PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT BANTU CEKAM PADA MESIN SEKRAP UNTUK MENGERJAKAN PROSES FREIS

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT BANTU CEKAM PADA MESIN SEKRAP UNTUK MENGERJAKAN PROSES FREIS Muhammad Yanis, Hasian Leonardo Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya Jalan Raya Prabumulih km 3 Indralaya (3066) Ogan Ilir Sumatera Selatan Abstrak Dalam dunia industri, proses pemesinan dengaenggunakaesierkakas merupakaroses yang paling banyak digunakan. Khususnya dalam membuat komponen-komponeesin, hal ini disebabkan karena mesierkakas mampu membentuk produk yang lebih teliti serta lebih tepat. Hampir semua produk dapat dibentuk dengaenggunakaesierkakas.mesierkakas dibedakan tidak hanya dalam jumlah mata potong yang digunakan, tetapi juga dalam cara penggerakaerkakas dan benda kerja dalam hubungannya satu sama lain. Namun dengan memodifikasi atau menambah alat pada suatu jenis mesierkakas (Jig dan Fixture), maka mesin perkakas tersebut dapat ditingkatkan kemampuan kerjanya seperti yang akan dilakukan dalam penelitian ini, yaitu membuat alat bantu tambahaada mesin sekrap (shaping) sehingga mesin sekrap dapat juga melakukaroses freis. Proses yang dapat dilakukan adalah proses freis vertikal,dengan spesifikasi pengerjaan untuk membuat alur (misal alur pasak),membuat lubang,membuat slot T, dan freis rata. Kata kunci: Proses pemesinan, alat bantu, mesin freis, modifikasi 1.1. Latar Belakang 1. PENDAHULUAN Dalam dunia industri, proses pemesinan dengan menggunakaesierkakas merupakaroses yang paling banyak digunakan. Khususnya dalam membuat komponen-komponeesin, hal ini disebabkan karena mesierkakas mampu membentuk produk yang lebih teliti serta lebih tepat. Hampir semua produk dapat dibentuk dengan menggunakaesierkakas. I.. Batasan Masalah Untuk meningkatkan kerja serta fungsi dari mesin sekrap, sehingga selain dapat mengerjakan bendabenda rata, juga mampu membentuk benda kerja dengaelakukan kerja permukaan. Dimana akan dibuat alat bantu pada mesin sekrap yang berfungsi dapat megerjakaroses freis. Proses freis yang dapat dikerjakan adalah jenis freis vertikal. TINJAUAN PUSTAKA.1. Tinjauan Umum Mesin Perkakas Mesierkakas merupakan induk dari segala mesin, dengan arti bahwa untuk dapat menghasilkaesin lain dibutuhkan atau digunakaesierkakas sebagai pembentuk komponennya. Karena itulah, sangat wajar kalau pengembangaesierkakas begitu pesat..1.. Mesin Freis Mesin Milling adalah mesin yang paling mampu melakukan banyak tugas dari segala mesierkakas. Permukaan yang datar maupun berlekuk dapat dimesin dengaenyelesaian dan ketelitian khusus. Pemotong sudut, celah, roda gigi,dan ceruk dapat dapat digunakan dengaenggunakan berbagai pemotong. Pahat gurdi, peluas lubang, dan bor dapat dipegang dalam soket arbor dengaelepaskan pemotong dan arbor... Elemen Elemen Dasar Proses Freis Kecepataotong [3]: d n π d n V = 1000 (m/min ) = Diameter luar = Putaraoros utama Gerak makaergigi [3]: f z = v f / (zn) (mm/(gigi)) v f= Kecepataakan Waktu pemotongan [3]: T c = l t / v f (min) JURNAL REKAYASA MESIN Vol. 15 No. 1 Februari

