DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL

Transkripsi

1 DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL TESIS OLEH M. KAMIL /TM SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

2 DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL TESIS Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Pada Program Studi Magister Teknik Mesin, Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara OLEH M. KAMIL /TM SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N

3 Judul Tesis Nama mahasiswa : DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL : M. KAMIL Nomor Pokok : Program Studi : TEKNIK MESIN Menyetujui Komisi Pembimbing Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME Ketua Dr.- Ing. Ikhwansyah Isranuri Anggota Ir. Tugiman, MT Anggota Ketua Program Studi, Direktur SPs-USU, Prof.Dr.Ir.Bustami Syam, MSME Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B, MSc Tanggal Lulus : 04 September 2006

4 Telah Diuji Pada Tanggal : 04 September 2006 PANITIA PENGUJI TESIS : Ketua : Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME Anggota : 1. Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri 2. Ir. Tugiman, MT 3. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 4. Ir. Alfian Hamsi. M.Sc

5 ABSTRAK Mesin gerinda toolpost adalah alat yang dirancang secara khusus sebagai alat bantu dalam proses pengerjaan lanjut. Alat ini mampu menggerinda komponen permesinan yang dipasangkan pada mesin bubut konvensional dengan panjang benda kerja yang melebihi kapasitas mesin gerinda biasa, juga berfungsi untuk memperbaiki harga kekasaran sesuai dengan standar mesin gerinda. Mesin gerinda toolpost yang dirancang/didisain dan dipabrikasi yang dimensinya disesuaikan dengan toolpost mesin bubut konvensional. Komponen mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional disesuaikan dengan standard industri yang memiliki putaran motor 3000 rpm. Untuk mengetahui seberapa besar perilaku getaran mesin gerinda toolpost dilakukan pengujian getaran tanpa beban dan dikenai beban dengan menggunakan alat pengujian vibrometer analog VM-3314A, buatan IMC Cooperation Japan. Bahan uji yang digunakan pada pengujian adalah low carbon steel (mild steel). Untuk membuktikan kelayakan mesin gerinda toolpost agar dapat diproduksi maka dilakukan pengujian kekasaran permukaan hasil penggerindaan dengan menggunakan alat stylus instrumen (surftest 402). Dengan melakukan pengujian respon getaran untuk menguji displacement, velocity, acceleration dan pengujian kekasaran permukaan bahan uji, sehingga akan diketahui kemampuan mesin gerinda toolpost yang memiliki getaran dan standard kekasaran permukaan sesuai dengan disain dan pabrikasinya. Kata kunci : Mesin gerinda toolpost, Mesin bubut konvensional, perilaku getaran, dan kekasaran permukaan (surface roughness)

6 ABSTRACT Toolpost grinding machine, is a tool that is specially designed as a supporting device for further processing. This tool that is attached to a conventional lathe machine can grind longer machinery components than a standard grinding machine. It also functions to improve the roughness value adapted to standard grinding machine. The dimension of the designed and fabricated toolpost is adapted to that of conventional lathe machine. The components of toolpost attached to the conventional machine has motor rotation of 3000 rpm adjusted to the industrial standard. To figure out the intensity of vibration characteristics of toolpost, a test of vibration without loading and with loading by using vibrometer analog VM-3314 A made by IMC Cooperation Japan was done. The material used in this test was low carbon steel (mild steel). To prove the properness of toolpost to be produced, a test of surface roughness of grinded material was done by using stylus instrument (surftest 402). By doing a test of vibration responses determining displacement, velocity, acceleration and a test of surface roughness of tested material, the capability of toolpost that has vibration and standardized surface roughness adapted to the design and fabrication is to be found. Keyword : Toolpost grinding machine, conventional lathe machine, characteristics of vibration and surface roughness.

7

8 KATA PENGANTAR Puji syukur kita panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, dengan berkat limpah Rahmat dan Karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan judul DESAIN, PABRIKASI DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL. Tesis ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan pada Pusat Riset Noise and Control Vibration pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik USU, Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI), dan Fakultas Teknik Mesin Universitas Malikussaleh Lhokseumawe, serta Pusat Pengembangan Penataran Guru Teknologi Medan. Penulisan tesis ini terlaksana berkat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak terutama komisi pembimbing, dan melalui seminar kolokium memperoleh banyak saran dan masukan demi kesempurnaan pada penelitian. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang tinggi kepada Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME dan Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri serta Ir. Tugiman, MT selaku komisi pembimbing yang telah memberikan petunjuk dalam menentukan langkah penelitian. Prof.Dr.Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc selaku Direktur Sekolah Pascasarjana, yang memberikan kesempatan dan fasilitas dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Teknik Mesin SPs USU serta Ir. Alfian Hamsi, M.Sc selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin USU, yang telah

9 memberikan keempatan dan fasilitas pada laboratorium Teknik Mesin. Seluruh dosen dan Staf administrasi Program Studi Magister Teknik Mesin SPs USU dan rekanrekan yang telah memberikan tanggapan dan saran perbaikan. Selanjutnya penulis menyampaikan terima kasih kepada istri dan sanak keluarga yang telah banyak memberikan dorongan dan doa sehingga dapat selesainya penelitian ini. Penulis menyadari masih banyak ketidaksempurnaan dari penulisan tesis ini, oleh karenanya kritik dan demi perbaikan yang sifatnya membangun sangat diharapkan. Akhirnya penulis berharap semoga tesis ini ada manfaatnya bagi pembangunan dan kemajuan teknologi. Medan, 14 Maret 2007 Penulis, M. Kamil

10 ABSTRAK Mesin gerinda toolpost adalah alat yang dirancang secara khusus sebagai alat Bantu dalam proses pekerjaan lanjut untuk menggerinda komponen pemesinan pada mesin bubut konvensional dengan panjang benda kerja melebihi kapasitas mesin gerinda biasa serta berfungsi untuk merubah harga kekasaran permukaan sesuai standard mesin gerinda. Mesin gerinda toolpost yang didesain dan dipabrikasi serta disesuaikan dengan dimensi pada toolpost mesin bubut konvensional. Komponen mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional disesuaikan dengan standard industri yang memiliki putaran motor 3000 rpm. Untuk mengetahui seberapa besar prilaku getaran mesin gerinda toolpost dilakukan pengujian getaran tanpa beban dan menggunakan beban dengan alat pengujian vibrometer analog VM-3314A, buatan IMC Cooperation Japan. Bahan uji yang digunakan pada pengujian adalah low carbon steel (mild steel). Untuk membuktikan kelayakan mesin gerinda toolpost dapat diproduksi maka dilakukan pengujian kekasaran mesin gerinda penggerindaan dengan menggunakan stylus instrument (surftest 402). Dengan melakukan pengujian respon getaran untuk menguji displacement, velocity, acceleration dan pengujian kekasaran permukaan beban uji, sehingga akan diketahui kemampuan mesin gerinda toolpost yang memiliki getaran dan standard kekasaran permukaan sesuai dengan desain dan pabrikasinya. Kata kunci : Mesin bubut konvensional, mesin gerinda toolpost, perilaku getaran dan kekasaran permukaan (surface roughness)

11 ABSTRACT The toolpost grinding machine is a model tool machine which is specially designed in advanced grinding process to grinding such conventional lathe is components with its length over than regular grinding machine capacity an also has the function to change the surface standard grinding machine. This toolpost grinding machine is designed, manufactured and also adapted to the dimension of toolpost conventional lathe. The component of toolpost grinding on conventional lathe is adjusted to the industrial standard which has the motor rotation of 3000 rpm. To know the amount of this toolpost machine s vibration, a testing on vibration is carried out with or without capacity by using a testing tool called vibrometer Analog VM 3314A, made by IMC Coorperation Japan. The testing material which is used is low carbon steel (mild steel). To prove the properness of this toolpost grinding machine can be produced a testing on the roughness of grinding result by using stylus instrument (surftest 402) is carried out. By doing at testing on vibration respond to test displacement, velocity, acceleration and the test on surface roughness of testing substance, can be know the capability of toolpost grinding machine who has vibration and surface roughness standard suitable with its design and manufacture. Keyword : Conventional lathe machine, toolpost grinding machine, vibration respond and surface roughness.

12 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL vii DAFTAR GAMBAR viii DAFTAR LAMPIRAN x DAFTAR ISTILAH xi RIWAYAT HIDUP xiii 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penulisan Manfaat 6 2. TINJAUAN PUSTAKA Landasan Teori Mesin bubut konvensional Toolpost Klasifikasi mesin gerinda toolpost Proses hasil permukaan gerinda Pemilihan batu gerinda Proses gerinda Pengujian getaran mesin gerinda toolpost dengan analisa teori Kekasaran permukaan Kerangka Konsep Penelitian METODE PENELITIAN Desain dan Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost Tempat dan waktu Bahan Pengujian Mesin Gerinda toolpost Tempat dan waktu Bahan Uji 22 i

13 3.3 Pelaksanaan Desain Batu gerinda Bantalan Putaran Mesin dan komponen belt dan pulley Motor Listrik Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost Peralatan Rencana Penelitian Variabel yang diamati Teknik Pengambilan Data Penelitian Pengukuran respon getaran Pengukuran respon kekasaran permukaan HASIL DAN PEMBAHASAN Pendahuluan Pelaksanaan Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Pengukuran Respon Getaran dengan Beban Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Harga rata-rata Respon Getaran Respon Pengukuran Langsung Nilai Kekasaran Hubungan Pengukuran Displacement terhadap Harga Ra KESIMPULAN 90 DAFTAR PUSTAKA 92 LAMPIRAN 94

14 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Type Mesin Gerinda 1 Tabel 2.1 Data Teknik Mesin Bubut konvensional 8 Tabel 2.2 Harga Tingkatan Kekasaran Surface Roughness in Practice 18 Tabel 3.1 Tingkat kekasaran batu gerinda 24 Tabel 3.2 Bantalan 24 Tabel 3.3 Capacity Belt 25 Tabel 3.4 Pulley dengan Type V 25 Tabel 3.5 Komponen Mesin Gerinda Toolpost 26 Tabel 3.6 Mesin yang digunakan pada Proses Pabrikasi 27 Tabel 3.7 Peralatan yang dibutuhkan pada Proses Pabrikasi 28 Tabel 4.1 Bahan uji dengan data properties 35 Tabel 4.2 Capacity dan Identifikasi data mesin Gerinda toolpost pada 36 Mesin Bubut Konvensional Tabel 4.3 Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban 40 Tabel 4.4 Analisa Perhitungan tanpa Pemakanan 45 Tabel 4.5 Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan mm Tabel 4.6 Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan mm Tabel 4.7 Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan mm Tabel 4.8 Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan mm Tabel 4.9 Hasil Respon Getaran Pengukuran Displacement terhadap 63 waktu dengan kedalaman Pemakanan Tabel 4.10 Harga Rata-rata Respon Getaran 73 Tabel 4.11 Analisa Perhitungan dengan Pemakanan 81 Tabel 4.12 Hasil Pengukuran Langsung Kekasaran 83 Tabel 4.13 Hubungan Respon Getaran dengan Pengukuran Displacement 85 dengan Pengukuran Kekasaran Permukaan Tabel 4.14 Rata-rata Respon Getaran dengan Nilai Ra 86 Tabel 4.15 Gap Analisys 87 Tabel 4.16 Gap Analisys 88 Tabel 4.17 Gap Analisys 89

