ANALISA LAJU KEAUSAN POROS BAJA AISI 1045 DENGAN METODE KONTAK TWO-DISK

Transkripsi

1 S K R I P S I ANALISA LAJU KEAUSAN POROS BAJA AISI 1045 DENGAN METODE KONTAK TWO-DISK MUHAMMAD HUSNUL NIM DOSEN PEMBIMBING TAUFIQ HIDAYAT, ST., MT. ROCHMAD WINARSO, ST., MT. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MURIA KUDUS 2017 i

2 ii

3 iii

4 iv

5 ANALISA LAJU KEAUSAN POROS BAJA AISI 1045 DENGAN METODE KONTAK TWO-DISK Namamahasiswa : Muhammad Husnul NIM : Pembimbing : a. TAUFIQ HIDAYAT, S.T, M.T. b. ROCHMAD WINARSO, S.T.,M.T. RINGKASAN Keausan terjadi pada komponen disistem permesinan yang dapat mengakibatkan penurunan kemampuan kerja komponen tersebut. Diantara penyebab yang menimbulkan keausan adalah kualitas material, kondisi pelumasa, perlakuan pengoprasian komponen, dan lain sebagainya. Berbagai cara mendeteksi fenomena keausan yang terjadi pada komponen yang berkontak dan bergerak, salah satunya adalah melalui pengujian laju keausan dengan metode kontak two-disk. Penelitian ini membahas pengaruh laju keausan poros baja aisi Bahan uji berbentuk disk berdiameter 50 mm dibuat radius dengan jari-jari 5mm dengan tiga variasi percepatan putaran 500rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, beban tekan 10kg serta dalam kondisi pelumasan SAE 20w-50, dan dalam kondisi tanpa pelumasan. Sedangkan waktu pengujian adalah 60 menit dan setiap 10 menit dilakukan penimbangan berat keausan pada spesimen uji. Pengolahan data menggunakan ANOVA SPPS16 didapatkan hasil sebagai berikut : penggunaan percepatan putaran rpm tidak berpengaruh secara signifikan terhadap laju keausan, karena nilai sig. 1,000 lebih > 0,05. Penggunaan variasi pelumasan berpengaruh secara signifikan terhadap laju keausan, karena nilai sig. 0,000 < 0,05. Sedangkan hubungan penggunaan percepatan putaran rpm dan variasi pelumasan tidak berpengaruh secara signifikan, karena nilai sig. 1,000 > 0,05. Kata kunci: bajaaisi 1045,ujikekerasan,VariasiRpm, kotak two-disk. v

6 ANALYSIS OF WEAR RATE AISI 1045STEEL WITH USE TWO-DISC CONTACT METHOD Student Name : Muhammad Husnul Student Identity Number : Supervisor : 1. TAUFIQ HIDAYAT, S.T, M.T 2. ROCHMAD WINARSO, S.T.,M.T. ABSTRACT A wear happens in the component on the mechanical system, that can cause and decreasing in that ability machine work s. Which one be inflict wearing is material quality, condition of lubrication, operating treatment component, etc. Many way to detecting wear s phenomena which happens to component which do contacting and moving, which one is trough wear rate testing with use contact two-disk method. This research discussing about impact of wear rate aisi 1045 steel. The test subtance is formed of diameter disk 50 mm was made radius range of diaeter 5 mm, and three variation of rotation speed 500 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, weight 10w and also the condition of lubrication SAE 20w-50 and condition without lubrication. While the testing time is 60 minutes and each 10 minutes be done weighing of wear weight to spesiment test. Prossessing data using ANOVA SPPS16 give the result as follow : using speed of rpm rotation didn t effect significantly to wear rate because the sig. Value 1,000 > 0,05. Using variation of lubrication significantly effect to wear rate because the sig.value 0,000 < 0,05. While the relative using speed rpm totation and variation of lubrication didn t effect significantly to wear rate, because the sig. Value 1,000 > 0,05. Keyword : Steel Aisi 1045, Hardnesstest, and Variation RPM, contact Two-disk. vi

