih dari 32 kg karenaterbuat dari besi plat yang tebalnya 20 mmdan kerangkanya besi pelat 30 mm,sehingga untuk memasang alat tersebutharus dengan tenaga 2 orang, mengingatalat tersebut sewaktu digunakan posisi yang

tinggi (2 meter) dari lantai, untukmenaikkan peralatan tersebut satu pekerjadibawah mengangkat dan satu pekerja lagidiatas untuk menyambutnya. Kondisitempat pada saat dipakai alat tersebutdengan kemiringan 30˚ serta kondisi licinkarena adanya percikan minyak pelumasdari mesin tersebut, sehingga bisaterjadinya kecelakan kerja. Kemudian padasaat mengunakan peralatan tersebut sangatmenguras tenaga dimana untukmengangkat Valve cage menggunakankunci pas 36 mm yang masih disambunglagi dengan pipa diameter 2” danpanjangnya sekitar 800 mm, karena apabilahanya dengan kunci pas 36 mm itu sajatidak kuat karena valve Cage tersebutterlalu lengket dengan cylinder headnya

149



LANDASAN TEORIProduk dari tahun ke tahun atau

waktu tertentu selalu mengalamiperkembangan, baik berdasarkan ide daridalam ataupun masukan dari luar karena halini adalah tuntutan kebutuhan konsumen.Untuk mendesain suatu produk baru,terlebih dahulu harus memahami konsepdalam pengembangan suatu produk.

Perancangan produk pada dasarnyamerupakan sebuah langkah strategis untukbisa menghasilkan produk-produk industriyang secara komersial harus mampudicapai, guna menghasilkan lajupengembalian modal (rate of investment).Ukuran sebuah perancangan produk tidakhanya dilihat dari aspek teknis semata,melainkan harus memenuhi kriteria suksesdalam hal nilai tambah ekonomisnya.Analisa dan evaluasi yang didasarkan padametode pendekatan tekno-ekonomi tentusaja diperlukan untuk memberikansemacam jaminan agar sebuah perancanganproduk mampu memenuhi harapan.

Untuk merancang sesuatu terlebihdahulu kita harus mengetahui pemahamankonsep awal mengenai apa yang perludirancang atau perlu dilakukannyaperbaikan terhadap perkembangan suatuproduk, sehingga hasil yang akan diperolehakan maksimal.

METODOLOGI PENELITIANDalam penulisan ini di butuhkan

sejumlah data untuk dapat diolah dan dianalisa secara teoritis yang meliputi :

1. Data primer adalah data yangdiperoleh penulis langsung dari lokasipenelitian, dengan cara melakukanpenglihatan secara fisik kemudianmelakukan pencatatan data yangdibutuhkan, serta mengadakanwawancara langsung kepadasupervisor pemeliharaan, dan managerunit PLTD Tanjung Sengkuang sertadata yang berhubungan denganperancangan produk.

2. Data sekunder yaitu data yangdiperoleh penulis dari catatan-catatanoperasional atau buku- buku yangberkaitan dengan penulisan tugas akhirini diantaranya :- Manual book pemeliharaan mesin

Diesel Mirrless KV 12 Major.- Buku laporan Tim

pemeliharaan PLTD TanjungSengkuang

- Buku laporan operasionalmesin PLTD TanjungSengkuang

HASIL DAN PEMBAHASANPengangkat valve cage adalah

seperangkat alat bantu yang digunakanuntuk membantu mengeluarkan valve cagedari cylinder head, dimana untukmengeluarkan valve cage dari cylinder headdengan tenaga manusia saja sangatlah tidakmungkin, karena bila valve cage tersebuttelah lengket dengan cylinder head akibatkebocoran kompresi dari pembakaran makatenaga untuk mengeluarkan valve cagetersebut bisa mencapai beban yang sangatberat (1ton / bahkan bisa lebih).