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Mesin Bubut Konvensional 7 Gambar 2.2 Mesin Gerinda Toolpost 9 Gambar 2.3 Proses Pemakanan Penggerindaan 10 Gambar 2.4 Type I Lurus Batu Gerinda 10 Gambar 2.5 Proses Penggerindaan Benda Kerja 13 Gambar 2.6 Mekanisme Gerak 14 Gambar 2.7 Proses Tanpa Beban 15 Gambar 2.8 Kerangka Konsep Penelitian 20 Gambar 3.1 Bahan Uji 22 Gambar 3.2 Mesin Gerinda Toolpost 23 Gambar 3.3 Bahan Uji Hasil Pembubutan pada Mesin Bubut Konvensional 29 Gambar 3.4 Posisi Titik Pengukuran Menggunakan Vibrometer 31 Gambar 3.5 Set Up Alat Pengujian Respon Getaran 32 Gambar 3.6 Set Up Alat Pengujian Kekasaran Permukaan 33 Gambar 4.1 Gaya-gaya yang Terjadi 38 Gambar 4.2 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement 46 Gambar 4.3 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity 46 Gambar 4.4 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration 47 Gambar 4.5 Flow Chart Pengukuran Respon Getaran 48 Gambar 4.6 Respon Getaran Pengukuran Displacement 49 Gambar 4.7 Respon Getaran Pengukuran Velocity 50 Gambar 4.8 Respon Getaran Pengukuran Acceleration 51 Gambar 4.9 Respon Getaran Pengukuran Displacement 53 Gambar 4.10 Respon Getaran Pengukuran Velocity 54 Gambar 4.11 Respon Getaran Pengukuran Acceleration 55 Gambar 4.12 Respon Getaran Pengukuran Displacement 56 Gambar 4.13 Respon Getaran Pengukuran Velocity 57 Gambar 4.14 Respon Getaran Pengukuran Acceleration 58 Gambar 4.15 Respon Getaran Pengukuran Displacement 60 Gambar 4.16 Respon Getaran Pengukuran Velocity 61 Gambar 4.17 Respon Getaran Pengukuran Acceleration 62 Gambar 4.18 Respon Getaran Pengukuran Displacement 64 Gambar 4.19 Respon Getaran Pengukuran Displacement 65 Gambar 4.20 Respon Getaran Pengukuran Displacement 66 Gambar 4.21 Respon Getaran Pengukuran Velocity 67 Gambar 4.22 Respon Getaran Pengukuran Velocity 68 Gambar 4.23 Respon Getaran Pengukuran Velocity 69 Gambar 4.24 Respon Getaran Pengukuran Acceleration 70 Gambar 4.25 Respon Getaran Pengukuran Acceleration 71 Gambar 4.26 Respon Getaran Pengukuran Acceleration 72

16 Gambar 4.27 Flow Chart Pengujian Respon Kekasaran Permukaan 82 Gambar 4.28 Respon Pengukuran Kekasaran Permukaan 83 Gambar 4.29 Perbandingan Harga Respon Getaran dan Karga Kekasaran 86 Gambar 4.30 Gap Analisys Antara Hx dengan Ra 87 Gambar 4.31 Gap Analisys Antara Hv dengan Ra 88 Gambar 4.32 Gap Analisys Antara Hh dengan Ra 89

17 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Set Up Kedudukan Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin 94 Lampiran 2 Vybrometer Analog VM 3314A 95 Lampiran 3 Pengukuran Kekasaran Permukaan Bahan Uji 96 Lampiran 4 Bahan Uji Hasil Penggerindaan dan Pengujian 97 Lampiran 5 Hasil Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost 97 Lampiran 6 Mesin Bubut Konvensional Horison M Lampiran 7 Pengujian Tarik 99 Lampiran 8 Diagram Surface Roughness 100 Lampiran 9 Hasil Pengukuran Velocity 101 Lampiran 10 Hasil Pengukuran Acceleration 102 Lampiran 11 Tabel Pengukuran rata-rata Getaran Tanpa Beban dan 103 Menggunakan Beban Lampiran 12 Data Teknik Desain dan Pabrikasi Msin Gerinda Toolpost 104 Lampiran 13 Perencanaan Bahan Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost 105

18 DAFTAR ISTILAH Simbol Besaran Satuan A Penampang mm 2 A Amplitudo m; rad b Lebar mm Ck Faktor Koreksi - d Diameter mm E Modulus Elastis N/m 2 f Frekwensi Hz f Gerakmakan m/rev F Kecepatan Potong m/min G Modulus Elastis Geser N/m 2 h Tebal mm Ip Momen Inersia Polar m 4 Jo Momen Inersia kg m 2 K Kelakuan N/m L Panjang M n Putaran Rpm M Momen Tahanan mm P Daya KW

19 Simbol Besaran Satuan Ra Kekasaran μm T Torsi Mekanik Nm v f Kecepatan Potong m/min v c Volume m 3 W Berat N x Simpangan arah x m y Simpangan arah y m z Simpangan arah z m σ t Tegangan tarik N/mm 2 θ Simpangan Sudut rad ρ Kerapatan massa kg/m 3 τ Periode osilasi det ωτ Frekwensi Eksitasi rad/det

20 RIWAYAT HIDUP I. DATA UMUM 1. Nama / Nip : Drs. M. Kamil, ST / Tempat / Tgl. Lahir : T. Morawa, 16 Januari Pekerjaan : PNS 4. Pangkat / Golongan : Pembina IV/a 5. Jabatan : Widyaiswara Madya 6. Instansi : PPPG Teknologi Medan 7. Alamat : Komplek Johor Indah Permai I Blok II/19 Medan Telp. (061) Hp. (081) II. DATA PROFESI 1. Pendidikan a. SD : SD Alwaslyah 1967 s.d 1974 Medan b. SLTP : SMP UNIVA 1974 s.d 1977 Medan c. SLTA : STM Negeri II Medan 1977 s.d 1981 Medan d. Perguruan Tinggi : S1 Pendidikan FPTK IKIP Padang 1981 s.d 1985 Padang dan S1 Fakultas Teknik UISU Medan 2001 Medan e. Magister (S2) : Magister Teknik Mesin Sekolah Pscasarjana USU 2003 s.d 2006 Medan 2. Penelitian / Karya Ilmiah No Judul Penelitian / Karya Ilmiah Tahun Publikasi 1 Menggambar Teknik Dasar 1994 Nasional 2 Product Cost 1995 Internal 3 Screw Jack BAKP SMK 1999 Nasional 4 Poligon Gaya BAKP 1999 Nasional 5 Menggambar Teknik SMK sesuai Kurikulum 1999 Internal Edisi Proses Pembuatan Nozzle pada Mesin CNC PU Desain, Pabrikasi dan Pengujian Mesin Gerinda 2006 Seminar Toolpost pada Mesin Bubut Konvensional 8 Desain, Pabrikasi dan Pengujian Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin Bubut Konvensional MASTRUCT 2006 Seminar Hasil

21 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Fenomena mesin gerinda adalah berfungsi sebagai proses pekerjaan pemesinan lanjut, berdasarkan kepada spesifikasi dan bentuk geometrik dan tingkatan proses pemesinan yang diinginkan dalam pembuatan produk atau komponen mesin. Mesin gerinda silinder yang terdapat pada dunia industri umumnya memiliki standard panjang penggerindaan di bawah satu meter, sedangkan banyak benda-benda yang diproduksi panjangnya melebihi dari satu meter. Hal ini merupakan faktor kelemahan apabila menerima order yang panjang benda kerjanya melebihi kapasitas mesin. Berikut ini ada beberapa contoh dan type mesin gerinda silinder berdasarkan data-data teknis. Tabel 1.1 Type Mesin Gerinda No 1 Nama Mesin Gerinda Bendix Besly Spesifikasi 15 HP Sistem CNC Max. benda kerja 850 mm Sumber data Designed Built and 2 Allen Bredley 75 HP CNC 800 mm Warranted by 3 Besly DH6 60 HP NC/Hidroulik 460 mm CB. Grinding 4 Gardner 60 HP CNC 383,90 mm Machine Maho 15 HP NC/Hidroulik 488 mm Manual Book Maho Untuk mengatasi hal tersebut penulis mencoba mengangkat permasalahan melalui penelitian tentang desain, pabrikasi, dan pengujian mesin gerinda toolpost

22 pada mesin bubut konvensional dengan merancang sebuah mesin gerinda toolpost yang diletakkan pada kedudukan toolpost mesin bubut konvensional, dengan ketentuan-ketentuan yang telah disepakati berdasarkan standard. Untuk pemakaian jenis batu gerinda dengan Standard ISO E Bonded Abrasive Product General Feature Designation Range of Dimension and Profiles (Brad F. Kuvin, 2001). Selanjutnya ukuran kehalusan permukaan batu gerinda mempunyai ukuran grade yang berbeda atau disesuaikan dengan putaran yang dibutuhkan, hal ini merupakan penentuan untuk kekuatan ikatan serbuk atau kekerasan batu gerinda yang diklasifikasikan sesuai penggunaannya. Standard ISO telah menetapkan berdasarkan klasifikasi batu gerinda dengan menggunakan abjad A sampai dengan Z secara berurutan dengan tingkatannya (Serope Kalpakjian, 1984). Hasil penggerindaan permukaan maka dilakukan pengukuran parameter sesuai dengan geometrik dan kekasaran permukaan benda kerja berdasarkan standard ISO 4287 (Surface Metrology Standard, 2000) Untuk mendapatkan proses perancangan yang memiliki standard hasil penggerindaan, perancangan mesin gerinda toolpost yang memenuhi standard apabila hasil penggerindaan yang berkualitas sesuai standard toleransi yang diizinkan serta desain alat yang presisi dan memenuhi standard vibration (Chris Heppy, 1996) Getaran mekanis dapat terjadi disebabkan oleh proses pemesinan yang bergerak secara harmonik, periodik, bebas dan secara paksa, besarnya getaran yang terjadi secara konseptual dapat dianalisis (Ikhwansyah Isranuri, 2004).

23 Fenomena chatter atau getaran eksistensi yang timbul selama proses pemotongan dengan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, hal ini merupakan permasalahan yang perlu di kaji tentang pengaruh antara getaran dan hasil penggerindaan permukaan proses (surface roughness in grinding operation), data ini dapat dilakukan pengujian terhadap perubahan-perubahan pada kondisi pemotongan. Penulis mencoba melakukan penelitian dengan melakukan penggerindaan pada poros baja karbon rendah menggunakan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional dengan metoda penggerindaan poros karbon rendah terhadap perubahan bentuk kekasaran permukaannya diharapkan pada posisi N5. Tantangan bagi dunia industri sekarang adalah kurangnya informasi tentang pengujian dan penelitian yang dapat memecahkan permasalahan teknologi manufaktur, sehingga memperlambat proses pencapaian standard mutu. Selanjutnya proses kerja menggunakan mesin gerinda toolpost dimaksudkan disini adalah suatu model mesin gerinda yang dapat menggerinda benda kerja berbentuk diameter atau disebut juga dengan proses pekerjaan pemesinan lanjut, kedudukan alat ini diletakkan pada tempat toolpost mesin bubut konvensional. Desain dan pabrikasi mesin ini menggunakan bahan dan peralatan yang relatif murah sehingga biaya produksinya sangat menguntungkan pihak pengguna. Hal dari proses perancangan dan pabrikasi mesin gerinda toolpost, peneliti dapat menganalisanya dengan mengukur parameter tentang berapa besar getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional pada saat tanpa beban dan menggunakan beban dengan memanfaatkan teknologi sederhana (alat