7 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirabbil aalamin, Puji syukur penulis panjatkan atas ke hadiratallah SWT, atas berkat dan rahmat-nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul Analisa laju keausan poros baja aisi 1045 dengan metode kontak two-disk. Penyusunan Skripsi ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada program studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus. Penyusunan Skripsi ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar strata. Pelaksanaan Skripsi tak lepas dari bantuan dan dukungan beberapa pihak,untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Taufiq Hidayat, ST., MT, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin. 2. Bapak Taufiq Hidayat, ST., MT, selaku dosen pembimbing utama yang telah banyak membantu, memberikan motivasi, memberikan pencerahan bahkan selalu mencarikan solusi-solusi terbaik dalam penyelesaian TugasAkhir ini. 3. Bapak Rochmad winarso, S.T.,M.T.,selaku dosen pembimbing kedua yang telah banyak membantu, memberikan motivasi, memberikan pencerahan bahkan selalu mencarikan solusi-solusi terbaik dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir Masruki Kabib, M.T, sebagai ketua penguji yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini. 5. Rianto Wibowo, S.T. M.Eng, selaku penguji yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini. 6. Seluruh dosen di Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus. 7. Staf progdi Teknik Mesin atas bantuan-bantuan pelaksanaan proses penelitian skripsi dan seminar. 8. Kedua orang tuaku, beserta saudara-saudaraku yang telah banyak memberikan dukungan, doa, nasehat, motivasi dan semangat dalam hidupku sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. 9. Teman-teman seperjuanganku Arif Setiawan, Ahmad Rif an, Ahmad Subechan, Muh. Ali imron, Fajar adi winata, Guritno adji pambudi, Muhammad Hadi sutoto dan semua teman-teman Teknik Mesin Angkatan vii

8 Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidak sempurnaan dalam penulisan skripsi ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan masukan dari pembaca sehingga penulis dapat lebih baik di masa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga buku tesis ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca. Kudus, 04 Maret 2017 Penulis viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... iii ABSTRAK... v ABSTRACT... vi KATA PENGANTAR... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xii DAFTAR SIMBOL... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuanpenelitian Manfaat penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Poros Baja Baja Aisi permesinan Kering Kualitas Minyak Pelumas Oli Fungsi Pelumas Standar Minyak Pelumas Uji Kekerasan Pengujian kekerasan brinel Pengujian kekerasan knoop dan Vikers Uji Keausan Keausan Dalam Boundary Lubrycation Adhesive Wear Abrasive wear Tribo Chemical Wear Metode Kontak Two-disk Macam-macam mesin uji keausan sistim kontak Schematic of the FZG Test Rig Two Roller Machine Test Rig Machine BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitan Variabel Penelitian Variabel Bebas Variabel Terikat Alat dan Bahan ix

10 3.3.1 Alat Uji Bahan Penelitian Proses Pembuatan Spesimen Uji Penyiapan Alat Uji dan Bahan Uji Pengujian Kekerasan Pengujian Keausan Analisa Data Menetukan Hipotesis Diagram alir penelitian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil pengujian Kekerasan Perhitungan pengujian laju keuasan baja aisi Hasil pengujian keausan baja aisi 1045 tanpa pelumas Hasil pengujian baja aisi keausan 500 rpm Hasil pengujian baja aisi keausan 1000 rpm Hasil pengujian baja aisi keausan 1500 rpm Hasil pengujian keausan baja aisi 1045 dengan pelumasan Hasil pengujian baja aisi keausan 500 rpm Hasil pengujian baja aisi keausan 1000 rpm Hasil pengujian baja aisi keausan 1500 rpm perhitungan keausan 500,1000,1500 rpm tanpa pelumas perhitungan keausan 500,1000,1500 rpm dengan pelumas perbandingan keausan tanpa pelumas dan dengan pelumas perbandingan keausan tanpa pelumas dan dengan pelumas perbandingan keausan tanpa pelumas dan dengan pelumas Perbandingan laju keausan tanpa pelumas dan dengan pelumas Analisa data laju keausan menggunakan anova Data analisa laju keausan menggunakan anova Pembahasan BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN BIODATA PENULIS x