Tabel 1 Pengangkat Valve Cage model LamaNama Ukuran

Pengangkat Valve Cage mesin diesel mirrlees kv 12 major

Panjang 400 mmLebar 300 mmTinggi 450 mmBerat 35 kgBahan besi tuang

150



Tabel 2 Keterangan Pengangkat Valve Cage LamaNo Keterangan1

2

3

4 5

6

Mur 36 mm diam yang berfungsi untuk memegang stud bolt agar pada waktu Mur jalan diputar stud bolt tidak ikut berputarStud bolt yang berfungsi untuk pemegang pengangkat bawah dan dudukan atas alat pengangkatMur 36mm jalan, mur ini diputar searah jarum jam sehingga stud bolt akan bergerak keatas dan valve cage akan ikut bergerak ke atasKaki tumpuan alatKomponen pemegang antara stud bolt atas dan pemegang stud bolt bawahStud bolt bawah berfungsi untuk mengikat valve cage dan dihubungkan kekomponen alat pengangkat

Pekerjaan mengangkat danmengangkut jika tidak dilakukan denganbenar dan hati-hati dapat menyebabkanterjadinya kecelakaan kerja maupunpenyakit akibat kerja. Oleh sebab itu makateknik mengangkat dan mengangkut yangbenar serta alat mengangkat danmengangkut yang ergonomis sangatdiperlukan untuk mewujudkan efektivitasdan efisiensi kerja.

Kegiatan mengangkat danmengangkut dipengaruhi oleh beberapa halyaitu :

1. Beban yang diperkenankan, jarakangkut dan intensitas pembebanan.

2. Kondisi lingkungan kerja yaitukeadaan medan yang licin, kasar, naikturun, dan lain-lain.

3. Ketrampilan bekerja.4. Peralatan kerja.5. Ukuran beban yang akan diangkut.6. Metode mengangkut yang benar.

Disamping itu, jenis kelaminseseorang juga dapat mempengaruhikegiatan mengangkat dan mengangkut.Cara mengangkat dan mengangkut yangbaik harus memenuhi 2 prinsip kinetis,yaitu :1. Beban diusahakan menekan pada otot

tungkai yang kuat dan sebanyakmungkin otot tulang yang lemahdibebaskan dari pembebanan.

2. Momentum gerak badan dimanfaatkanuntuk mengawali gerakan.

Untuk menerapkan kedua prinsipkinetis itu setiap kegiatan mengangkat danmengangkut harus dilakukan sebagaiberikut :

1. Pegangan harus tepat, memegangdiusahakan dengan tangan penuh danmemegang dengan hanya beberapa jaridapat menyebabkan ketegangan statislokal pada jari tersebut harusdihindarkan.

2. Lengan harus sedekat-dekatnya padabadan dan dalam posisi lurus. Fleksipada lengan untuk mengangkut danmengangkat menyebabkan keteganganotot statis yang melelahkan.

3. Punggung harus diluruskan.4. Dagu ditarik segera setelah kepala bisa

ditegakkan lagi seperti padapermulaan gerakan. Dengan posisikepala dan dagu yang tepat, seluruhtulang belakang diluruskan.

5. Posisi kaki dibuat sedemikian rupasehingga mampu untuk mengimbangimomentum yang terjadi dalam posisimengangkat. Satu kaki ditempatkan kearah jurusan gerakan yang dituju, kakikedua ditempatkan sedemikian rupasehingga membantu mendorong tubuhpada gerakan pertama.

6. Berat badan dimanfaatkan untukmenarik dan mendorong, serta gayauntuk gerakan dan perimbangan.

7. Beban diusahakan berada sedekatmungkin terhadap garis vertikal yangmelalui pusat gravitasi tubuh.

Penyebab Perancangan alatPenyebab perancangan alat

pengangkat yang baru karena faktor tidakergonomis dapat dilihat pada :1. Penyelidikan tentang tampilan

(display)

151



Pada tampilan alat yang lama terlalubesar, maka pemakai berfikir bahwaalat tersebut terlalu berat sehinggapemakai kurang bersemangat dalampekerjaan

2. Penyelidikan tentang kekuatan fisikmanusia (fisiologi)Karena kekuatan fisik manusiamempunyai batasan-batasan dalampengangkatan beban, alat pengangkatyang lama dengan berat 35 Kg jikadiangkat dengan satu orang dapatmenyebabkan sakit pada tulangbelakang sehingga dapat menyebabkankesalahan pada pekerjaan.

3. Penyelidikan tentang ukuran tempatkerja (antropometri)Ukuran tempat kerja pada mesintersebut mempunyai ketinggian kuranglebih 2 Meter dari lantai, serta padadinding atas cylinder head basahkarena terkena percikan oli daricylinder head tersebut yangmengakibatkan licin sehingga padasaat menggunakan alat tersebut haruslebih berhati-hati.

4. Penyelidikan tentang lingkungan kerjaLingkungan pada saat pekerjaanpengangkatan dimesin tersebut agaklicin, karena adanya percikan oli padapembuangan yang melewati valvecage tersebut.