24 penguji getaran vibrometer) sehingga mendapatkan hasil sesuai dengan standard penggerindaan sebelumnya Perumusan Masalah Mengingat luasnya pembahasan tentang desain, pabrikasi dan pengujian mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, maka desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost pembahasannya hanya sebagian kecil pada sub bab 3.3 pada pelaksanaan desain dan hal ini tidak termasuk ke dalam hasil dan pembahasan penentuan pengujian, selanjutnya komponen mesin gerinda toolpost di rancang dengan software komputer dan pada proses pabrikasi komponen disesuaikan dengan bahan alat serta mesin yang digunakan sehingga mendapatkan dimensi sesuai standard toleransi. Untuk menyelidiki kelayakan desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional diperlukan bahan uji sebagai sampel yang telah dilakukan pengujian dengan pengujian tarik (menggunakan alat uji servo pulser). Penelitian ini yang akan menjadi pokok pembahasan adalah respon getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost, pengujian dilakukan dengan menggunakan alat uji vibrometer analog VM-3314A, buatan IMC Coperation Japan, yang mampu menyelidiki respon getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost yang mempunyai kecepatan 3000 rpm, dengan pengujian tanpa beban dan dengan beban sehingga mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional sebagai subjek penelitian. Untuk mengujian hasil pengerjaan mesin gerinda toolpost dilakukan

25 pengujian kekasaran permukaan bahan uji sesuai dengan standard penggerindaan dengan menggunakan alat uji sesuai dengan standard penggerindaan, dengan menggunakan alat uji Mutitoyo Surftest 402. Pada proses desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost, komponen dan peralatan dilakukan dengan mengidentifikasi sesuai spesifikasi mesin bubut yang digunakan, hal ini untuk mendapatkan standard posisi peletakan mesin gerinda toolpost Tujuan Penelitian Tujuan Umum Tujuan umum penelitian ini adalah untuk menghasilkan mesin gerinda toolpost yang mampu menggerinda benda kerja pada mesin bubut konvensional dan memiliki kemampuan lebih dari satu meter penggerindaan benda kerja serta memiliki rendah getaran dan mendapatkan penyimpangan kekasaran permukaan pada penggerindaan poros Tujuan khusus 1. Mendapatkan sebuah model desain mesin gerinda toolpost yang dapat berfungsi menggerinda benda kerja pada mesin bubut konvensional melebihi kapasitas mesin gerinda khusus, serta memenuhi stnadardisasi dan spesifikasi desain.

26 2. Untuk mengetahui seberapa besar kemampuan respon getaran mesin gerinda toolpost tanpa beban (tanpa pemakanan) 3. Untuk menyelidiki respon getaran dengan menggunakan beban (dengan pemakanan) 4. Untuk dapat menyelidiki respon pengujian kekasaran permukaan poros hasil proses penggerindaan. 5. Untuk dapat menyelidiki hubungan respon getaran displacement dengan respon pengujian kekasaran permukaan sebagai dasar penetapan kelayakan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut dapat diproduksi Manfaat 1. Sebagai bahan masukan untuk dunia pendidikan tentang pengembangan teknologi di masa yang akan datang 2. Sebagai bahan masukan bagi dunia industri tentang proses penggerindaan poros yang baik dan dapat dikembangkan 3. Sebagai bahan kajian tentang teknologi, apakah mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional dapat diproduksi untuk penggerindaan komponen pemesinan yang melebihi ukuran panjang standard mesin gerinda khusus

27 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Landasan Teori Mesin bubut konvensional Menurut data manual of part list for celtic 14, mesin bubut celtic dirancang untuk mengerjakan benda kerja berbentuk bulat (diameter dimention) dengan sistem kerjanya benda kerja berputar sedangkan pahat tetap. Mesin bubut konvensional ini dilengkapi dengan roda gigi dan spindle putaran untuk mengatur kecepatan putaran. Spindel putaran dirancang sebanyak 16 tingkatan dengan perincian 8 tingkatan putaran cepat dan 8 tingkat putaran lambat, pada gambar 2.1 adalah mesin bubut konvensional yang menjadi dasar perancangan penempatan mesin gerinda toolpost. Mesin bubut konvensional merk celtic 14 produced By PT. Persero Industri Mesin Perkakas Indonesia (IMPI) Cilegon Gambar 2.1 Mesin Bubut Konvensional

28 Pendukung data teknik dari mesin bubut konvensional tersebut dapat dilihat pada table 2.1. Daya Motor Putaran Minimum Tabel 2.1 Data Teknis Mesin Bubut Konvensional Putaran Maksimum Diameter Pencekaman Panjang Benda Kerja Bobot Mesin 3 PK 24 rpm 1000 rpm 300 mm 1000 mm 1 ton Keterangan Tabel 2.1 menunjukkan bahwa putaran mesin sesuai dengan data mesin, yaitu dari putaran minimum hingga putaran maksimum 24, 35, 45, 60, 75, 81, 118, 145, 235, 290, 370, 460, 515, 725 dan 1000 (satuan rpm), selanjutnya mesin bubut konvensional ini memiliki tinggi senter 12 atau 30, 48 mm Toolpost Toolpost adalah rumah pahat (tempat pengikatan pahat) yang dirancang sesuai kebutuhan misalnya tempat pahat faching tool, netral tool, thread tool, grouping tool, boring tool, center drill dan pahat inside tool Klasifikasi mesin gerinda toolpost Mesin gerinda toolpost adalah suatu alat Bantu untuk menggerinda benda kerja yang berbentuk diameter atau disebut juga dengan proses pekerjaan pemesinan lanjut, alat ini diletakkan pada tempat toolpost mesin bubut konvensional. Pada penelitian yang telah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya tentang rancang bangun mesin gerinda toolpost, telah banyak digunakan pada mesin bubut

29 konvensional, model dan desain konstruksi dari mesin gerinda toolpost berbeda-beda akan tetapi posisi kedudukan mesin gerinda toolpost tetap sama yaitu, diletakkan pada toolpost mesin bubut. Menurut Chris Heapy (1996), konstruksi mesin grinding toolpost yang pernah dirancang pada mesin bubut konvensional dengan kecepatan putar 2500 rpm seperti terlihat pada gambar 2.2. Mesin gerinda toolpost ini digunakan untuk proses pekerjaan akhir (finishing) dari hasil bubutan, penanganan pada pengerjaan ini biasanya untuk memperoleh hasil pekerjaan permukaan yang lebih halus dan mengkilat seperti kaca. Gambar 2.2 Mesin Gerinda Toolpost Proses hasil permukaan gerinda Serope Kalpakjian (1984), bahwa proses hasil permukaan specimen yang digerinda secara actual di dalam prakteknya di dapat dari kedalaman pemakanan yang terletak pada s.d in (0.01 s.d 0.07 mm)

30 Gambar 2.3 Proses Pemakanan Penggerindaan Berdasarkan ketetapan di dapat analisa perhitungan kedalaman pemakanan menggunakan persamaan, Pemilihan batu gerinda sehingga L = D. d (2.1) 4. v d t = (2.2) V. C. r D Untuk menjamin keberhasilan dari hasil penggerindaan, peneliti ini memilih batu gerinda sesuai dengan yang telah ditetapkan secara Internasional (ISO R, 605, 1117 dan 2933 Bonded Abrasive Product Grinding wheel dimensions part. 1, 2, 3).

31 Keterangan : D d t = Diameter luar = Diameter dalam = Tebal Gambar 2.4 Type I Lurus (Straight Wheel) Batu Gerinda Proses gerinda Proses gerinda dilaksanakan dengan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, untuk menghitung kecepatan batu gerinda dapat dilakukan dengan ketetapan, n s πxdsxn = 1 (2.3) Keterangan : n s d s n 1 = Kecepatan periferal batu gerinda = Diameter batu gerinda = Putaran batu gerinda maka putaran bahan uji, n w πxdwxn = 2 (2.4) Dimana : n w d w n 2 = Kecepatan periferal bahan uji = Diameter bahan uji = Putaran bahan uji

32 Kecepatan periferal specimen ini jauh lebih kecil daripada kecepatan periferal batu gerinda, hal ini bisa diambil rasio kecepatannya. n n s q = (2.5) w Dimana : q adalah rasio kecepatan (speed ratio = 20 s.d 120) Karena keausan batu gerinda makin lama semakin bertambah serta diameter spesimen makin mengecil, maka kedalaman penggerindaan makin lama semakin mengecil, untuk itu diperlukan kompensasi keausan, sehingga harga gerak makan radial yang dipilih pada mesin harus lebih besar dari pada kedalaman penggerindaan yang diinginkan. fr = a ( 1+ k) (2.6) Dimana : fr a k = gerak makan radial yang diatur pada mesin = kedalaman penggerindaan yang diinginkan = adalah kompensasi karena keausan batu gerinda dan pengecilan benda kerja d xl Gxd xb w w k = (2.7) s s d w l w d s = diameter bahan uji yang digerinda = panjang bahan uji yang digerinda = diameter awal batu gerinda

33 b s = lebar batu gerinda G = rasio penggerindaan Gambar 2.5 Proses Penggerindaan Benda Kerja Parameter rasio penggerindaan merupakan harga yang spesifik yang berlaku bagi suatu kombinasi jenis batu gerinda dan material spesimen pada kondisi penggerindaan. Dimana : Vw G = (2.8) Vs Vw = Volume material yang digerinda, diukur setelah proses penggerindaan selesai dilakukan Vs = Volume keausan batu gerinda, diukur secara pendekatan dengan cara mengukur permukaan dengan menggunakan microscope setelah proses penggerindaan

34 Kecepatan penghasilan tatal (rate of metal removed) dapat dihitung dengan menggunakan rumus, Z = πxdw xaxv / f (2.9) Dimana : Z dw a bs Vfa Vfr = Kecepatan penghasilan tatal = diameter bahan uji = kedalaman penggerindaan = lebar batu gerinda = Kecepatan gerak melintang eretan = Kecepatan makan radial Pengujian getaran mesin gerinda toolpost dengan analisa teori Berdasarkan desain dan pabrikasinya bahwa mesin gerinda toolpost digunakan pada proses pergerakan dinamis dengan kondisi batu gerinda berputar berlawanan jarum jam dan benda kerja berputar searah dengan jarum jam, sehingga dapat dianalisa sesuai dengan gerak yang timbul. Gambar 2.6 Mekanisme Gerak

35 Dalam kondisi ini dapat diasumsikan bahwa akan terjadi torsi yang dihasilkan motor melalui mekanisme pulley. Untuk memudahkan analisis gerak, maka gambar 2.6 dapat disederhanakan. Gambar 2.7 Proses tanpa Pemakanan Persamaan pada kondisi tanpa pemakanan sesuai dengan hukum Newton M = J & θ v J + J θ Ktθ T sinϖ Maka ( ) t = 0 (2.10) Untuk gerak harmonic maka berlaku θ = Asinϖt (2.11) & θ = Acosϖt (2.12) t 2 θ = ϖ Asinϖt (2.13) 2 Sehingga ( J + J )( ϖ A ϖt) Kt ( Asinϖt) T sinϖt sin = 2 ( k τ ( J + J ) ) A = To ϖ

36 Amplitudo getarannya T A = (2.14) 0 2 ( k ( J + J ) ϖ ) τ Frekuensi pribadi sistem kτ ϖ n = (2.15) ( J 01 + J 02 ) Kekakuan yang terjadi pada poros ( k τ ) G Kτ = I p ( Nm / rad ) (2.16) L Dimana I adalah momen inersia polar penampang melintang poros (m 4 p ) 4 πd I p = maka 32 k τ = 4 πd G 32L Massa momen inersia pada batu gerinda ( J 0 ) Untuk menghitung momen inersia pada pulley dan batu gerinda diperhitungkan terlebih dahulu dengan persamaan untuk pulley. V p 2 πd pt p = dan untuk batu gerinda V 4 b πd t = 4 2 p p maka 2 Wcd J 0 = atau 8g J 0 2 vc ρ. d = (2.17) 8

37 Maka torsi yang bekerja pada sistem (T) dianggap mengalami torsi harmonik sehingga T t) = T sinϖt diasumsikan bahwa torsi maksimum bekerja pada keadaan ( 0 sin ϖ t = 1, maka berlaku, 60xP T ( t) = To : T = 0 2πn (2.18) Gaya-gaya yang bekerja pada proses pemakanan batu gerinda dengan bahan uji adalah disebut dengan gaya yang bekerja, gaya tangensial dan gaya radial, maka untuk menghitung gaya. gaya gaya tangensial Nmr F = (2.19) n s Ft F1 xh eq m = (2.20) maka gaya radial yang terjadi F F = (2.21) υ 1 m n xh eq Kekasaran permukaan surface roughness Menurut Thomas (1999), bahwa kekasaran permukaan dapat diukur antara batas puncak tertinggi dan lembah bagian bawah yang membentuk sudut atau disebut gelombang amplitude dapat dilakukan pengukuran kekasaran permukaan dengan menggunakan alat stylus instrument.