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Poros Baja Aisi Gambar 2.2 Mesin Bubut Emco Maximat V Gambar 2.3 Bentuk Indentor Brinel Gambar 2.4 Bentuk indentor Vickers Gambar 2.5 Bentuk indentor knoop Gambar 2.6 Proses Perpindahan dari logam secara adhesive Gambar 2.7 Proses Cutting Gambar 2.8 perpindahan material karena Adhesive Wear Gambar 2.9 Model Interaksi antar agen korosif dan permukaan rusak Gambar 2.10 Mesin Uji Keausan Kontak Two-disk Gambar 2.11 Schematic of the FZG Test Rig Gambar 2.12 Shematic The Nine Inch Two Roller Machine Gambar 2.13 Test Rig Machine Gambar 3.1 Dimensi Spesimen penelitian Gambar 3.2 Proses Gergaji Spesimen Uji Gambar 3.3 Hasil Pembuatan Spesimen Gambar 3.4 Mekanisme Uji Kekerasan Rockwell Gambar 3.5 Pengujian Kekerasan Gambar 3.6 Timbangan Digital Gambar 3.7 Komputer Pengolah Data Gambar 3.8 Tarafkepercayaan Gambar 4.1 Hasil pengujian Kekerasan Gambar 4.2 Pengujian laju keausan Gambar 4.3 Grafik keausan Vs waktu tanpa pelumasan 500 rpm Gambar 4.4 Grafik keausan Vs waktu tanpa pelumasan 1000 rpm Gambar 4.5 Grafik keausan Vs waktu tanpa pelumasan 500 rpm Gambar 4.6 Grafik keausan Vs waktu dengan pelumasan 500 rpm Gambar 4.7 Grafik keausan Vs waktu dengan pelumasan 1000 rpm Gambar 4.8 Grafik keausan Vs waktu dengan pelumasan 1500 rpm Gambar 4.9 Grafik perhitungan keausan Vs waktu tanpa pelumasan Gambar 4.10 Grafik perhitungan keausan Vs waktu dengan pelumasan Gambar 4.11 Grafik perbandingan keausan Vs waktu Tp & Dp 500 rpm Gambar 4.12 Grafik perbandingan keausan Vs waktu Tp & Dp 1000 rpm Gambar 4.13 Grafik perbandingan keausan Vs waktu Tp & Dp 1500 rpm Gambar 4.14 Grafik perbandingan laju keausan sps. 1 Tp & Dp Gambar 4.15 Grafik perbandingan laju keausan sps. 2 Tp & Dp Gambar 4.16 Diagram plot laju keausan xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Kimia Baja Aisi Tabel 2.2 Physical Property... 8 Tabel 2.3 Mechanical Property... 8 Tabel 2.4 Skala Kekerasan Tabel4.1 Hasil Uji Kekerasan Baja Aisi Tabel4.2 keausan spesimen uji 1 baja aisi 500 rpmtanpa pelumasan Tabel 4.3 keausan spesimen uji 2 baja aisi 500 rpmtanpa pelumasan Tabel 4.4 keausan spesimen uji 1 baja aisi 1000 rpmtanpa pelumasan Tabel 4.5 keausan spesimen uji 2 baja aisi 1000 rpmtanpa pelumasan Tabel 4.6 keausan spesimen uji 1 baja aisi 1500 rpmtanpa pelumasan Tabel 4.7 keausan spesimen uji 2 baja aisi 1500 rpmtanpa pelumasan Tabel 4.8 keausan spesimen uji 1 baja aisi 500 rpmdengan pelumasan Tabel 4.9 keausan spesimen uji 2 baja aisi 500 rpmdengan pelumasan Tabel 4.10 keausan spesimen uji 1 baja aisi 1000 rpmdengan pelumasan Tabel 4.11 keausan spesimen uji 2 baja aisi 1000 rpmdengan pelumasan Tabel 4.12 keausan spesimen uji 1 baja aisi 1500 rpmdengan pelumasan Tabel 4.13 keausan spesimen uji 2 baja aisi 1500 rpmdengan pelumasan Tabel 4.14 Lajukeausantanpa pelumasanbajaaisi Tabel 4.15 Laju keausan dengan pelumasan SAE 20w-50 baja aisi Tabel 4.16 Data analisa laju keausan menggunakan anova Tabel 4.17 Data between-subject factors Tabel 4.18 Data desciptive Stastistics Tabel 4.19 Data Levans variances Tabel 4.20 Data Between-Subject Effect Tabel 4.21 Data percepatan putaran rpm Tabel 4.22 Data penggunaan variasi pelumasan Tabel 4.23 Data percepatan putaran rpm dan variasi pelumasan Tabel 4.24 Data post hoc Tabel 4.25 Data homogeonus subset xii

