Peningkatan Unjuk Kerja Desain Flexible Shield untuk Pompa Sabun Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga

Abstract

The flexible shield is a part of the pump system that dispenses soap-product. The function of the flexible shield is to protect the soap pump from intruding water. Investigation on performance of the current design flexible shield found that the current design of the flexible shield has not succeeded yet because there are no enough vertical reaction force in the upper part of the flexible shield after the deformation 9 mm to return to its rest position by itself (the requirement is 10 mm deformation). In the real experiment, the product must contain enough vertical reaction force on the upper part area of the flexible shield to return to its rest position independently. At that situation, there is no minimum turning point in the force against displacement graph. In the Ansys simulation, this condition is illustrated by the same graph force against displacement as the real experiment. To eliminate the locking mechanism during the deformation, the discontinuity should not exist, which means there should be no minimum turning point in the force against displacement graph. The combination of material and geometry are two very influencing factors to the performance of new design flexible shield. From the analysis using Finite Element Method, it is discovered that the displacement position of the minimum turning point in the force against displacement graph of the new design concept is bigger than the current design, which matches our requirement. The force-displacement relationship graphs the minimum turning point position (11 mm displacement). Abstract in Bahasa Indonesia : Flexible shield adalah bagian sistem pompa untuk mengeluarkan suatu produk sabun cair, disamping itu flexible shield juga berfungsi untuk memproteksi pompa sabun dari kemasukan air. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa desain flexible shield yang ada saat ini belum sepenuhnya berhasil. Hal ini disebabkan gaya reaksi vertikal pada flexible shield yang terjadi belum cukup untuk mengembalikan flexible shield ke posisi semula dengan sendirinya setelah mencapai deformasi 9 mm. Sedangkan kebutuhan desain flexible shield adalah dapat kembali keposisi semula dengan sendirinya setelah mencapai deformasi 10 mm. Pada percobaan sesungguhnya, agar flexible shield dapat kembali ke posisi semula, keadaan tersebut digambarkan dengan tidak adanya nilai minimum turning point pada grafik gaya sebagai fungsi perpindahan (force against displacement graph). Pada simulasi dengan menggunakan metode elemen hingga (ANSYS 5.7), kondisi tersebut diilustrasikan dengan grafik gaya sebagai fungsi perpindahan, sama seperti pada percobaan sesungguhnya. Minimum turning point pada force against displacement graph ini menggambarkan mekanisme penguncian yang menyebabkan flexible shield tidak dapat kembali ke posisi semula setelah terjadinya deformasi 9 mm. Untuk meniadakan pengaruh mekanisme penguncian selama proses deformasi, maka pada force against displacement graph haruslah tidak terdapat minimum turning point. Kombinasi material dan geometri adalah dua faktor yang sangat berpengaruh pada performansi desain flexible shield yang baru. Dengan menggunakan analisa dari Metode Elemen Hingga, dapat diketahui force against displacement graph dari setiap desain baru yang akan dibuat, sehingga dapat diketahui performansi dari setiap desain yang ada. Pada akhirnya desain baru dapat diketahui unjuk kerjanya dengan posisi minimum turning point 11 mm (melebihi dengan kebutuhan desain yang ditentukan). Kata kunci : flexible shield, metode elemen hingga, minimum turning point, grafik gaya sebagai fungsi perpindahan.