38 Menurut G. Takeshi Sato (1983), kekasaran permukaan dari suatu proses pengerjaan mesin bubut merupakan faktor yang sangat penting dalam bidang produksi (proses pengerjaan), hal ini adalah untuk menjamin mutu, akurasi, dan kepresisian suatu komponen. Untuk memperoleh kualitas dari hasil pengerjaan pemesinan dari hasil bubutan diperlukan pengerjaan finishing dengan mengatur kecepatan putaran, depth of cut dan kecepatan langkah pemakanan yang bertujuan untuk mencapai suatu angka standard kekasaran permukaan rata-rata dan dengan nilai tingkat kekasaran permukaan tertentu, maka untuk menghitung nilai angka kekasaran permukaan ratarata yaitu dengan menggunakan persamaan. Ra = A1 + A2 + A An L = A L (2.22) Menurut Serope Kalpakjian (1984), nilai Ra adalah jumlah rata-rata puncak tertinggi dan terendah setiap gelombang serta berbanding terbalik dengan panjang pengukuran. Tabel 2.2 Harga Tingkatan Kekasaran Surface Roughness in Practice

39 Keterangan dari data menunjukkan batas roughness hasil uji coba grinding menunjukkan batasan berada pada posisi diantara 1.6 μm s.d 0.1 μm, maka dari data tersebut dinyatakan bahwa batas normalnya dapat dikelompokkan pada : a. Kasar = 1.6 μm s.d 0.8 μm b. Sedang = 0.8 μm s.d 0.4 μm c. Halus = 0.4 μm s.d 0.1 μm

40 2.2. Kerangka Konsep Penelitian Pengukuran posisi kedudukan Toolpost pada mesin bubut konvensional Desain mesin gerinda menggunakan Auto cad Pemilihan bahan berdasarkan spesifikasi Pemilihan mesin dan alat ukur dimensi proses pemesinan Pembuatan Bahan Uji Proses pembuatan komponen mesin gerinda Pengujian dimensi hasil proses permesinan Perakitan komponen Pengujian mesin gerinda Tidak Ya Pengujian getaran Tanpa beban dan menggunakan beban Pengujian kekasaran permukaan Bahan Uji Pengolahan data Analisys Hasil Tidak Ya Selesai Gambar 2.8 Kerangka Konsep Penelitian

41 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Desain, Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost Tempat dan waktu Untuk proses desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost dilaksanakan pada Pusat Pengembangan Penataran Guru Teknologi (PPPG Teknologi) Medan, dengan rentang waktu hingga mesin gerinda toolpost dan disetujui oleh pembimbing Bahan Bahan yang digunakan pada desain, pabrikasi mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional ini adalah berdasarkan spesifikasi standard bahan yang terdapat pada lampiran Pengujian Mesin Gerinda Toolpost Tempat dan waktu Tempat Pengujian mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional ini dilaksanakan pada : 1. Pengujian getaran mesin gerinda toolpost dilaksanakan pada Laboratorium Pusat Riset Universitas Sumatera Utara, Sekolah Pascasarjana Jurusan Teknik Mesin

42 2. Pengujian kekasaran permukaan hasil proses pekerjaan mesin gerinda toolpost dilakukan pada Departemen Perindustrian RI (PTKI) Medan 3. Waktu pengujian dilaksanakan hingga riset ini dianggap selesai oleh komisi pembimbing Bahan Uji Proses pembuatan bahan uji dilakukan dengan pembubutan hingga mencapai batas penggerindaan dengan dimensi sesuai gambar 3.1. Keterangan : Panjang bahan uji = 150 mm Diameter bahan uji = 24 mm Kekasaran permukaan = N 5 Simbol Patokan A = Bidang patokan terhadap kesumbuan Simbol kebulatan O = Kebulatan bahan uji terhadap kesumbuan dengan batas penyimpangan yang diizinkan 0.08 mm Simbol kelurusan = Kelurusan bahan uji terhadap kesumbuan dengan batas penyimpangan yang diizinkan 0.1 mm

43 Toleransi φ h 7 = Harga batas penyimpangan basis poros. Gambar 3.1 Bahan Uji 3.3. Pelaksanaan Desain Pelaksanaan desain mesin gerinda toolpost dilakukan dengan menggunakan software komputer (lampiran 14) dimensi kedudukan toolpost disesuaikan dengan kondisi dudukan toolpost mesin bubut konvensional yang menjadi patokan utama adalah tinggi senter mesin bubut konvensional, panjang dan lebar dari desain, pabrikasi yang akan dirancang (lampiran 13). Berikutnya untuk melakukan pemilihan bahan yang disesuaikan dengan proses desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost. Keterangan gambar : 1. Batu gerinda 2. Bearing 3. Pulley 1 4. Belt 5. Motor Listrik 6. Mur Pengunci 7. Baut Dudukan 8. Dudukan 9. Dudukan Motor Listrik 10. Poros 11. Rumah Poros 12. Pelindung Batu Gerinda 13. Bush Pengarah 14. Baut Penyetel Belt 15. Bush Gerinda 16. Pulley 2 Gambar 3.2 Mesin Gerinda toolpost

44 Batu Gerinda Dasar pemilihan batu gerinda pada mesin gerinda toolpost disesuaikan dengan grit size 60 dan grain size 40 ukuran serbuk 400 μm (terdapat pada Tabel 3.1) Tabel 3.1 Tingkat Kekasaran Batu Gerinda Grit size Grain size Ukuran serbuk μm Klasifikasi serbuk Grit size Grain size Ukuran serbuk μm Sangat Kasar Kasar Medium 320 F F F F F 8 6 Menurut Taupiq Rochim (1993) tingkat kekasaran proses gerinda Klasifikasi serbuk Halus Sangat Halus Super Halus Bantalan Pada proses perancangan bantalan yang digunakan pada poros batu gerinda toolpost adalah menggunakan standard SKF dengan standard ukuran sesuai Tabel 3.2. Tabel 3.2 Bantalan Diameter Dalam d Diameter Luar D Tebal B Kemampuan Beban Dinamik Beban Statik Limit Kecepatan rpm 17 mm 40 mm 16 mm s/d Data bantalan menurut standard bantalan SKF. Type NU NU 2203 ECP

45 Putaran mesin, komponen belt dan pulley Menurut Serope Kalpakjian (1984), telah menemukan bahwa putaran mesin untuk proses gerinda dibagi kepada dua kelompok, pertama putaran benda kerja yang terletak diantara 30 rpm s.d 200 rpm, dan kedua putaran mesin gerinda di atas 2500 rpm. Dari data ini dapat ditentukan tentang perancangan belt dan pulley yang dipilih untuk proses desain pabrikasi mesin gerinda toolpost. Sebagai bahan referensi bahwa belt dan pulley yang digunakan pada proses pabrikasi mesin gerinda toolpost adalah berdasarkan International Engineering Associales oleh Tyler G. Hicks 1987, maka belt dan pulley pada Tabel 3.3 dan 3.4. Tabel 3.3 Capacity Belt Belt Speed 30/64 in (7,9mm) 23/64 in (9,1 mm) Ft/min m/s Medium Heavy ,3 25,4 30,5 10,9 12,5 13,2 12,6 14,5 15,2 Tabel 3.4 Pulley dengan type V Pulley speed Minimum pulley diameters Ft/min Up to m/s Up to in cm in cm ,7 20,3 20,3 30, ,7 15,2 17, ,3 22,9 25,4 Berdasarkan International Engineering Associales oleh Tyler G. Hicks.

46 Motor Listrik Pemilihan motor listrik untuk komponen mesin gerinda toolpost di sesuaikan standard kecepatan (putaran mesin gerinda), dalam hal ini spesifikasi motor listrik yang digunakan adalah : Type = 7104 Spec. MC/JB Output = ¼ HP Volts = 110 / 220 Hz = 50 / 60 Amp = (50 Hz) 5,5 / 2,6 dan (60Hz) 4,6 / 2,3 Rpm = 1440 / 1730 Motor listrik ini diproduksi by Fuzhou Electric Mashine & Factury China 3.4. Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost Pada proses pabrikasi mesin gerinda toolpost dijabarkan dalam tabel kegiatan, dan hasil proses pabrikasi dapat dilihat pada lampiran 5. Tabel 3.5 Komponen mesin gerinda toolpost sesuai desain No Nama Bagian Spesifikasi Standard Keterangan 1. Batu Gerinda φ 90 x 10 x 16 Gs 60, Serbuk 400 μm Di beli 2. Bantalan φ 36 x 10 SKF Nu 2203 ECF Di beli 3. Pulley 1 φ 116 x 22 Aluminum Di buat 4. Belt φ Seri A 23 Type V. Max rpm Di beli 5. Motor Listrik ¼ Hp 1440 rpm Electric motor Di beli 6. Mur Penginci M. 17 x 1,5 Mild Steel Di beli 7. Baut Dudukan M. 17 x 1,5 Mild Steel Standard 8. Dudukan x100x20 Mild Steel Di buat 9. Dudukan Motor 173 x 143 x8 Mild Steel Di buat 10. Poros φ 18 x 170 Mild Steel Di buat 11. Rumah Poros φ 60 x 140 Mild Steel Di buat

47 Tabel 3.5 Komponen mesin gerinda toolpost sesuai desain (lanjutan) 12. Pelindung Batu φ 116 x 60 Aluminum Di buat Gerinda 13. Bush Pengarah φ 41 x 80 Mild Steel Di buat 14. Baut Penyetel M. 12 x 1,25 Mild Steel Di beli 15. Bush Gerinda φ 26 x 22 Mild Steel Di buat 16. Pulley 2 φ 42 x 34 Mild Steel Di buat 3.5. Peralatan Peralatan yang digunakan untuk proses pabrikasi mesin gerinda toolpost ini menggunakan beberapa peralatan dan mesin. a. Peralatan mesin yang digunakan pada proses pabrikasi mesin gerinda toolpost sesuai dengan bentuk dan desainnya pada table 3.6. Tabel 3.6 Mesin yang digunakan pada proses Pabrikasi No Mesin Kegunaan Mesin Gergaji Mesin Bor Mesin Sekraf Mesin bubut Mesin gerinda Memotong benda kerja awal pada bagian seluruh komponen mesin gerinda toolpost Untuk membuat Lubang pada benda kerja, misalnya baut dudukan, baut bush pengarah, pelindung batu gerinda dan rumah poros Memotong bentuk benda kerja pada komponen Dudukan 1, dudukan motor listrik, pelindung batu gerinda, batu gerinda dan rumah poros. Membuat benda kerja rumah poros, poros, pelindung batu gerinda dan Bush pengarah Melakukan pekerjaan finishing antara lain tempat dudukan bantalan pada poros dan bush pengarah b. Peralatan pendukung yang digunakan pada proses pembuatan mesin gerinda toolpost meliputi perlengkapan mesin dan alat keselamatan kerja