2 l t v f = Panjang langkah pemotongan = Kecepataakan (mm/min) Kecepataenghasilaeram [3]: Z = V f AW 1000 (cm3 /min) A = Kedalamaotong (mm) W = lebar pemotongan benda kerja (mm).3. Elemen Elemen Dasar Proses Gurdi Kecepataotong [3]: V = π d n ( m ) 1000 menit d = Diameter luar n = Putaraoros utama Gerak makaermata potong [3]: f z v f / (nz) : z = : mm / (r) f z = Gerak makaergigi v f = Kecepataakan Waktu pemotongan : t c = l t / v f (min) [3]: l t = Panjang langkah pemotongan v f = Kecepataakan (mm/min).4 Perencanaan Komponen Alat Yang Dibuat.4.1. Puli Puli adalah suatu peralataesin yang berfungsi untuk meneruskautaran dari motor penggerak kebagian yang lain yang akan digerakkan, mengatur kecepatan atau dapat mempercepat dan memperlambat putaran keluaran yang diperlukan dengan cara mengatur diameternya. Puli biasanya dipasang pada sebuah poros, puli tidak dapat bekerja sendiri maka itu dibutuhkaula sebuah sabuk sebagai penerus putaran dari motor. Dalam penggunaauli harus mengetahui berapa besar putaran yang akan digunakan serta dengan menerapkan diameter dari salah satu puli yang kita gunakan, dalam hal ini dapat digunakan rumus [1]: n 1 n = d 1 d n 1 = Putaraoros motor (rpm) n = Putaraoros yang digerakkan (rpm) d 1 = Diameter puli II pada poros yang digerakkan (mm) d = Diameter puli I pada poros yang penggerak (mm) II.4. Sabuk (belt) Sabuk adalah suatu peralataesin yang digunakan untuk meneruskan daya dari pully I ke puli II (sebagai transmisi), sabuk digunakan sebagai transmisi karena jarak antara dua buah poros tidak memungkinkan untuk menggunakan transmisi langsung dari roda gigi. Ukuraenampang sabuk seperti gambar 1. Gambar 1: Ukuraenampang sabuk V Kecepatan Keliling sabuk [1]: v = dp Ni n 1 60x1000 (mm/det) = diameter pulli penggerak (mm) = kecepataulli penggerak (rpm) Cara Menghitung Panjang Sabuk (gambar ) dengan menggunakan rumus []: L Sin D D d C C C ( D d ) d 1 D d Sin C Gambar : Perhitungaanjang keliling sabuk S 18 Perancangan Dan Pembuatan Alat Bantu Cekam Pada Mesin Sekrap Untuk Mengerjakan Proses Freis

3 L p = C + 1,57 (D+d) + ( D d) 4C C = Jarak sumbu D 1 = Diameter puncak dari puli yang besar D = Diameter puncak dari pulli yang kecil.4.3 Bantalan Dalam perencanaaesin freis (milling) menggunakan bantalan luncur, karena pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dengan bantalan karena permukaaoros ditumpuh oleh permukaan bantalan dengan dengaerantara lapisaelumasan. Besar bebaada bantalan dihitung dengan rumus [1]: P o = X of r + Y of a P oa = Fa +,3 Fr tan α P o = Beban radial ekivalen (kg) P oa = beban aksial ekivalen (kg) F r = beban radial (kg) = Beban aksial (kg) F a.4.4. Pasak Pasak adalah suatu elemeesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagiaesin seperti roda gigi, sprocket, pully, kopling dan lain-laiada poros. Dalam rancang banguesin freis ini pasak berfungsi untuk menetapkaully pada poros penggerak, pemegang mata pahat pada poros penggerak. (Gambar 3) Tegangan Geser yang Diizinkan [1]: τ ka F (b.l 1 ) (kg/mm ) F = Gaya (kg) b = lebar pasak (mm) l 1 = Panjang pasak (mm) PERENCANAAN KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA ALAT BANTU CEKAM Alat bantu cekam atau alat tambahan yang akan dibuat,digunakan untuk pembuatan benda kerja yang membutuhkaengerjaaroses freis. Jenis proses yang dilakukan adalah proses freis vertikal. Pahat yang dapat digunakan dapat berupa pahat freis perataan, freis ujung (enill) daahat gurdi, sumber daya didapat dari motor listrik yang ditransmisikan oleh sistem belt. Bentuk dan konstruksi dari alat tambahan yang akan dibuat seperti gambar dibawah ini. Dimensi dan bentuknya didasarkan ruang gerak meja daencekam pahat mesin sekrap. Spindel atau poros pencekam pahat freis dan rumah motor dilekatkaada dudukan rumah pahat mesin sekrap Perhitungan komponen utama Langkah awal perhitungan dilakukan dengan direncanakan bahwa motor listrik yang akan digunakan adalah motor listrik 1 Kw 746w dengan putaran 000 rpm. Perhitungan dimulai dari sistem pulli,poros utama, bantalan, ulir daasak. 1. Perencanaan sistem sabuk Berdasarkan sabuk yang ada dipasaran,maka sebagai dasar perhitungan Digunakan sabuk V tipe A-7 (bando belt). Jenis puli diambil jenis 3 tingkat, kecepatan dengan diameter masing-masing ø 48, ø 70 dm, ø 90mm. (Lihat gambar 4) Gambar 3: Gaya geser pada pasak Gaya tangensial pada permukaaoros [1]: T F = d s (kg) d s = Diameter poros (mm) T = Momen (kg.mm) Ø90 Ø70 Ø 48 Gambar 4. Ukuran dan bentuk dari puli Dan sabuk yang digunakan JURNAL REKAYASA MESIN Vol. 15 No. 1 Februari