Dari faktor yang lainnya :a. Alat pengangkat yang lama dari segi

ukuran terlalu besar serta mempunyai

berat 35 Kg, sehingga pada saatpengangkutan dari bengkel keproduksi harus dilakukan oleh 2sampai 3 orang, sementara batasangkat aman pada pekerja Indonesiahanya 18 Kg .

b. Dalam segi penggunaan tidakergonomis memerlukan tenaga yanglebih kuat sehingga sangat mengurastenaga si pekerja.

c. Dalam segi waktu penggunaan saatmengangkat valve cage membutuhkanwaktu yang sangat lama rata-rata 48menit sehingga tidak efisien.

d. Dudukan kaki alat hanya bertumpupada cylinder head dan tidak kuatsering goyang sehingga pemakai tidaknyaman dalam menggunakannya.

Menentukan Ukuran Alat Perancangan1. Menentukan ukuran komponen 1

(kaki)a. Pengukuran pada stud bolt yang

ada pada cylinder head yaitudiameter ulir M24 tinggi ulir 70mm, jarak antara stud bolt satudengan yang lainnya 124 mmsebanyak 4 stud bolt.

b. Diameter kaki kurang lebih OD 38mm

c. Tinggi kaki 85 mmd. Diameter slot untuk base plate OD

15 mme. Kedalaman slot 15 mm

Gambar 1 Komponen 1 (Kaki) pandanganatas

Gambar 2 Komponen 1 (Kaki) pandangandepan

152



2. Menentukan ukuran komponen 2 (baseplate bawah)a. Pengukuran jarak stud bolt satu

dengan yang lain pada cylinderhead diatas 124 mm x 4 buahdengan diameter OD M24 makaukuran base plate dibuat denganpanjang 170 mm persegi denganketebalan 20 mm.

b. Pengukuran pada valve cagemempunyai 4 lubang dengan

kedalaman 20 mm sertamempunyai ulir M12 yangdigunakan untuk mengikan danmengangkat valve cage.

c. Jarak antara lubang yaitu 65 mmdan 106 mm.

d. Dan untuk lubang centernyadiberikan lubang dengan diameterOD 24 mm untuk dudukan /tumpuan pada komponen penumpu.

Gambar 3 Komponen 2 (Base Plate Bawah) pandangan atas

Gambar 4 Komponen 2 (Base Plate Bawah)pandangan depan

Gambar 5 Komponen 2 (Base Plate Bawah)pandangan samping kanan

3. Komponen 3 (penumpu)Untuk komponen penumpu ini berfungsi untuk tumpuan stud bolt serta tumpuan pompa

hidrolik dengan diameter luar OD 78 mm dengan tebal 20 mm, maka diameter dalam OD 71mm dengan kedalaman 15 mm, dan diberikan lubang dengan radius R 20, dan slot untuktumpuan pada base plate bawah dengan diameter OD 23 mm dengan ketebalan 15 mm.

Gambar 6 Komponen 3 (Tumpuan stud bolt)pandangan atas

Gambar 7 Komponen 3 (Tumpuan stud bolt)pandangan samping

4. Komponen 4 (base plate atas)Sebelumnya valve cage sudah diukur pada komponen 2 diatas, maka pengukuran

panjang dan lebar base plate 155 x 115mm persegi dan jarak antara ke 4 lubang 106 mm dan 65

153



mm serta lubang center (tengah) dengan diameter OD 24 mmuntuk kedudukan nut denganukuran 36 mm dan M20 serta diberikan slot untuk kedudukan tabung hidrolik.

Gambar 8 Komponen 4 (Base Plate Atas) pandangan atas

Gambar 9 Komponen 4 (Base Plate Atas)pandangan depan

Gambar 10 Komponen 4 (Base Plate Atas)pandangan samping kanan

5. Komponen 5 (stud bolt M12)Stud bolt yang digunakan ada 4 buah dengan ukuran diameter M20 dengan panjang 50 mm

Gambar 11 Komponen 5 (stud bolt M12)

6. Komponen 6 (stud bolt M20)Stud bolt ini hanya satu buah dengan ukuran M20 dengan panjang 500 mm.

Gambar 12 Komponen 6 (stud bolt M20)Keterangan : Satuan pengukuran adalah mm (mili meter)

Analisa Hasil Penelitian Perbandingan Alat

Perbandingan peralatan antara peralatan yang lama dengan hasil rancangan penulis.

