ANALISA GAYA DAN KEKUATAN RANGKA MESIN BUBUT KAYU PADA INDUSTRI PEMBUATAN STICK BILLYARD

Transkripsi

1 ANASA GAYA DAN KEKUATAN ANGKA. (A. Walujodjati) ANASA GAYA DAN KEKUATAN ANGKA ESN UUT KAYU PADA NDUST PEUATAN STCK YAD A. Walujodjati *) dan Purnomo **) Abstrak esin bubut kayu merupakan sebuah mesin yang ukup sederhana. agian -bagiannya yang paling utama adalah kepala tetap, kepala lepas, penahan - penahan dan unit tenaga penggerak. Dalam melakukan pembubutan diperlukan senter yang dipasangkan pada kepala lepas yang berguna untuk menyangga benda kerja yang panjang pada waktu pembubutan berlangsung. Analisa gaya dan kekuatan bahan dalam perenanaan mesin bubut kayu ini adalah bersifat pemeriksaan kekuatan dari bahan - bahan yang dipilih, dengan kajian kekuatan terhadap patah statis.yang terdiri dari analisa kekuatan ed, analisa kekuatan pendukung motor, analisa kekuatan penumpu dudukan motor belakang dan penumpu dudukan motor depan. Hasil dari analisa kekuatan menunjukkan bahwa tegangan yang terjadi masih dibawah tegangan ijin sehinggamesin bubut kayu aman untuk dipakai. Kata kuni : analisa gaya, kekuatan, tegangan, mesin bubut kayu Pendahuluan ndustri keil pembuatan stik billyar pada umumnya menggunakan mesin bubut kayu sebagai alat bantu pembuatannya. Keuntungan dari penggunaan mesin bubut kayu ini adalah memperepat proses produksi dibandingkan dengan pembuatan dengan menggunakan tangan (diamplas), sehingga hasil produksi menjadi lebih banyak dari pada pembuatan manual, karena industri keil ini kewalahan dalam memenuhi pesanan stik billyard baik dari pasar domestik maupun pasar mana negara. esin bubut kayu inilah yang akan dianalisa kekuatan gaya dan rangka apakah aman dipakai atau tidak. esin bubut kayu merupakan sebuah mesin yang ukup sederhana, bagian -bagiannya yang paling utama adalah kepala tetap, kepala lepas, penahan - penahan dan unit tenaga penggerak. Pada mesin bubut yang terlihat bagian - bagian strukturalnya dibuat dari besi, diranang sedemikian rupa menjadi sebuah mesin yang kokoh. entuk mesin ini memberikan keleluasaan kepada si pembubut untuk mengerjakan dengan baik benda - benda yang dihadapinya. Gambar 1. esin ubut Kayu Keterangan : 1. Penekal. antalan ball bearing. Puli pada kepala tetap 4. Sabuk (belt) 5. ur pengaman 6. Kepala tetap 7. Flens. Pendukung pahat 9. ase 10.aut penguni base 11. andasan (bed) 1. Senter spindel kepala lepas *) Jurusan Teknik esin Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang **) Jurusan Teknik esin Fakultas Teknik Universitas uhammadiyah Semarang