4 a) Putaran untuk masing-masing tingkat putaran (puli penggerak) Putaran 1: n 1 = d = 49 n 1 9 n 1 = rpm Putaran : n = d 000 = 70 n 9 n = 57 rpm Putaran 3: n 3 = d n 3 = 90 9 n 3 = 00 rpm b) Putaran untuk masing-masing tingkat kecepatan untuk puli yang digerakkan : Putaran 1 : = = 00 rpm Putaran : = = 57 rpm Putaran 3: = = rpm c) Tegangan sabuk yang terjadi Perhitungan dilakukan untuk kondisi gaya maksimum yang terjadi yaitu pada kecepatauli penggerak : V= π.d.n 60 = Tegangan sabuk : P = (T 1 T ) v 746 = 5,03 (T 1 T ) T 1 T =148,31 N T 1 = T e fø π.(0,048 ) = 5,03 m/det T 1, T = Tegangan. sabuk pada sisi kencang dan sisi kendor f = Koefisieesek (= 0,5) Ø = Sudut kontak, dengan jarak antara pusat poros 00 mm = π sin -1 ( D d c ) = sin -1 ( ) = 167,95 0 =,93 rad 4. Pembuatan Alat Bantu Dan Perhitungan Ongkos 4.1. Proses pembuatan Untuk membuat alat secara keseluruhan, maka di butuhkan beberapa komponen seperti gambar 5. Gambar 5: Alat Bantu Cekam yang telah selesai dirancang 4.. Biaya Pembuataoros digerakkan Bahan baku dari poros ini adalah baja lunak. Dengaanjang poros = 50 mm dengan diameter = 3,5 mm. (Lihat gambar 6) 0 Perancangan Dan Pembuatan Alat Bantu Cekam Pada Mesin Sekrap Untuk Mengerjakan Proses Freis

5 Gambar 6: Poros digerakkan a. Proses yang dilakukan untuk pemesinan bagian ini adalah proses bubut Biaya pemesinaada proses ini adalah: C m = c m. t m Besar total biaya pemesinan adalah: Cm = cm. tm rp/produk Harga daya listrik per kwh= Rp.500,- maka dengan daya nominal dari mesin sebesar 8 kwh dengan efesiensi beban 60% serta aktivitas pemesinan ratarata 40% maka ongkos daya permenit adalah: Ongkos daya permenit: C mesin = 8 x 0,6 x 0,4 x 500 /60 = 16 rp/menit Sedangkaendapatan seorang operator bila rp ,- perbulan, maka Ongkos operator pertahun (C operator) = 1 x p Kesimpulan = rp/tahun = (rp/menit) 5. KESIMPULAN DAN SARAN Adapun kesimpulan dari perancangan ini adalah : 1. Alat bantu cekam pada mesin sekrap ini mampu mengerjakaroses freis.. Alat bantu cekam pada mesin sekrap ini dapat melakukaroses freis untuk membuat beberapa macam proses, diantaranya membuat alur dan membuat lubang. 3. Alat bantu cekam pada mesin sekrap ini tidak dapat melakukaroses kerja utuk ukuran meterial yang besar. 5.. Saran Berdasarkaengujian dan hasil yang didapatkan dari perancangaesin freis ini, maka penulis dapat memberikan saran sebagai berikut: 1. Dalam proses pengerjaaerhatikaosisi alat bantu tersebut, apakah sudah tepat pada posisi.. Lepaskan kembali alat bantu cekam tersebut apabila telah selesai digunakan. DAFTAR PUSTAKA [1] Shigley, Joseph E,. Larry D Mithell, Ganghi Harahap, Ir. M.Eng, Perencanaan Teknik Mesin (Terjemahan). Penerbit Erlangga, Jakarta, [] Sularso dan Kyokat Suga, Dasar Dasar Perancangan Pemilihan Elemen Mesin Cet -7, Pradnya Paramita, Jakarta, [3] Syamsir A. Muis, Dasar-dasar Perancangan Perkakas dan Mesin mesin Perkakas, Rajawali Pers, Jakarta,1990. [4] Rochim, Taufiq, Proses Pemesinan, Development Education Higher Project Support, Jakarta, JURNAL REKAYASA MESIN Vol. 15 No. 1 Februari 015 1