154



Gambar 13 Pengangkat valve cage yang lama yang bekerja secara manual

Gambar 14 Pengangkat valve cage hasilPerancangan dengan kerja secara manual

Gambar 15 Pengangkat valve cage hasilpenelitian dengan kerja secara manual (panah

menunjukkan valve terangkat)

Gambar 16 Pengangkat valve cage digunakan dengan bantuan hydraulic jack (panahmenunjukkan valve terangkat)

Pengujian AlatPengujian dengan peralatan manual

155



Pada tanggal 12 April 2012 mesin diesel mirrlees kv 12 major unit 1 PLTD TanjungSengkuang mengalami pemeliharaan. Pada saat itu untuk mengangkat valve cage masihmenggunakan peralatan yang lama. Dengan menggunakan peralatan yang ada pada saat ituuntuk dapat mengangkat valve cage sebanyak 48 buah yang dikerjakan oleh 2 tenaga kerjadidapatkan data sebagai berikut :

Tabel 2 Pengangkatan Valve Cage mesin diesel Mirrless KV 12 major (alat lama)Tanggal 12 April 2012 Unit I PLTD Tanjung Sengkuang

NOCYLINDER

POSISI WAKTU(menit)

KETERANGAN

1A

2A

3A

4A

5A

6A

RHLHRHLHRHLHRHLHRHLHRHLH

454060904545506030254545

TerangkatTerangkatRusak ulirRusak ulirTerangkatTerangkatTerangkatRusak ulirTerangkatTerangkatTerangkatTerangkat

Dibawah grafik alat lama pada unit I PLTD Tanjung Sengkuang

Gambar 17 Alat lama tanggal 12 April 2012 Unit I PLTD Tanjung Sengkuang

Tabel 3 Pengangkatan Valve Cage mesin diesel Mirrless KV 12 Major (alat baru)Tanggal 3 Mei 2012 Unit I PLTD Tanjung Sengkuang

NOCYLINDER

POSISI BESAR BEBANPENGANGKATAN (PSI)

WAKTU(MENIT)

KETERANGAN

156



1A

2A

3A

4A

5A

6A

RHLHRHLHRHLHRHLHRHLHRHLH

440445450435470470420460475465455455

313232313434303334333333

TerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkatTerangkat

Gambar 18 Alat baru diuji tanggal 3 Mei 2012

Hasil PengujianDari hasil pengujian alat

perancangan dengan bantuan hidrolik jackdidapatkan data sebagai berikut :

1. Tenaga kerja yang digunakan 1orang

2. Beban yang paling berat untukmengangkat valve cage mesindiesel unit I PLTD TanjungSengkuang adalah 670 psi atau 48menit pada cylinder 5B pada sisikanan ,kiri dan ulir valve cagerusak

3. Beban yang paling kecil untukmengangkat valve cage mesindiesel unit I PLTD TanjungSengkuang adalah 420 psi atau 30menit pada cylinder 4A pada sisikanan dan 6B sebelah kanan

4. Beban yang paling berat untukmengangkat valve cage mesindiesel unit II PLTD Tanjung

Sengkuang adalah 670 psi atau 20menit pada cylinder 5B pada sisikiri ulir valve cage rusak

5. Beban yang paling kecil untukmengangkat valve cage mesindiesel unit I PLTD TanjungSengkuang adalah 420 psi 30menit pada cylinder 4A pada sisikanan dan 4B sebelah kanan dan6B sebelah kiri

6. Stud bold M12 mengalamipemanjangan 4 mm dan tidakterjadi patah, yang digunakan untukmengangkat Valve Cage sebanyak48 pcs.

7. Waktu yang digunakan untukmengangkat valve cage mesindiesel mirrlees kv 12 major untukmesin 1 dan mesin 2 rata-rataadalah 35 menit

Berikut ini merupakan tabel efisiensi antaraperalatan lama dan baru

Tabel 4 Perbandingan efisiensi antara peralatan lama dengan peralatan baru hasil perancangansebagai berikut :

157



No Uraian Peralatan lama Peralatan baru

123

45

Tampilan peralatanTenaga kerja Waktu penggunaan

KerusakanUkuran PeralatanTinggiPanjangLebarBeratKaki

Besar2 atau 3 orangrata-rata 48 menit /Valve cage5 Stud Bolt (dua tabel)

450 mm400 mm300 mm35 KgTidak ada dudukan

Kecil1 orangrata-rata 35 menit /Valve cage5 Stud Bolt (empat tabel)