48 Tabel 3.7 Peralatan yang dibutuhkan pada Proses Pabrikasi No Peralatan Kegunaan 1. Sheetmat Alat ukur dimensi benda kerja 2. Micrometer Alat ukur dimensi benda kerja pada proses finishing 3. V. Blok Dudukan benda kerja pada proses pengukuran bentuk bulat 4. Paralel Alas (landasan) benda kerja pada saat pengikatan pada ragum 5. Kunci-kunci Pengikatan mesin gerinda, pengikatan mur pengunci pahat 6. Pahat, mata bor, Alat potong benda kerja yang digunakan sesuai dengan gergaji, senter drill kebutuhannya. 7. Kaca mata dan sarung Alat keselamatan kerja digunakan pada saat proses tangan pembuatan 8. Format instrument data Mendata/mencatat besarnya getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost 3.6. Rancangan Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen dengan mengambil sampel sebanyak 12 buah bahan uji. Pelaksanaan pengujian dilakukan secara bertahap dengan mengambil data masukan dari pengujian getaran yang terjadi pada proses tanpa beban dan dengan menggunakan beban serta menguji respon kekasaran hasil penggerindaan Variabel yang diamati Rancangan penelitian getaran adalah untuk menyelidiki getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional ini dilakukan pengujian getaran. Hal ini dengan mengidentifikasi seberapa besarnya getaran yang terjadi pada saat tanpa menggunakan beban dan menggunakan beban. Untuk menguji getaran yang terjadi dapat dilakukan menggunakan vibrometer analog VM-3314A, sehingga dalam pengolahan data dapat dianalisis dengan

49 menggunakan ketentuan besarnya getaran yang terjadi. Untuk mendapatkan data dan karakteristik getaran pada proses mesin gerinda toolpost bekerja ditentukan beberapa variabel yaitu putaran motor listrik, kedalaman pemakanan dan gerakan pemakanan. 1. Putaran mesin untuk proses pembubutan awal bahan uji (specimen) dalam penelitian ini ditetapkan berdasarkan : πd wn Vc = sehingga 1000 Vcx1000 n = (3.1) π d w Maka, 25x1000 n = = 332rpm 3,14x24 2. Pada proses pembuatan finishing maka putaran 290 rpm (hal ini disesuaikan dengan data putaran pada mesin bubut konvensional) Gambar 3.3 Bahan Uji Hasil Pembubutan pada Mesin Bubut Konvensional 3. Sedangkan putaran mesin bubut konvensional untuk penggerindaan bahan uji ditetapkan dengan putaran 125 rpm dan dilaksanakan pada mesin Harrison M 300 pada Fakultas Teknik USU Medan

50 4. Putaran motor listrik mesin gerinda toolpost ditetapkan berdasarkan spesifikasi motor listrik, maka untuk mencapai kecepatan yang diharapkan dengan membuat perbandingan besar diameter Pulley 1 dengan diameter pulley 2 sehingga putaran batu gerinda. Diameter. pulley n x = 1 m n t Diameter. pulley2 (3.2) x = rpm = 3000rpm Kedalaman pemakanan (a) pada penelitian ini ditetapkan berdasarkan proses kedalaman pemakanan sesuai sub bab yaitu 0,01 s.d 0,07 mm dengan mengambil sampel kedalaman pemakanannya 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm dan 0.07 mm 6. Kecepatan gerak pemakanan dalam penelitian ini ditetapkan berdasarkan data mesin bubut dengan kecepatan gerak pemakanan 0.05 mm/min. Bahan uji hasil penggerindaan terlampir pada lampiran Teknik Pengumpulan Data Penelitian Pengukuran respon getaran Untuk pengukuran respon getaran mesin gerinda toolpost dilakukan dengan tiga arah atau disesuaikan dengan arah gerakan mesin bubut konvensional, dengan posisi titik pengukurannya pada pelindung batu gerinda gambar 3.4.

51 Keterangan : 1. Arah gerakan horizontal = Hh 2. Arah pergerakan vertical = Hv 3. Arah pergerakan axial = Hx Gambar 3.4 Posisi Titik Pengukuran Menggunakan Vibrometer 1. Teknik pengumpulan data getaran Untuk pengumpulan data getaran dipersiapkan instrument pengumpulan data yang berisikan arah pengukuran, kedalaman pemakanan dan kecepatan pemakanan. Instrumen pengambilan data pengukuran getaran (displacement, velocity dan acceleration) proses penggerindaan tanpa menggunakan bahan uji dan menggunakan bahan uji. 2. Alat pengukuran getaran Alat pengukuran getaran selama proses penggerindaan spesimen akan terdapat kecepatan dan percepatan, setiap titik pengukuran pada kondisi tanpa beban (tanpa bahan uji) dan menggunakan beban (dengan bahan uji), maka untuk

52 mengambil data dibutuhkan alat pengukur getaran (handy vibrometer Vm- 3314A) data alat terlampir pada lampiran 2. Untuk melakukan pengujian respon getaran maka ditetapkanlah titik pengukuran pada gambar 3.5. Keterangan : 1. Bahan uji 2. Batu gerinda 3. Pelindung batu gerinda 4. Posisi vertical alat uji 5. Posisi Horizontal alat uji 6. Posisi Axial Alat uji Gambar 3.5 Set Up Alat Pengujian Respon Getaran Pengukuran respon kekasaran permukaan Konfigurasi permukaan hasil proses penggerindaan adalah hal utama pada proses riset yang dilakukan untuk menetapkan bahwa mesin gerinda toolpost pada

53 mesin bubut konvensional dapat diproduksi. Untuk membuktikan berapa besarnya harga kekasaran permukaan datanya dikumpulkan pada instrumen, untuk mengukur kekasaran permukaan menggunakan alat Mitutoyo Surftest-402 (lampiran 3). Untuk melakukan pengujian respon kekasaran permukaan ditetapkanlah titik pengukuran sesuai pada gambar 3.6 Keterangan : 1. Peraba 2. Baut Penyetel 3. Poros 4. Tombol on off 5. Tombol Set 6. Tombol Pengurangan 7. Tombol Penambahan 8. Motor Listrik 9. Dudukan 10. Dudukan 11. Blok V 12. Meja 13. Benda Uji Gambar 3.6 Set Up Alat Pengujian Kekasaran Permukaan Secara keseluruhan variabel yang diamati pada penelitian ini : 1. Putaran mesin gerinda toolpost 2. Putaran mesin bubut konvensional

54 3. Kedalaman pemakanan dan kecepatan pemakanan 4. Gaya-gaya yang terjadi pada proses pemakanan 5. Respon getaran tanpa pemakanan, displacement, velocity, dan acceleration dengan masing-masing memiliki arah vertikal dan arah horisontal. 6. Respon getaran menggunakan nahan uji pada pengujian displacement, velocity dan acceleration dengan masing-masing memiliki arah axial, arah vertikal dan arah horisontal 7. Respon kekasaran permukaan yang dihasilkan dari penggerindaan bahan uji berdasarkan ketetapan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm dan putaran mesin bubut konvensional 125 rpm dengan kecepatan pemakanan 0.05 mm, serta kedalaman pemakanan yang bervariasi antara : 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm dan 0.07 mm

55 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pendahuluan Penelitian ini memodelkan bentuk fisis sistem pada analisa data untuk getaran tanpa menggunakan beban dan menggunakan beban (Ikhwansyah, 2004). Bahan yang digunakan pada pengujian menggunakan bahan mild steel sebagai bahan uji, menurut John A. Schey (1987), bahan mild steel sesuai pada Tabel 4.1. Bahan Uji Tabel 4.1 Low Carbon Steel dengan Data Properties Tensile Strength MPa Fatique Strength MPa Density Kg/m 3 Hardness HB Carbon Steel Mild Steel ,15 C Selanjutnya bahan uji tersebut dilakukan pengujian dengan menggunakan alat pengujian tarik (data terlampir pada lampiran 7) Sistem yang digunakan dalam pengambilan data dari pengujian ini adalah menguji seberapa besar respon getaran mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional tanpa beban dan menggunakan beban dengan kedalaman pemakanan ditetapkan 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm dan 0.07 mm. Untuk mengetahui seberapa besar respon kekasaran permukaan benda uji, selanjutnya dilakukan dengan pengujian kekasaran permukaan surface roughness. Hal ini dilakukan untuk

56 memberikan informasi tentang hasil pengujian, bahwa desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost pada mesin bubut dapat diketahui secara teoritis. Tabel 4.2 Capacity dan Identifikasi Data Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin Bubut Konvensional No Capacity Simbol Harga Satuan 1 Daya output P ,1865 Hp & Kw 2 Putaran batu gerinda n rpm 3 Putaran batu uji n rpm 4 Panjang Poros l w 140 mm 5 Diameter poros batu gerinda d p 18 mm 6 Diameter Pulley d p2 42 mm 7 Tebal pulley t p 14 mm 8 Kerapatan massa baja ρ 7800 kg/m 3 9 Modulus elastisitas geser G 200 x 109 N/m 2 10 Diameter batu gerinda d s 90 mm 11 Lebar batu gerinda b s 10 mm 12 Kerapatan massa batu ρ 7100 kg/m 3 13 Kecepatan pemakanan f 0,05 mm/rev 14 Tebal beram ekivalen h eq 0,266 μm 15 Koefisien gesek interaksi υ 0,30 16 Konstanta potong untuk baja m 0,75 Untuk mencapai kecepatan yang diharapkan dengan membuat perbandingan besar diameter Pulley 1 dengan diameter pulley 2, maka putaran batu gerinda dapat dihitung. a. Putaran batu gerinda Diameter pulley Diameter Pulley 1 n m x = 2 n 1

57 Sehingga x = rpm = 3000 rpm 42 b. Kecepatan sudut (ϖ ) 2 n1 ϖ = π 60 2 x3,14 x3000 = = 314rad / s 60 c. Kekakuan pegas torsional poros (k t ) perlu diketahui terlebih dahulu Inersia polar penampang melintang poros (m 4 ) 4 4 d p xg 3,14(0,018) x (200 x10 kt = π = 32 x L 32(0,14) 9 ) = 14722,85 Nm / rad d. Untuk menghitung massa momen Inersia (J 0 ), maka massa untuk pulley. V p d + π 2 p2 4 xt p 3,14(0,042) = 4 2 x (0,014) = 1,94 x10 5 m 3 5 ( 1,94 x10 ) x (7800) x (0,042) 2 J 01 = = 0,0008kgm / rad 8 e. Torsi yang bekerja pada system (T) sistem dianggap mengalami torsi harmonik T(t) = T0 sinϖt, yang diasumsikan bahwa torsi maksimum bekerja pada keadaan sin ϖ t = 1 f. Frekuensi pribadi sistem ( ϖ n ) 3 60 x P 60(0,1865 x10 ) T0 = = = 0, 6 Nm 2π n 2 xπ x ,85 ϖ n = = 1516,72rad / s 0, ,0056

58 g. Amplitudo getaran torsional (A) adalah A = T 0,6 0 = 2 ( k ( J + J ) xϖ ) ( 14722,85 ( 0,008 0,0056) x314) + t A = 4, rad h. Gaya-gaya yang bekerja pada proses pemakanan batu gerinda dengan bahan uji adalah gaya yang bekerja, gaya tangensial dan gaya radial. Untuk menghitung gaya yang diperlukan adalah kecepatan putaran mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional. n s n s π x d s x n = x 90 x 3000 = π = 14,13m / det ik i. Gaya yang bekerja pada proses penggerindaan benda kerja N F = n Gambar 4.1 Gaya-gaya yang terjadi mr = s N 0,1865 Kw 186,5w F = = = 13, N 14,13 14,13

59 maka F 13, F 1 = = = 1, N / mm b 8 j. Gaya tangensial m F' t = F1 x h eq 0,75 F' t = 1, (0,266) = N / mm F' t = 1, x 0,370391= 0, N / mm k. Gaya radial yang bekerja F1 m Fn = x heq = N / mm υ 1, , 75 F n = x 0,266 = N / mm 0,3 1, F n = x 0,370391= 2, N / mm 0, Pelaksanaan Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Pengujian respon getaran tanpa beban dilakukan untuk mengetahui seberapa besar respon getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost pada saat tanpa beban. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar penyimpangan dengan respon pengujian getaran menggunakan beban.