13 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Satuan NomorPersamaan d Diameter pahat mm 1 V Kecepatan potong m/min 1 n Putaran spindle mesin rpm 1 f Feeding Mm/rev 2 do Diameter awal mm 3 dm Diameter akhir mm 3 lt Panjang pemotongan mm 4 vf Volume geram mm 3 4 Z Kecepatan penghasilan geram cm 3 /min 5 A Luas penampang mm 2 5 H Waktu penahanan min 6 H Tebal benda kerja mm 6 Perubahan volume disk m 3 7 Perubahan massa disk kg 7 ρ Massa jenis disk Kg/ m 3 7 K Specific wearrate m 3 /N.m 8 F Pembebanan statis N 8 L Panjang langkah m 8 xiii

14 LAMPIRAN Lampiran 1 gambar 1 proses penggergajian specimen bajaaisi Lampiran 2 gambar 2 poros baja Aisi Lampiran 3 gambar 3proses pengujian laju keausan kontak two-disk. Lampiran 4 gambar4 sistim control alat uji laju keausan kotak two-disk Lampiran 5 gambar5 alatuji kekerasan HRB Lampiran 6 gambar6 alat timbangan digital Lampiran 7 gambar 7 komputer pengolah data Lampiran 8 gambar 8 hasil pengujian kekerasan Lampiran 9 gambar 9 proses penimbangan specimen uji disk. Lampiran 10 gambar 10 hasil pengujian dengan pelumasan 500 Rpm Lampiran 11 gambar 11 hasil pengujian dengan pelumasan 1000 Rpm Lampiran 12 gambar 12 hasil pengujian dengan pelumasan 1500 Rpm Lampiran 13 gambar 13 hasil pengujian tanpa pelumasan 500 Rpm Lampiran 14 gambar14 hasil pengujian tanpa pelumasan 1000 Rpm Lampiran 15 gambar15 hasil pengujian tanpa pelumasan 1500 Rpm Lampiran 16 gambar 16 data record pengujian laju keausan kontak two-disk. Lampiran 17 gambar 17 poses penimbangan spesimen uji disk Lampiran 18 gambar 18 proses penimbangan spesimen uji disk Lampiran 19 gambar 19 proses penimbangan spesimen uji disk Lampiran 20 gambar 20 proses penimbangan spesimen uji disk Lampiran 21 gambar 21 proses penimbangan spesimen uji disk Lampiran 22 gambar 22 proses penimbangan spesimen uji disk xiv

15 DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN AISI SAE : American Iron Steel Institute : Society of Automotive Engineers xv