350 mm170 mm 170 mm10 KgAda dudukan

Analisa Resikoa. Analisa resiko penggunaan pengangkat

valve cage dari hasil penelitian adalahsebagai berikut :1. Stud bolt M12 bisa memanjang

bahkan bisa patah apabila valvecage mesin diesel Mirrless KV 12major tersebut terlalu lengketpada cylinder head akibat adanyakebocoran dari kompresi padaruang bakar

2. Ulir 4 buah pada Valve cage bisaaus atau rusak

b. Pengendalian Pengendalian untuk menanggulangiresiko diatas yaitu :1. Apa bila stud bolt M12

mengalami pemanjangan ataupatah, dapat diganti dengandengan stud bolt yang baru akantetapi kualitasnya yang lebihbagus .

2. Apabila ulir valve cagemengalami rusak atau aus makalangkah selanjutnya adalahmelepas cylinder head dan untukmelepas valve cage tersebut harusdigunakan hihrolik yang lebihbesar kapasitasnya.

KESIMPULANBerdasarkan hasil pengumpulan

dan pengolahan data, setelah dilakukanperancangan dan pembuatan alat makadiperoleh perbandingan data sebagaiberikut :1 Hasil perancangan pengangkat valve

cage mesin diesel Mirrless KV 12 Majorpembangkit Listrik Tenaga Diesel PLTDTanjung Sengkuang dapat menghasilkan

peralatan yang ukurannya lebih kecildan beratnya lebih kurang 10 Kgsehingga lebih aman dalampengoperasionalnya. Dan denganperbandingan alat lama panjang 400mm, Lebar 300 mm, tinggi 450 mm, alatbaru panjang 170 mm, lebar 170 mmdan tinggi 350 mm.

2 Dengan menggunakan peralatan hasilperancangan, pengangkatan valve mesindiesel Mirrless KV 12 Major padaPembangkit Listrik Tenaga Diesel(PLTD) Tanjung Sengkuang denganperbandingan dua puluh lima persen(25%) dengan alat yang lama serta lebihmudah, ringan dan lebih efisien dalampengerjaannya. Dengan perbandinganalat lama 35 Kg, alat baru 10 Kg.

3 Dengan menggunakan peralatan hasilperancangan, pengangkatan valve mesindiesel Mirrless KV 12 Major dapatdikerjakan hanya dengan 1 tenaga kerja.

4 Dari segi keamanan alat perancanganlebih ergonomis karena pada kakilangsung dipasangkan pada stud boltyang ada di cylinder head.

5 Berat alat pengangkat yang baru sudahsesuai dibawah batas angkat normalpekerja Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA Assauri, S.1985, “Manajemen Produksi

dan Operasi”, Lembaga Pemerintah,Jakarta.

Dokumentasi PLTD Tanjung SengkuangISO/IEC Guide17025:2005 dan Vocabulary ofInternational Metrology (VIM)Mirrless blackstone (S E Asia )PTE..LTD

158



Faried Pradhana 8 Mei 2012, “SistemProduksi”, Operation Process Chart(OPC), Assembly Process Chart(APC), dan Bill Of Material (BOM)

G Takeshi Sato, N. Sugiarto Hartono 2003Menggambar Mesin Menurut standart

iso Cet. 10- Jakarta.PratyaParamita

Manual book Diesel Engine Mirlless KV 12MAJOR

Sutalaksana, I. Z. 1979, ”Teknik Tata CaraKerja”, Jurusan Teknik Industri,InstitutTeknologi Bandung Press,Bandung. Tim Assisten CAD/CAM,2007, Buku panduan praktikumCAD/CAM,

Ulrich-Eppinger dan Glen L. Urban,“Pendahuluan PengembanganProduk”. Tahun 2004

Ulrich dan Eppingger “prosespengembangan produk”. Tahun 2004

Wignjosoebroto, S. 1995, ”PengantarTeknik Industri”, PT Guna Widya,Jakarta

Zuhal. 2000. Dasar Gambar Teknik. PTGramedia. Jakarta.

159

http://fariedpradhana.wordpress.com/2012/05/08/operation-process-chart-opc-assembly-process-chart-apc-dan-bill-of-material-bom/

http://fariedpradhana.wordpress.com/2012/05/08/operation-process-chart-opc-assembly-process-chart-apc-dan-bill-of-material-bom/

Documents

PERANCANGAN ALAT PENGANGKAT VALVE CAGE MESIN …