60 4.3. Pengukuran Langsung Respon Getaran Tanpa Beban Hasil Pengukuran getaran pada pelindung batu gerinda dengan kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm dan putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, maka dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Pengujian Displacement μm Velocity m/s Acceleration m/s 2 Hx Hv Hh Hx Hv Hh Hx Hv Hh x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 10-3 Jumlah rata-rata x x x x x x 10-3 Harga respon getaran pada table 4.3 adalah penjumlahan harga rata-rata yang di dapat dari pengukuran langsung displacement, velocity dan acceleration di bagi dengan jumlah pengujian. Berdasarkan analisa perhitungan getaran di dapat berdasarkan : θ = Asinϖt (2.11) & θ = Acosϖt (2.12) & θ = 2 ϖ Asinϖt (2.13) Bila amplitude (A) dianggap sama berdasarkan analisa getaran : A1 = A2 = A3 dan θ & θ ˆ θ = = 2 sin. ϖt ϖ.cos. ϖt ϖ.sin. ϖt

61 Sehingga θ sinϖt = & θ ϖ.cosϖt Maka θϖ ϖt = arc tan & θ Aksial ω = && θ = θ 2,3 x ,125 x10 6 = = x10 3 = = 13.24rad / s 6 θϖ 13,123 x10 x13,24 ϖτ = = & 3 θ 0,222 x10 = x10 3 = rad

62 θ ϖ ϖ = & θ 13,24τ = 0,0781 τ = s θ 13,125 x10 A= = Sinϖτ Sin 6 ( 13,24 x 0,0058) 13,125 x10 = 0, = 1714,09 x10 6 = 1,71x10 4 m Vertikal ω && θ θ 1,837 x10 13,125 x10 3 = = 6 = 0.14 x10 3 = 140 = 11,83rad / s

63 6 θϖ 13,125 x10 x11.83 ϖτ = = & 3 θ x x10 = x = 108,96 x10 3 = 0,1089rad θϖ ϖτ = & θ 11.83τ = τ = s θ 13,125 x10 A= = Sinϖτ Sin 6 ( x 0,0009) 13,125 x10 = 0, = x10 6 = 1,23 x10 4 m

64 Horisontal ω && θ θ 1,83 x10 3 = = x10 = x10 3 = = 10,17 rad / s 6 θϖ x10 x10.18 ϖτ = = & 3 θ 1.75 x x10 = x10 6 = x10 3 = 0, rad θϖ ϖτ = & θ 10.17τ = τ = 0,01s

65 θ x10 A= = Sinϖτ Sin 6 ( x 0,01) x10 = 0, = x10 6 = 1,73 x10 4 m Tabel 4.4 Analisa Perhitungan Tanpa Pemakanan Arah Axial Vertikal Horisontal ω (rad/s) 13,24 11,83 10,17 ωt (rad) 0,0781 0,1089 0,1024 T (s) A (m) 1,7 x ,23 x ,73 x 10-4 Dari hasil pengukuran di dapat bahwa untuk posisi pengukuran displacement pada posisi titik tertinggi respon getaran terdapat pada pengukuran 1 arah horisontal dengan harga 21,5 μm, dan posisi titik terendah pada pengukuran 4 arah axial dengan harga 11 μm. Untuk hasil pengukuran velocity di dapat respon pengukuran tertinggi pada arah axial dengan harga 3.42 x 10-3 m/s, dan terendah terdapat pada pengukuran arah vertikal pada pengukuran 4 dengan harga 1.2 x 10-3 m/s. Selanjutnya hasil pengukuran acceleration posisi pengukuran titik tertinggi terdapat pada pengukuran 1

66 arah axial dengan harga 2.7 x 10-3 m/s. dan terendah pada pengukuran 4 arah horisontal dengan harga 1.42 x 10-3 m/s. a. Respon getaran pada pengukuran displacement Gambar 4.2 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal, dan arah horisontal. b. Respon getaran pada pengukuran velocity Gambar 4.3 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity

67 Respon getaran pada pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal, dan arah horisontal. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration Gambar 4.4 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan sedikit mengarah penurunan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal Pengukuran Langsung Respon Getaran dengan Menggunakan Beban. Pengukuran langsung respon getaran dilakukan dengan kondisi mesin gerinda toolpost sedang melakukan proses penggerindaan bahan uji, dari data hasil pengujian akan di dapat dari skala vibrometer analog yang kemudian di catat pada instrument pengumpulan data, pelaksanaan pengujian getaran sesuai gambar 4.5.

68 1. Siapkan alat dan bahan untuk pengujian getaran 2. Lakukan uji jalan mesin bubut konvensional, pengaturan kecepatan, kecepatan potong dan kedalaman pemakanan 4. Lakukan pemakanan awal dengan kedalaman pemakanan yang ditetapkan (0,01; 0,03; 0,05; 0,07 mm) dengan 3 kali secara berulang-ulang 3. Lakukan pengaturan dudukan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut 5. Lakukan pengukuran dimensi bahan uji menggunakan alat ukur micrometer 6. Lakukan pengukuran respon getaran menggunakan Vibrometer analog 3314 A 7. Lakukan tabulasi data pengukuran getaran pada instrumen data Keterangan :Pada langkah 4 dari gambar 4.5 bahwa penggerindaan dan pengukuran respon getaran dilakukan secara bertahap sesuai dengan kedalaman pemakanan Gambar 4.5 Flow Chart Pengukuran Respon Getaran

69 Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm dan kecepatan potong 0,05 mm/rev serta kedalaman pemakanan 0,01 mm. Tabel 4.5 Pengukuran Reson Getaran dengan kedalaman Pemakanan 0,01 mm Time Displacement μm Velocity m/s Acceleration m/s2 Hx Hv Hh Hx Hv Hh Hx Hv Hh x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 10-3 a. Respon getaran pada pengukuran displacement dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm Gambar 4.6 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 17,5 μm dan pengukuran

70 minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 13 μm, maka selisihnya adalah 4,5 μm. Dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 14,5 μm, maka selisihnya 8,0 μm. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 18,5 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 12,5 μm, maka selisihnya 6,0 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, maka dapat di lihat pada gambar 4.7 Gambar 4.7 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 7 dengan harga 4.35 x 10-3 m/s, dan pengkuran minimum terdapat pada titik 3 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s, maka

71 selisihnya 1.8 x 10-3 m/s. Pada arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.7 x 10-3 m/s, maka selisihnya 5.3 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pada titik 1 dengan harga maksimum 4.35 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 1.95 x 10-3 m/s, maka selisihnya 2.4 x 10-3 m/s. Respon getaran pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit mengarah penurunan dan arah horisontal konstan. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm Gambar 4.8 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.9 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s 2. Pada pengukuran arah vertikal di dapat

72 pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.50 x 10-3 m/s 2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pada titik 4 dengan harga maksimum 3.6 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s 2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan potong 0,05 mm/rev, serta kedalaman pemakanan 0,03 mm Tabel 4.6 Pengukuran Respon Getaran dengan Kedalaman Pemakanan 0,03 mm Time Displacement μm Velocity m/s Acceleration m/s2 Hx Hv Hh Hx Hv Hh Hx Hv Hh x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 10-3 a. Respon getaran pada pengukuran displacement dengan kedalaman pemakanan 0,03 mm

73 Gambar 4.9 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 3 dengan harga 17 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 14 μm, maka selisihnya adalah 43,0 μm. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 6,0 μm. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 6,0 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 3,0 mm

74 Gambar 4.10 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 4.65 x 10-3 m/s, dan pengkuran minimum terdapat pada titik 5 dengan harga 3 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.65 x 10-3 m/s. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8.5 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 2 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 2 dengan harga 5.55 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 9.5 x 10-3 m/s. Respon getaran pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit terbuka dan arah horisontal. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,03 mm

75 Gambar 4.11 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 3.3 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.05 x 10-3 m/s 2. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.7 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s 2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.75 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.50 x 10-3 m/s 2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan potong 0,05 mm/rev, serta kedalaman pemakanan 0,05 mm

76 Tabel 4.7 Pengukuran Respon Getaran dengan Kedalaman Pemakanan 0,05 mm Time Displacement μm Velocity m/s Acceleration m/s2 Hx Hv Hh Hx Hv Hh Hx Hv Hh x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 10-3 a. Respon getaran pada pengukuran displacement dengan kedalaman pemakanan 0,05 mm Gambar 4.12 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 19.5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 14.5 μm, maka selisihnya adalah 5.0 μm. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 9,0 μm. Selanjutnya pengukuran arah

77 horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 24 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 7.5 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal secara bersamaan mengarah turun. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 0.05 mm Gambar 4.13 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 4.5 x 10-3 m/s, dan pengkuran minimum terdapat pada titik 3 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.95 x 10-3 m/s. Dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.5 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum

78 pada titik 1 dengan harga 8 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.5 x 10-3 m/s. Respon getaran pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit ada perbedaan mengarah lebih terbuka (lebih besar) dan arah horisontal. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,05 mm Gambar 4.14 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.75 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.4 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s 2. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.85 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.2 x 10-3 m/s 2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di

79 dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 3.15 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.4 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 7.5 x 10-3 m/s 2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm dan kecepatan potong 0,05 mm/rev, serta kedalaman pemakanan 0,07 mm Tabel 4.8 Pengukuran Respon Getaran dengan Kedalaman Pemakanan 0,07 mm Time Displacement μm Velocity m/s Acceleration m/s2 Hx Hv Hh Hx Hv Hh Hx Hv Hh x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 10-3 a. Respon getaran pada pengukuran displacement dengan kedalaman pemakanan 0,07 mm

80 Gambar 4.15 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 19.5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 15 μm, maka selisihnya adalah 4.5 μm, serta pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 27 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 10.5 μm. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 2 dengan harga 22,5 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 18 μm, maka selisihnya 7.5 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal pergerakannya mengarah secara bersamaan menurun dan kemudian stabil. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 0,07 mm

81 Gambar 4.16 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 3 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s, maka selisihnya 3.95 x 10-3 m/s. Dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8.5 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 2 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 5.25 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 3.45 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.8 x 10-3 m/s. Respon getaran pada pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit ada perbedaan mengarah lebih terbuka (lebih besar) dan arah horisontal saling terbuka terhadap arah vertikal.

82 c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,07 mm Gambar 4.17 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.9 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.7 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.2 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 3 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.05 x 10-3 m/s 2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 3.3 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s 2, maka selisihnya 1.05 x 10-3 m/s 2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal.

