BAB II DASAR TEORI 2.1 Konsep Perencanaan Sistem Produksi Pada perancangan suatu kontruksi hendaknya mempunyai suatu konsep perencanaan. Konsep perencanaan ini akan membahas dasar-dasar teori yang akan dijadikan pedoman dalam perancangan. Pada perencanaan ini bagian elemen alat yang akan dirancang atau diperhitungkan adalah: 1. Pengelasan 2. Permesinan 3. finishing 2.2 Pengelasan Pengelasan (welding) adalah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang continue. Pada proses pengerjaan proyek akhir ini menggunakan las listrik untuk membuat rangka, jenis las listrik yang digunakan adalah las SMAW (Shield Metal Arc Welding) yang juga disebut las busur listrik seperti pada gambar 2.1 di bawah ini. Gambar 2.1 Mesin las. 4
5 Jenis jenis sambungan las yang dipakai pada pembuatan alat ini antara lain seperti pada gambar 2.2 di bawah ini. Gambar 2.2 Jenis sambungan las. a. Sambungan las sudu dalam. b. Sambungan las sudut luar. c. Sambungan las tumpang. d. Sambungan las T. Biasanya sebelum dilalukan pengelasan busur listrik benda kerja dibuat kampuh atau alur las seperti pada gambar 2.3 di bawah ini. Gambar 2.3 Bentuk alur/kampuh las. a. sambungan langsung/tanpa kampuh. b. sambungan V tunggal. c. sambungan U tunggal. d. sambungan V ganda. e. sambungan U ganda
6 2.3 Permesinan 2.3.1 Mesin Bubut Mesin bubut adalah suatu mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda yang diputar seperti pada gambar 2.4 di bawah ini. Gambar 2.4 Mesin Bubut. Sumber : Kalpakjian Schmid. (2008) Proses pembubutan adalah salah satu proses permesinan yang mengunakan pahat dengan satu mata potong untuk membuang material dari permukaan benda kerja yang berputar. Pahat bergerak pada arah linier sejajar dengan sumbu putar benda kerja seperti yang terlihat pada gambar. Dengan mekanisme kerja seperti ini, maka proses bubut memiliki kekususan untuk membuat benda kerja yang berbentuk silindris.benda kerja dipegang (dicekam) pada poros spindle dengan bantuan chuck yang memiliki rahang pada salah satu ujungnya, yaitu pada pusat sumbu putarnya, sementara ujung lainnya dapat ditumpu dengan center yang lain.gerak rotasi benda kerja akan menghasilkan gerak potong, sementara pahat yang dibawa oleh eretan pada arah translasi sejajar dengan sumbu spindel dan sumbu putar benda kerja akan menghasilkankan gerak makan. Mesin bubut dirancang terutama untuk dapat membuat benda kerja dengan bentuk dasar silindris, misalnya membuat poros silindris, poros kerucut (tirus), lubang silindris dan membuat ulir.
7 a. Pengerjaan Yang Bisa Dikerjakan Mesin Bubut Pembubutan tepi (facing) adalah proses pembubutan yang dilakuan terhadap benda kerja terhadap tepi penampangnya atau tegak lurus terhadap sumbu benda kerja, sedangkan untuk proses pembubutan datar pembubutan di lakulan pada arah melintang atau maju mundur. Pembubutan silindris (turning), pengerjaan benda kerja dilakukan sepanjang garis sumbunya baik pengerjaan tepi maupun pengerjaan silindris posisi dari sisi potong pahatnya harus terletak center terhadap garis sumbu dan ini berlaku untuk semua proses pemotongan pada mesin bubut. Pembubutan alur (grooving), pembubutan yang dilakukan di antara dua permukaan. Pembubutan tirus (chempering), adapun caranya sebagai berikut dengan memutar compound rest, dengan menggeser sumbu tail stock dan dengan menggunakan taper attachment. Pembubutan ulir, bentuk ulir didapat dengan cara menggerinda pahat menjadi bentuk yang sesuai dengan menggunakan referensi mal ulir (thread gauge), pembubutan mal ulir dalam lebih sulit dari pada penyayatan ulir luar, untuk mendapatkan ulir luar yang bersih boleh dikelupas serpihan kecil di dalam beberapa pekerjaan, bisa juga menggunakan pahat ulir segitiga, segi empat, trapesium, bulat dan jenis pahat tertentu ukurannya yang sudah dijual di pasaran, biasanya untuk ulir-ulir standar. Drilling, membuat lubang awal pada benda kerja. Boring, memperbesar lubang pada benda kerja. Kartel (knurling). Membuat profil atau grif pegangan pada benda kerja seperti pada pegangan tang, obeng agar tidak licin seperti pada gambar 2.5 di bawah ini. Gambar 2.5 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut. Sumber : (Fretz, 1978)
8 b. Proses Kerja Mesin Bubut Proses kerja mesin bubut, gerak potong dilakukan oleh benda kerja secara rotasi sedangkan gerak makan dilakukan oleh pahat secara translasi input dari proses mesin bubut. Penggerak dari mesin bubut adalah motor listrik, daya menjadi transmisi diteruskan transmisi I dan II, daya yang diteruskan melalui transmisi I akan menggerakan spindle, cekam dan benda bekerja. Sedangkan daya yang diteruskan pada transmisi II, diubah menjadi gerak translasi oleh poros pembawa. Output dari proses mesin bubut, proses dari mesin bubut menghasilkan: Benda kerja yang sudah dibentuk sesuai dengan keinginan dan geram (sisa hasil pemotongan). c. Parameter Pada Permesinan Bubut Gambar 2.6 Parameter pahat bubut. Kecepatan potong biasanya dinyatakan dalam istilah mm/menit, yaitu kecepatan dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong: V = π. d o. n...... (2.1) 1000
9 V d o n = Kecepatan potong (mm/min). = Diameter awal benda kerja (m). = Kecepatan putaran (rpm). Kedalaman pemotongan (depth of cut) adalah tebal bahan yang dipotong setiap satu siklus pengerjaan, satuannya adalah mm. Pemakanan (feed), pemakanan (feed) adalah tebalnya pemotongan setiap satu putaran benda kerja. Jumlah langkah pemakanan: i d o df...,...... (2.2) 2t i d o df t = Jumlah langkah pemakanan. = Diameter awal (mm). = Diameter akhir (mm). = Kedalaman pemakanan (mm). Waktu pembubutan: T L i... (2.3) m Sr x n n = Kecepatan putaran (rpm) T m L i = Waktu permesinan (menit). = Panjang pembubutan (mm). = Jumlah langkah pemakanan. Sr= Kecepatan Pemakanan (mm/rev).
