BAB IV PROSES PEMBUATAN, HASIL PEMBUATAN 4.1 Konsep Pembuatan Mesin Potong Sesuai dengan definisi dari mesin potong logam, bahwa sebuah mesin dapat menggantikan pekerjaan manual menjadi otomatis, sehingga pekerjaan menjadi lebih efesiensi dan presisi. Konsep pembuatan alat ini merupakan inovasi dari mesin pemotong logam yang sudah ada, yaitu memotong logam dengan menjepitkan benda kerja pada ragum dan material logam dipotong menggunakan mesin dengan daya 1 hp. Inovasi pada mesin ini adalah merancang dan membuat mesin potong dengan harga yang ekonomis namun mempunyai kualitas mutu. Sehingga dapat memenuhi kualitas standar minimum SNI. Perancangan pada mesin potong ini adalah dengan spesifikasi sebagai berikut: 1. Mampu memotong benda kerja dengan kecepatan minimum 96 rpm 2. Memotong benda kerja dengan tingkat kebisingan yang rendah 3. Mampu memotong besi pejal mild steel diameter 20 mm 4. Ragum mampu diatur kedudukannya berdasarkan kebutuhan pemotongan 5. Kokoh pada konstruksi angka 6. Awet dan murah Seperti pada konsep perencanaan diatas, maka mesin pemotong logam ini harus direncanakan dan mampu dikonstruksi sebagaimana mestinya. Perancangan konsep ini meliputi gambar rancangan, mekanisme cara kerja dan estetika mata agar mesin yang dibuat dapat terlihat indah secara tampilan dan mampu bekerja sebagaimana mestinya dari fungsi mesin itu sendiri. 30
4.2 Membuat Gambar Pembuatan suatu desain harus dilengkapi dengan gambar teknik, tentunya menjadi sangat penting untuk membuat gambar rancangan yang mudah dimengerti pada setiap perencanaan pembuatan sebuah desain, sehingga proses operasi dan produksi mudah dilakukan. Rancangan gambar mesin pemotong logam (hacksaw) ini dapat dilihat pada gambar 4.1 Gambar 4.1 Mesin potong logam Hacksaw Keterangan nomor gambar : 1. Motor listrik 1 hp 2. Rangka mesin 3. Puli 4. Pillow block 5. Gear 6. Casing puli 7. Frame 8. Poros 31
9. Gear 10. Linear guide 11. Connecting rod 12. Saw frame 13. Baut M4 x 1 14. Dudukan 15. Blade 16. Gagang ragum 17. Tombol on/off 18. Ragum 19. Belt 20. Pillow block 4.3 Menentukan Material Material dalam pembuatan mesin potong logam hacksaw ditentukan dari ketersediaan dipasaran, ketersediaan bahan material yang mudah didapat dan dengan harga terjangkau. Menentukan material komponen pada mesin ini dibagi dalam 3 bagian, yaitu: 1. Material untuk membuat rangka mesin 2. Material perencanaan frame 3. Material untuk pengisi lasan / elektroda 4. Material untuk frame pisau blade 32
4.4 Membuat Rangka Mesin Jenis material untuk pembuatan rangka harus mampu menopang beban dari pengaruh aksi disaat mesin diam maupun pada saat mesin bekerja, mengikuti acuan normatif SNI 03-1729-2002 didalam persyaratan umum perancangan bahwa; 1. Tujuan perencanaan struktur adalah untuk menghasilkan suatu struktur yang stabil, cukup kuat, mampu layan, awet dan memenuhi tujuan-tujuan lainnya seperti ekonomi dan kemudahan pelaksanaan. Suatu struktur disebut stabil bila ia tidak mudah terguling, miring, atau tergeser selama umur rangka yang dirancangkan. 2. Suatu struktur disebut cukup kuat dan mampu layan bila kemungkinan terjadinya kegagalan struktur dan kehilangan kemampuan layan selama masa hidup yang direncanakan adalah kecil dan dalam batas yang dapat diterima. 3. Suatu struktur disebut awet bila struktur tersebut dapat menerima keausan dan kerusakan yang diharapkan terjadi selama umur rangka yang direncankan tanpa pemeliharaan yang berlebihan. Berlandaskan dari acuan diatas, jenis material pada kerangka mesin potong logam ini dipilih standar besi kanal U (UNP) dengan ukuran 50 x 38 x 5mm, sesuai dengan gambar 4.2, rangka mesin ini dibuat dengan 4 penyangga utama. Sehingga perlu dilakukan perhitungan agar rangka mampu menopang beban. Kerangka dinyatakan mampu menopang beban apabila kapasitan geser las (R n ) pada penyangga rangga > daripada total berat beban (W). Maka dilakukan perhitungan sebagai berikut : Berat pada setiap komponen adalah sebagi berikut: a. Motor = 5 Kg b. Frame = 10 Kg c. Frame blade = 8 Kg d. Linear = 1,5 Kg e. Poros dan gear = 5 Kg 33