83 4.5. Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Displacement terhadap Waktu Pengkuran respon getaran pada pengukuran displacement terhadap waktu dengan variasi kedalaman pemakanan yang berbeda, hal ini untuk melihat seberapa pengaruhnya besar respon getaran yang terjadi apabila penggerindaan dilakukan terhadap bahan uji secara terus menerus dengan ketetapan waktu. Tabel 4.9 Hasil Respon Getaran pada Pengukuran Displacement terhadap Waktu Dengan Kedalaman Pemakaman Data Pendukung : PENGUKURAN DISPLACEMENT μm Putaran Mesin Gerinda Toolpost = 3000 rpm dan putaran mesin bubut : 125 rpm Kecepatan Pemakanan = 0.05 mm/put Kedalaman Pemakanan = 0.01; 0.03; 0.05 dan 0.07 mm Time Axial Vertikal Horisontal a. Grafik hubungan respon getaran displacement arah axial terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

84 Gambar 4.18 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Dari gambar 4.18 bahwa respon getaran pada pengukuran displacement arah axial dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 17.5 μm sampai dengan 19.5 μm dan pada pengukuran akhir pada batas antara 13.5 μm sampai dengan 15.5 μm maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan displacement terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya. b. Grafik hubungan respon getaran displacement arah vertikal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

85 Gambar 4.19 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Dari gambar 4.19 bahwa respon getaran pada pengukuran displacement arah vertikal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 22.5 μm sampai dengan 27 μm dan pada pengukuran akhir pada batas antara 16.5 μm sampai dengan 18 μm maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan displacement terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya. c. Grafik hubungan respon getaran displacement arah horisontal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

86 Gambar 4.20 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Dari gambar 4.20 bahwa respon getaran pada pengukuran displacement arah horisontal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 22.5 μm sampai dengan 24 μm dan pada pengukuran akhir pada batas antara 17 μm sampai dengan 19.5 μm maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan displacement terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah harga respon getarannya Hubungan Respon Getaran pada Pengkuran Velocity terhadap Waktu Pengukuran respon getaran pada pengukuran velocity terhadap waktu dengan variasi kedalaman pemakanan yang berbeda, hal ini untuk melihat seberapa pengaruhnya besar respon getaran yang terjadi apabila penggerindaan dilakukan terhadap bahan uji secara terus menerus dengan ketetapan waktu, data dapat di lihat pada lampiran 9.

87 a. Grafik hubungan respon getaran velocity arah axial terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm. Gambar 4.21 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran velocity arah axial dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 4.5 x 10-3 m/s sampai dengan 4.65 x 10-3 m/s, dan pada pengukuran akhir pada batas antara 3.6 cm/s sampai dengan 4.35 x 10-3 m/s maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan velocity terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya. b. Grafik hubungan respon getaran velocity arah vertikal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

88 Gambar 4.22 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran velocity arah vertikal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 8 x 10-3 m/s sampai dengan 8.5 x 10-3 m/s, pada pengukuran akhir pada batas antara 2.7 x 10-3 m/s sampai dengan 6.5 x 10-3 m/s maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan velocity terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya c. Grafik hubungan respon getaran velocity arah horisontal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

89 Gambar 4.23 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran velocity arah horisontal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 4.35 x 10-3 m/s sampai dengan 5.4 x 10-3 m/s, dan pengukuran akhir pada batas antara 2.7 x 10-3 m/s sampai dengan 3.75 x 10-3 m/s maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan velocity terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah harga respon getarannya 4.7. Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration terhadap Waktu Pengukuran respon getaran pada pengukuran acceleration terhadap waktu dengan variasi kedalaman pemakanan yang berbeda, hal ini untuk melihat seberapa besar pengaruhnya respon getaran yang terjadi apabila penggerindaan dilakukan terhadap bahan uji secara terus menerus dengan ketetapan waktu, data dapat di lihat pada lampiran 10.

90 a. Grafik hubungan respon getaran acceleration arah axial terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm. Gambar 4.24 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran acceleration arah axial dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 3.15 x 10-3 m/s2, sampai dengan 3.6 x 10-3 m/s 2, dan pada pengukuran akhir pada batas antara 2.25 x 10-3 m/s 2, sampai dengan 2.85 x 10-3 m/s 2, maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan acceleration terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya b. Grafik hubungan respon getaran acceleration arah vertikal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

91 Gambar 4.25 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran acceleration arah vertikal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 3 x 10-3 m/s2, sampai dengan 3.45 x 10-3 m/s 2, hal ini menunjukkan bahwa pada daerah tersebut diperkirakan meja (eretan) mesin bubut konvensional terdapat tonjolan yang disebabkan oleh tatal, dan pada pengukuran akhir di dapat pada batas antara 2.25 x 10-3 m/s 2, sampai dengan 2.85 x 10-3 m/s 2, maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan acceleration terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya c. Grafik hubungan respon getaran acceleration arah horisontal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

92 Gambar 4.26 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran acceleration arah horisontal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 2.25 x 10-3 m/s2, sampai dengan 3.3 x 10-3 m/s 2, dan pengukuran akhir di dapat pada batas antara 2.25 x 10-3 m/s 2 sampai dengan 2.4 x 10-3 m/s 2, maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan acceleration terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah harga respon getarannya Harga rata-rata Respon Getaran Pengujian langsung respon getaran yang telah dilakukan pada penggerindaan bahan uji menggunakan mesin gerinda toolpost yang memiliki putaran 3000 rpm pada mesin bubut konvensional dengan putaran 125 rpm, dan kecepatan potong 0,05 mm/put serta variasi kedalaman pemakanannya 0,01mm, 0,03 mm, 0,05 mm, 0,07 mm sehingga di dapat harga rata-rata respon getaran.

93 Tabel 4.10 Harga Rata-rata Respon Getaran Bahan Uji Displacement μm Velocity m/s Acceleration m/s 2 Hx Hv Hh Hx Hv Hh Hx Hv Hh x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 10-3 Harga respon getaran pada table 4.10 adalah penjumlahan harga rata-rata yang di dapat dari pengukuran langsung displacement, velocity dan acceleration di bagi dengan jumlah pengukuran (T/s). Berdasarkan analisa perhitungan getaran di dapat berdasarkan : θ = Asinϖt (2.11) & θ = Acosϖt (2.12) & θ = 2 ϖ Asinϖt (2.13) Bila amplitude (A) dianggap sama berdasarkan analisa getaran. A1 = A2 = A3 dan θ & θ ˆ θ = = 2 sinϖt ϖ cosϖt ϖ sinϖt sehingga θ sinϖt = & θ ϖ cosϖt maka

94 θ ϖ ϖt = arc tan & θ Analisa bahan uji 1 Axial : ϖ && θ θ 2.9 x10 15 x10 3 = = 6 = 13.9rad / s 6 θϖ 15 x10 x13.9 ϖτ = = & 3 θ x x10 = x10 6 = x10 3 = rad θϖ ϖτ = & θ 13.9τ = τ = 0.046s θ 15 x10 A= = sinϖτ sin 6 ( 13.9 x 0.046) = 2.34 x10 4 m

95 Vertkal : ω && θ θ 3.1x10 19 x10 3 = = 6 = rad / s ϖτ 6 θϖ 19 x10 x12.7 = = 0.045rad & 3 θ x10 = θϖ ϖτ = & θ 12.27τ = τ = s 6 θ 19 x10 4 A= = = 4.27 x10 m Sinϖτ Sin ( 12.9 x ) Horisontal : ω && θ θ x x10 = = 6 = 14.45rad / s ϖτ 6 θϖ x10 x14.45 = = rad & 3 θ x10 = θϖ ϖτ = & θ 14.45τ = τ = s 6 θ x10 A= = = 2.14 x10 Sinϖτ Sin ( x ) 4 m

96 Analisa bahan uji 2 Axial : ϖ && θ θ x x10 3 = = 6 = 13.36rad / s 6 θϖ 15.7 x10 x13.36 ϖτ = = & 3 θ x10 = x10 3 = rad θϖ ϖτ = & θ 13.36τ = τ = s θ 15.7 x10 A= = sinϖτ sin 6 ( x 0.042) = 2.8 x10 4 m Vertkal : ω && θ θ 3.17x x10 3 = = 6 = 12.54rad / s ϖτ 6 θϖ 20.1x10 x12.54 = = 0.033rad & 3 θ 7.6 x10 =

97 θϖ ϖτ = & θ 12.54τ = τ = s θ A= = Sinϖτ Sin 6 20 x10 = 6.17 x10 ( x ) 4 m Horisontal : ω && θ θ 2.76 x x10 3 = = 6 = 12.01rad / s ϖτ 6 θϖ 19.3 x10 x12.01 = = rad & 3 θ 4.7 x10 = θϖ ϖτ = & θ 12.01τ = τ = s 6 θ 19.3 x10 A= = = 4.01x10 Sinϖτ Sin ( 12.01x 0.004) 4 m Analisa bahan uji 3 Axial : ϖ && θ θ 3.1x x10 3 = = 6 = 13.66rad / s

98 6 θϖ 15.7 x10 x13.36 ϖτ = = & 3 θ x10 = x10 3 = rad θϖ ϖτ = & θ 13.66τ = τ = s θ A= = sinϖτ sin 16.6 x10 6 ( x ) = 2.54 x10 4 m Vertkal : ω && θ θ 3.27 x x10 3 = = 6 = 12.54rad / s ϖτ 6 θϖ 20.7 x10 x12.54 = = 0.034rad & 3 θ 7.5 x10 = θϖ ϖτ = & θ 12.54τ = τ = s

99 6 θ 20.7 x10 4 A= = = 6.14 x10 m Sinϖτ Sin ( x ) Horisontal : ω && θ θ 2.96 x x10 3 = = 6 = 12.11rad / s ϖτ 6 θϖ 20.1x10 x12.11 = = rad & 3 θ 4.5 x10 = θϖ ϖτ = & θ 12.11τ = τ = s 6 θ 20.1x10 4 A= = = 3.78 x10 m Sinϖτ Sin ( 12.11x ) Analisa bahan uji 4 Axial : ϖ && θ θ x x10 3 = = 6 = 13.36rad / s 6 θϖ 15.7 x10 x13.36 ϖτ = = & 3 θ x10 = x10 3

100 θϖ ϖτ = & θ = rad 13.36τ = τ = s θ 15.7 x10 A= = sinϖτ sin 6 ( x 0.042) = 2.8 x10 4 m Vertkal : ω && θ θ 3.17 x x10 3 = = 6 = 12.54rad / s ϖτ 6 θϖ 20.1x10 x12.54 = = 0.033rad & 3 θ 7.6 x10 = θϖ ϖτ = & θ 12.54τ = τ = s θ A= = Sinϖτ Sin 6 20 x10 = 6.17 x10 ( x ) 4 m Horisontal : ω && θ θ 2.76 x x10 3 = = 6 = rad / s

101 ϖτ 6 θϖ 19.3 x10 x12.01 = = rad & 3 θ 4.7 x10 = θϖ ϖτ = & θ 12.01τ = τ = s 6 θ 19.3 x10 A= = = 4.01x10 Sinϖτ Sin ( 12.01x 0.004) 4 m Tabel 4.11 Analisa Perhitungan dengan Pemakanan (menggunakan bahan uji) Bahan Uji Arah Axial Vertikal Horisontal ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m) 2.34 x x x 10-4 ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m) 2.8 x x x 10-4 ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m) 2.54 x x x 10-4 ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m) 3.19 x x x 10-4

102 4.9. Respon Pengukuran Langsung Nilai Kekasaran Pengukuran kekasaran permukaan adalah merupakan variabel dari penelitian yang dilakukan untuk mendapatkan harga kekasaran permukaan (Ra). Pengujian harga kekasaran permukaan dengan melakukan pengujian langsung sesuai dengan diagram alir proses pengujian respon kekasaran permukaan Flow chart pengujian kekasaran 1. Siapkan alat dan bahan untuk pengujian kekasaran permukaan 2. Kalibrasi alat pengujian kekasaran permukaan dengan menggunakan alat (Gauge Kalibrasi) 4. Lakukan pengujian kekasaran permukaan hasil penggerindaan sesuai ketetapan (0,01; 0,03; 0,05; 0,07 mm) dengan 3 kali secara berulang-ulang 3. Lakukan setting posisi bahan uji dengan kedudukan alat uji kekasaran permukaan 5. Lakukan tabulasi data pada instrumen data pengujian kekasaran permukaan 6. Lakukan tabulasi data pada instrumen dan selanjutnya melakukan pengolahan data Gambar 4.27 Flow Chart Pengujian Respon Kekasaran Permukaan Pengujian langsung respon kekasaran permukaan dengan menggunakan alat pengujian surftest di dapat hasil sesuai table 4.12.