10 2.3.2 Mesin Gerinda Mesin gerinda adalah salah satu mesin perkakas yang digunakan untuk mengasah/memotong benda kerja dengan tujuan tertentu. Prinsip kerja mesin gerinda adalah batu gerinda berputar bersentuhan dengan benda kerja sehingga terjadi pengikisan, penajaman, pengasahan, atau pemotongan. 2.3.3 Mesin Bor Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakanya memutarkan alat pemotong yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan pelubangan). Sedangkan pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk bulat alam lembaran kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut bor. a. Pengerjaan Pengeboran Jenis cutting tool (mata bor) yang digunakan dalam proses pengeboran: Drilling, proses yang digunakan untuk membuat suatu lubang pada benda kerja yang solid. Step drill, proses yang digunakan untuk pembuatan lubang dengan diameter bertingkat. Reaming, reaming adalah cara akurat pengepasan dan finishing lubang yang sudah ada sebelumnya. Boring, proses memperluas sebuah lubang yang sudah ada dengan satu titik pahat. Boring, lebih dipilih karena dapat memperbaiki ukuran lubang, atau keselarasan dan dapat menghasilkan lubang yang halus. Counter bor, operasi ini menggunakan pilot untuk membimbing tindakan pemotongan. Digunakan untuk proses pembesaran ujung lubang yang telah dibuat dengan kedalaman tertentu, untuk mengakomodasi kepala baut seperti pada gambar 2.7.
11 Gambar 2.7 Berbagai jenis proses pengeboran b. Kecepatan Potong Pengeboran Kecepatan potong ditentukan dalam mm/menit, secara defenitif dapat dikatakan bahwa kecepatan potong adalah panjangnya geram yang terpotong per satuan waktu. Berikut ini adalah tabel kecepatan potong dan kecepatan pemakanan untuk bahan mata bor yang digunakan HSS dan material yang dikerjakan adalah besi siku. Tabel 2.1 Kecepatan Potong mesin bor Diameter Mata Bor Ø8 Ø10 Ø12 Ø25 Kecepatan potong Cs (mm/menit) 18 18 18 29 Kecepatan pemakanan S (mm/menit) 0.18 0.18 0.18 0,31 Sumber: Westerman Tables Dari tabel 2.1di atas maka dapat untuk menghitung kecepatan putar dan waktu yang diperlukan dalam proses pengeboran dengan rumus berikut : Kecepatan putar pada mesin bor: n v 1000...(2.4) d n = kecepatan putar (rpm). V = kecepatan potong (mm/det). d = diameter batu gerinda (mm).
12 Waktu permesinan: Tm=Itotal 0,3d...(2.5) Sr n Total waktu perngerjaan : ( Tm. i )...(2.6) Keterangan: I total = Panjang pengeboran atau tebal bahan (mm). Sr = Kecepatan pemakanan (mm/rev). d = Diameter mata bor (mm). n = Kecepatan putaran (rpm). Tm = Waktu permesinan (menit). i = Jumlah proses pengerjaan. 2.4 Proses Perakitan (assembling) Proses perakitan merupakan proses penggabungan/penyambungan komponenkomponen produk/bagian mesin. Proses assembling biasa dilakukan dengan cara: pengencangan mekanis (mechanical fastening) seperti penyambungan baut dan rivet, proses penyolderan, pengelasan, sambungan tekan (press fitting), penyambungan sudut (shrink fitting), dan dengan cara pengeleman (adessive bonding). 2.5 Proses finishing Proses pengerjaan akhir (finishing process) proses finishing dilakukan untuk tujuan pembersihan (cleaning), penghilangan bagian atau sudut-sudut yang tajam (deburing), dan untuk melindungi atau menghiasi permukaan produk supaya lebih menarik. Diantara proses finishing yang biasa dilakukan adalah: proses cleaning, deburing, painting, plating, buffing, galvanizing, dan anodizing. Proses cleaning dilakukan untuk membersihkan kotoran berupa, debu, oli a tau stempet (grease), dan kerak yang merupakan sisa dari proses manufacture atapun terjadi
13 pada saat handling. Proses buffing mirip dengan proses pemolesan dimana permukaan produk dipoles secara mekanis untuk menutupi pori-pori permukaan benda sehingga lebih halus. Galvanizing dan anodizing dilakukan biasanya untuk mencegah timbulnya korosi pada produk dan pula ditujukan untuk keperluan pengecatan.
14