2 omentum, Vol. 1, No., Oktober 005 : - 1. Penguni sekerup daya 14. ody kepala lepas 15. aut penguni kepala lepas 16. otor penggerak. 17. Puli pada \_tor penggerak. 1. Pengatur ketegangan pllli motor. 19. Penyangga dudukan motor. 0. eja mesin bubut kayu. 1. Hand wheel (roda tanean). agian - agian Utama esin ubut Kayu a. Kepala Tetap dan Poros Dalam mesin yang digambarkan, kepala tetap terakup dalam sebuah dudukan dari besi yang memuat motor \ penggerak, saklar, sabuk mesin selaku alat pemutar paras, dan puli. Pada mesin bubut yang dipasang diatas bangku kerja, yaitu yang tidak dilengkapi dudukan berupa bentukan besi, kepala. tetap pada umumnya merupakan sebuah komponen yang dibautkan pada landasan. Kepala tetap dibuat dari besi dan poros yang berputar dalam bantalan - bantalan peluru. Pada poros dipasangkan puli untuk meneruskan putaran motor kepada ekam. Pada pembubutan benda kerja yang berbentuk memanjang, seperti misalnya kaki meja dan kursi, jika perlu dapat ditusukkan ke dalam bermonong empat dan pembubutan dapat dilakukan. b. andasan Terdiri dari dua buah besi profil, diberi lubang sepanjang landasan jatuhnya kayu buangan. agian atas dan muka - muka sisi dibentuk sedemikian rupa sehingga kepala lepas dan badan penahan perkakas dapat digeser di situ.. Kepala epas Terutama sekali digunakan untuk menyangga benda kerja pada senter. Unit kepala lepas dapat dikuni dimanapun sepanjang landasan dengan bantuan sekrup penguni. Senter distel pada benda kerja dengan sebuah roda tangan dan ulir yang dapat menggerakkan poros ke depan dan kebelakang. Alat penguni terdapat pula pada badan kepala lepas sehingga begitu ia diketatkan, paras tidak akan mengendur lagi. d. Dudukan Penahan Perkakas dan Penahan Perkakas adan penahan perkakas dapat digerakkan sepanjang landasan dan dapat dikuni pada setiap tempat. Perangkat penguninya sama dengan yang terdapat dalam kepala lepas. aam - aam Senter Dalam melakukan pembubutan diperlukan senter yang dipasangkan pada kepala lepas yang berguna untuk menyangga benda kerja yang panjang pada waktu pembubutan berlangsung. aam dari senter kepala lepas diantaranya adalah senter keruut dan senter mangkuk, senter garpu, senter sekrup. Gambar. aam - maam senter mesin bubut erbagai Perkakas Dalam mengerjakan pekerjaan pembubutan menggunakan berbagai maam pahat kuku dan tusuk. Perkakas - perkakas ini digunakan sebagai alat pengelupas, sedangkan beberapa perkakas yang diberi bentuk - bentuk khusus digunakan untuk pengikis. eskipun dengan perkakas mengikis ini dapat menghasilkan hampir segala maam bentukan, metode ini hendaknya hanya dipakai apabila pengelupasan dengan menggunakan pahat tusuk sedangkan pahat kuku sangat sulit dilakukan. Pengikisan ini merupakan suatu ara yang mudah untuk membentuk sesuatu karena pekerjaan ini tidak memerlukan keahlian khusus, Akan tetapi dalam banyak hal tidak mampu memberikan hasil yang memuaskan, khususnya pada kayu - kayu yang lunak. Gambar. aam - maam perkakas untuk membubut. 4

3 ANASA GAYA DAN KEKUATAN ANGKA. (A. Walujodjati) Perkakas - perkakas ini menakup pahat kuku dalam ukuran ukuran lebar dan lengkung yang berbeda - beda serta pahat tusuk yang kedua mukanya dimiringkan dengan tepi - tepi potong siku atau serong. Perkakas - perkakas pengikis dibuat dengan ujung muka rata diasah menurut bentuk lengkung yang diinginkan dan seringkali dibuat dari kikir rata yang sudah tidak dipakai lagi. Pahat kuku digunakan dalam menghilangkan gumpalan kayu buangan, menyiapkan bentukan kasar dan dalam membubut bentukan lengkung. Pahat tusuk digunakan untuk berbagai maam pengoperasian termasuk didalamnya sayatan - sayatan penyelesaian dan pembubutan model -model yang bersifat hiasan. Pahat kuku dan tusuk dibuat dalam ukuran- ukuran standar pahat yang biasa digunakan dibangku kerja, kelebihan kepanjangannya memungkinkan si pembubut melakukan genggaman kokoh dan perkakas dapat diarahkan lebih tepat. Perhitungan Gaya dan Kekuatan ahan Perhitungan gaya dan kekuatan bahan dalam perenanaan mesin bubut kayu ini adalah bersifat pemeriksaan kekuatan dari bahan - bahan yang dipilih, dengan kajian kekuatan terhadap patah statis. Adapun tegangan - tegangan ijin ( zul ) untuk bahan tersebut adalah sebagai berikut : ST 7 : k zul S. zul x 1 s S. C 160N/mm Hasil dan Pembahasan Kekuatan angka Perhitungan Kekuatan ed n 1400 rpm r 0.1 m Didapatkan omen torsi () 0 N 0 x Nm.n.14x 1400 Gaya pemotongan f r 1.7N 0.1m Dengan volume kayu (V) 1.77 N V 0 x 0 x m Dan kayu bangkirai dengan berat jenis kering udara maksimum 1.16 gram/m (Peraturan Konstruksi Kayu ndonesia, Departemen pekerjaan Umum, Jakarta, 1961, hal 40) sebagai referensi. didapat berat maksimum benda kerja (W) W , gram atau 4.4 N maka reaksi pada kepala lepas ( ) 1 Z W n Dengan demikian beban yang diterima oleh masing - masing batang (P) sebesar N Dengan panjang bed () 104 mm a 904 mm b 10 mm E ST-7 04 GP a Gambar 4. Diagram enda ebas ed Dengan N 0,5 Hp 0, ,5 Watt didapat : Pb 1 (a + b) x ,05 N ( ) 5