103 Tabel 4.12 Pengukuran Langsung Kekasaran (Surface Roughness) Putaran M. Gerinda (rpm) Putaran M. Bubut (rpm) f mm/put a mm Bahan Uji Harga (Ra) Dari table 4.12 bahwa respon pengukuran langsung harga kekasaran permukaan dapat ditunjukkan pada grafik hubungan antara nilai kekasaran permukaan Ra dengan tingkatan pengukuran. Gambar 4.28 Respon Pengukuran Kekasaran Permukaan Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (Specimen) 1di dapat hasil pengujian menunjukkan bahwa pada kedalaman pemakanan mesin gerinda toolpost : 0,01 mm terjadi perubahan pada pengukuran langkah ke 7 dengan data pengukurannya di dapat 0,7 μm sedangkan pada pengukuran langkah 1 sampai dengan 6 berada pada posisi 0,5 μm, maka di dapat berdasarkan perhitungan.

104 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,7 Ra = = μm 7 Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (specimen) 2 dengan kedalaman pemakanan 0,03 mm di dapat pada langkah 1, 2, 3 dan 5 berada pada posisi 0,7 μm selanjutnya pada posisi langkah pengujian 4, 6, dan 7 berada pada posisi 0,5 μm, maka : 0,7 + 0,7 + 0,7 + 0,5 + 0,7 + 0,5 + 0,5 Ra = = μm 7 Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (specimen) 3 dengan kedalaman pemakanan 0,05 mm di dapat pada langkah pengujian 1 dan 3 berada pada posisi 0,5 μm dan langkah pengujian 2, 4, 5 dan 6 berada pada posisi 0,7 μm selanjutnya pada langkah pengujian 7 berada pada posisi 1 μm, maka : 0,5 + 0,7 + 0,5 + 0,7 + 0,7 + 0,5 + 1 Ra = = μm 7 Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (Specimen) 4 dengan kedalaman pemakanan 0,07 mm di dapat pada langkah pengujian 1 dan 6 berada pada posisi 1 μm dan langkah pengujian 2, 4 dan 7 berada pada posisi 0,7 μm, sedangkan langkah pengujian 5 berada pada posisi 0,5 μm, maka : 1,0 + 0,7 + 0,7 + 0,7 + 0,5 + 1,0 + 0,7 Ra = = μm Hubungan Pengukuran Displacement terhadap Harga Ra Hubungan pengukuran respon getaran pada pengukuran displacement terhadap nilai kekasaran permukaan ini, untuk mengetahui seberapa besar

105 pengaruhnya perubahan displacement terhadap nilai kekasaran permukaan pada proses penggerindaan yang dilakukan. Tabel 4.13 Hubungan Respon Getaran dengan Pengukuran Displacement dengan Pengukuran Kekasaran Permukaan Bahan Uji n (rpm) Mesin Gerinda n (rpm) Mesin Bubut f (mm/put) a (mm) Time Displacement μm Hx Hv Hh Ra Hubungan respon getaran pada pengujian displacement dengan kekasaran permukaan dapat dianalisa dengan analysis statistic Anova dan Ancova. Rata-rata harga respon getaran pada pengujian displacement dikalikan dengan 100% N rata rata x100%

106 Sehingga didapatlah sesuai Tabel 4.14 harga rata-rata respon getaran pada pengujian displacement. Tabel 4.14 Rata-rata Respon Getaran dengan Nila Ra Bahan Harga rata-rata respon getaran Harga Ra Uji Hh Hv Hh Kekasaran Grafik perbandingan harga respon getaran dan harga kekasaran Gambar 4.29 Perbandingan Harga Respon Getaran dan Harga Kekasaran Dari gambar 4.29 menunjukkan, bahwa semakin besar harga pengukuran displacement maka semakin besar pula nilai kekasarannya. Untuk mencari penyimpangan selisih (gap) harga respon getaran pada pengukuran arah axial dengan harga Ra, maka pada Tabel 4.15 menunjukkan adanya gap analysisnya.

107 Tabel 4.15 Gap Analisys Hx Ra Gap Analisys Total Satisfaction Index TSI = x100% = % Grafik gap analisys antara harga Hx dengan Ra Gambar 4.30 Gap Analisys antara Hx dengan Ra

108 Tabel 4.16 Gap Analisys Hx Ra Gap Analisys Total Satisfaction Index TSI = x100% = 61.52% Grafik gap analisys antara Hv dengan Ra Gambar 4.31 Gap Analisys Antara Hv dengan Ra

109 Tabel 4.17 Gap Analisys Hx Ra Gap Analisys Total Satisfaction Index TSI = x100% = 64.76% Grafik gap analisys antara Hh dengan Ra Gambar 4.32 Gap analisys Antara Hh dengan Ra

110 BAB 5 KESIMPULAN Adapun kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Telah dilakukan desain, pabrikasi dan pengujian mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, serta telah menggerinda benda kerja bentik silider dengan kecepatan mesin gerinda sebesar 3000 rpm, dengan perbandingan diameter pulley, serta mampu menerima beban (gaya) N, gaya tangensial N/mm dan gaya radial N/mm 2. Pengukuran langsung respon getaran displacement dengan kecepatan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan pemakanan 0,05 mm/put. Untuk arah axial berada diantara 15 μm sampai dengan μm, pada arah vertikal berada pada 19 μm sampai μm, dan pada arah horisontal berada pada μm sampai dengan μm. 3. Harga rata-rata pengujian langsung respon getaran velocity dengan kecepatan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan pemakanan 0,05 mm/put. Untuk arah axial berada diantara x 10-3 m/s sampai dengan x 10-3 m/s, pada arah vertikal berada pada x 10-3 m/s dengan x 10-3 m/s dan pada arah horisontal berada pada x 10-3 m/s sampai dengan 4.67 x 10-3 m/s.

111 4. Harga rata-rata pengujian langsung respon getaran Acceleration dengan kecepatan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan pemakanan f = 0,05 mm/put. Untuk arah axial berada diantara x 10-3 m/s 2 s.d x 10-3 m/s 2, pada arah vertikal berada pada x 10-3 m/s 2 s.d x 10-3 m/s 2, dan pada arah horisontal berada pada 3.3 x 10-3 m/s 2 s.d x 10-3 m/s Perbandingan hasil pengukuran respon pengujian tanpa beban dengan menggunakan beban adalah selisih antara hasil rata-rata respon getaran menggunakan beban dikurangi hasil rata-rata respon getaran tanpa beban di dapat displacement arah axial μm, arah vertikal μm dan arah horisontal μm. 6. Mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional memiliki kemampuan menggerinda benda kerja dengan nilai harga minimum Ra μm., dan nilai harga maksimum Ra μm. Dengan demikian mesin gerinda toolpost dapat diproduksi dengan katagori sedang atau pada posisi N5. 7. Hubungan pengukuran displacement dengan pengujian kekasaran permukaan menunjukkan bahwa, berdasarkan analisys Total Satisfaction Index (TSI) berada pada % dan 64.78% 8. Berdasarkan analisa perhitungan respon getaran tanpa beban di dapat besar amplitude 1.7 x 10-4 dan respon getaran menggunakan beban di dapat besar amplitudonya 2.34 x 10-4 s.d 3.19 x 10-4.

112 DAFTAR PUSTAKA ASM, Metal Handbook. Failure Analysis and Prevenyion. Cetakan ke sepuluh, American Society for Metal, Brad F. Kuvin, Steps to Abrasive Tools. Journal, Metal Producing Forging, Chris Heapy. Toolpost Grinding. Journal, DA. Lucca, E. Brinksmeier and G. Goch. Manufacturing Technology CIRP Annals, Herry Trumpold. The Application Sinusoidal Calibration Standards for Calibrating and Assessing the Properties of Surface Measuring Systems. Journal Chemnitz University of Technology Jermany, Isranuri Ikhwansyah et, al. Karakteristik Getaran Pada Pemotongan Logam Menggunakan Mesin Bubut Proseding Seminar Material dan Struktur (MASTRUCT), Isranuri Ikhwansyah et, al. Design of Vibration Testing Equipment for Centrifugal Water Pump Proseding Seminar Material dan Struktur (MASTRUCT), ISO. Journal Surface Metrology Standard, Jianfeng Lou and David A Dornfeld, Material Removel Regions in Chemical Planarization. Journal of Abrasive Size Distribution and Wafer-Pad Contact Area, Kalpakjian, Manufacturing Proses for Engineering Materials,1984. Nano Schale. Journal Science and Engineering. Vandebit Institut, Rochim Taufiq. Teori & Teknologi Proses Pemesinan,Jakarta, Sato Takeshi G., dan Sugiarto N, Menggambar Mesin Menurut Stanndard ISO, PT. Pradnya Paramita, Schey John A. Introduction to Manufacturing Process

113 Syam Bustami, Daimaruya Masashi. Consentration of Tensile Stress Waves and Impact Tensile Strength of Brittle Materials, Proc. Of Asean Pasific Confrention for Fracture and Strength, PP , Syam Bustami, A Measuring Method for Impact Tensile Strength and Impact Fracture Behavioure of Brittle Materials, A Doctoral Dissertation, Muroran Institute of Technology, Muroran, Japan, March, 1996 Theodore L Clese, Abrasive Machining. Journal Abrasive Engineering Society, Walpole, Ronald E, dan Raymond H. Myers, Ilmu Peluang dan Statistika. Edisi-4, 1989

114 Lampiran 1 Set up Kedudukan Mesin Gerinda Toolpost Mesin Bubut Konvensional Gambar Set Up Kedudukan Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin

115 Lampiran 2 Alat Uji Pengukuran Getaran Spesifikasi Vibrometer Analog VM-3314A adalah Tingkat vibrasi : Hz Tingkat Pengukuran : Simpangan (all amplitude) 0, μm (P-P), 6 tingkat Kecepatan (peak) 0,001 5 cm/sec, 5 tingkat Percepatan (peak) 0,001 5 g, 5 tingkat Gambar Profil Vibrometer Analog VM-3314A, Buatan IMC Corporation, Japan

116 Lampiran 3 Alat Uji Surftest 402 Data Teknis Mitutoyo Surftest 402 Kepresisian s.d 0,1 Micrometer 1 micrometer = 0,001 mm Gambar Pengukuran Kekasaran Permukaan Bahan Uji

117 Lampiran 4 Gambar Bahan Uji Hasil Penggerindaan Lampiran 5 Mesin gerinda Toolpost Spesifikasi mesin gerinda toolpost Type = 7104 Spec. MQ/JB Output = ¼ HP Volts = 110 / 220 Hz = 50 / 60 Amp = (50 Hz) 5,5 / 2,6 dan (60 Hz) 4,6 / 2,3 Rpm = 1440/1730 Motor listrik ini diproduksi By. Fuzhou Electric Mashine & Factury China Gambar Hasil Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost

118 Lampiran 6 Mesin Bubut Konvensional Harrison M300 Keterangan : 1. Tabel Kecepatan Mesin 2. Chuck 3. Toolpost mesin bubut 4. Baut pengunci Toolpost 5. Senter kepala lepas

119 Lampiran 7 a. Bahan Uji Tarik Gambar 1. Sebelum Diuji Gambar 2. Setelah Diuji b. Diagram Pengujian Tarik LABORATORIUM TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE

120 Lampiran 8 Diagram Surface Roughness Serope Kalpakjian Manufacturing Processes hal 574