4 omentum, Vol. 1, No., Oktober 005 : - Pb 1 (a + b) x ( ) Dimana F r N Pb a x 10 x N Pa b x 904 x Nmm Untuk x a Pb 1 [x (a + b) a] dengan _ Didapat : x 10 [904 ( x ) x - 10] b b.y Y 50 mm 171 m mm 4 b x ,006 N/mm Karena b < zul maka konstruksi bed dapat dipakai. Perhitungan Kekuatan Pendukung otor aterial pendukung motor adalah 40 x 40 x 4 dan pelat ST mm dengan dimensi x mm. Perhitungan kekuatan didasarkan pada tegangan normal akibat momen lentur yang dapat ditanggung oleh pendukung motor. Tegangan pada belt (F) akibat putaran yang dihasilkan oleh motor adalah : momen yang dihasilkan motor 1.7 N m r jari - jari puli,5 mm 0,05 m F 1.7 0,05.04 N Dengan berat motor (w) 4.75 kg 46.5 N a 140 mm b 4 mm 1 mm y 11. mm 4.4 m x l0 4 mm 4 Didapatkan : F X 0 X 0 F Y 0 Ay + F + Y - w 0 Ay y Ay + Y -1,59 0 Ay + Y 1,59 N A 0 Ay.0 + w F , , ,14-650, N 4 Ay + Y 1,54 Ay , N a w F x ,5 069, ,47. Nmm x Y N/mm

5 ANASA GAYA DAN KEKUATAN ANGKA. (A. Walujodjati) Karena < zul maka konstruksi pendukung motor aman untuk dipakai Perhitungan Kekuatan Penumpu Dudukan otor Penumpu elakang eban pada penumpu belakang (F A ) adalah reaksi reaksi dari dudukan motor. Tumpuan pada penumpu adalah rol sehingga dengan : a 150 mm b 15mm F A N 4 d 64 dimana silinder 16 mm 4.14x mm 4 64 y mm didapat : 1 F A N omen di X (X) 0 A. 0 0 Nmm 5 A Nmm 50 A Nmm 75 A ] ,75 Nmm 100 A , ] 7 Nmm 15 A , Nmm 150 A Nmm 175 A F A. 555, ,5 Nmm 00 A F A Nmm 5 A.5 - F A Nmm 50 A.50-F A Nmm 75 A.75 - F A Nmm 00 A.00 - F A F A Nmm 5 A.5 - F A F A Nmm 50 A.50 - F A.5 - FA Nmm 75 A.75 - F A.5-F A ,5 Nmm 400 A.400-F A.50- F A , ,5 Nmm 45 A 45 - F A.75 - F A Nmm ax 75,5 Nmm b AX. Y N/mm 75.5 x 15.6 b < zul maka penumpu belakang aman untuk dipakai. Penumpu depan eban pada penumpu depan adalah dari dudukan motor. Penumpu depan ditumpu jepit pada ujung - ujungnya sehingga dengan : 500 mm F 51.0 N Y 11. mm 4.4 x 10 4 mm 1 F 1 F. F N 51.0x Nmm (4X - ), dimanax ½ 51.0 ( ) 19,5 Nmm.Y 19.5 x N/mm 4 4.4x 10 Karena b < zul maka konstruksi penumpu depan dapat dipakai. Simpulan Dari hasil analisa kekuatan ed, analisa Kekuatan pendukung motor, analisa kekuatan penumpu dudukan motor belakang dan penumpu dudukan motor depan.analisa gaya dan kekuatan rangka mesin bubut kayu diatas dapat diambil kesimpulan bahwa tegangan yang terjadi masih 7

6 omentum, Vol. 1, No., Oktober 005 : - dibawah tegangan ijin, sehingga mesin bubut ini aman untuk dipakai. 1. Daya 0,5 Hp atau 16,5 watt. Putaran motor 1400 rpm (n 1 ). Putaran pada paras 67,4 rpm (n ) 4. Tegangan ijin ( zul ) St N/mm 5. omen torsi motor () 1,17 Nm 6. Tegangan mengenai bed ( b ),0096 N/mm 7. Tegangan yang mengenai konstruksi pendukung motor ( b ) 0,991 N/mm. Tegangan yang mengenai penumpu belakang dudukan motor ( b ) 0,590 N/mm 9. Tegangan yang mengenai penumpu depan dudukan motor (( b )) 0,79 N/mm Saran Pada mesin bubut ini hanya mempunyai satu tingkat keepatan, hal ini dapat diatasi dengan mengganti tingkat keepatan puli dengan puli yang mempunyai dua () tingkat keepatan. Daftar Pustaka Anonim. Peraturan Konstruksi Kayu. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta, 1961 ustraan, Daftar- Daftar Untuk Konstruksi aja. Penerbit Parndya Paramita. Jakarta 19. G. Niemann Elemen esin, Penerbit Erlangga. Jakart_. 196 Joseph E. Shigley. arry D.ithell, Peranangan Teknik esin. Jilid. Edisi ke 4. Penerbit Erlangga, Jakarta, 196 ove George. Teori dan Praktek Kerja Kayu, Edisi ke 4. Penerbit Erlangga. Jakarta. 196 William W. Seto..S. in.e..s. Getaran ekanis.. Penerbit Erlangga. Jakarta. 195.