Berat Total (W) = (a+b+c+d+e) x gravitasi (9,81 m/s) = (5+10+8+1,5+5) x 9,81 = 29.5 Kg x 9,81 m/s = 289.4 Kg. m/s Gambar 4.2 Rancangan kerangka mesin potong logam hacksaw Kapasitas geser pada las sudut penyangga kerangka adalah: R n = f w x Throat x l w, dimana Throat = a x cos 45 o = 0.707a R n = 2882 kg/mm 2 dan ᵩ R n = 0,75 x 2882 kg/mm 2 ᵩ R n = 2161 kg/mm 2 menjadi N/m 2 = 2161/100 x 9,8 = 211,778 N/m 2 hasil diatas dikalikan dengan jumlah penyanggah yaitu 4 buah, maka: ᵩ R n (total) = 211,778 N/m 2 x 4 = 847,112 N/m 2 34
Total dari beban adalah 289.4 Kg.m/s, sedangkan pada perhitungan pembuatan rangka dengan las sudut didapatkan hasil sebesar 847.112 N/m 2, dimana syarat rangka dinyatakan kuat adalah rangka dapat menahan beban, hal ini memenuhi syarat. 4.5 Menentukan Material dan Perencanaan Penyangga Frame Perencanaan penyangga frame atau dudukan pada linear alur pisau potong dirancang berdasarkan fungsi utama, yaitu sebagai dudukan, namun mengingat fungsi mesin potong logam, maka dudukan ini harus bisa menjadi pemberat sebagai beban dan di dorong oleh stroke agar benda kerja dapat terpotong sesuai dengan harapan. Beban pada setiap material berbeda-beda, namun pada perancangan mesin ini digunakan beban tetap pada penyangga frame, hal ini mengingatkan spesifikasi material potong di khususkan untuk material jenis foam untuk kebutuhan praktik pada laboratorium mesin CNC. Sehingga tidak memerlukan bebas aksial yang terlalu besar. Tidak ada spesifikasi yang pasti untuk beban potong pada material jenis foam ini, namun alat ini dirancang untuk standar pemotongan material berjenis logam. Rancangan dudukan linear guide dan frame dapat dilihat pada gambar 4.3 Gambar 4.3 Rancangan dudukan pada linear guide dan frame Penyangga ini direncanakan dibuat dari plat mild steel setebal 8mm, dengan panjang 980 mm, perancangan dibuat agar terlihat indah oleh mata maka dilakukan pembuatan seperti gambar 4.4 35
Reaksi tumpuan pada material logam potong setelah diberikan beban aksial pada penyangga ini adalah sebagai berikut: Beban (W) = (b+c+d) x gravitasi (9,81 m/s) = (18kg+5kg+2kg) x 9,81 = 25 kg x 9,81 m/s = 254 N/m 2 Maka, fy = 0 ( +) RA + RB W = 0 RA + RB 254 N/m 2 = 0 RA + RB = 254 N/m 2...(1) MA = 0 (W x A) (RB x B) = 0 (254 N/m 2 x 0,3 m) (RB x 0,98) = 0 (76,2 N/m 2-0,98 m) RB = 0 RB = 75,22 N/m 2 Subtistusi RA + RB = 254 N/m 2 RA + 75,22 N/m 2 = 254 N/m 2 RA = 254 N/m 2 75,22 N/m 2 RA = 178,78 N/m 2 36
Gambar 4.4 Beban aksial pada logam potong 4.6 Frame Blade Frame blade sebagai alat utama yang memegang mata gergaji, sehingga frame blade harus dirancang mengikuti jenis mata gergaji yang direncanakan, sehingga sesuai dan dapat memegang mata gergaji dengan baik. Selain itu, rancangan pada frame ini harus mengikuti dudukan baut pada linear guide, sehingga frame dapat bergerak bolak balik sesuai mekanisme, gambar rancangan frame blade ini adalah seperti pada gambar 4.5 Pembuatan frame ini adalah dengan melakukan pembuatan profil pada plat dengan tebal 10 mm, sehingga membentuk seperti yang ditunjukan pada gambar. Lalu setelah itu, frame diberi lubang untuk kedudukan ᵩ 5mm di kedua sisi, agar frame dapat memegang mata gergaji, dan agar mata gergaji dapat disetel kekencangannya, maka sisi frame harus dibuatkan profil untuk dudukan pengencang mata gergaji. 37
Gambar 4.5 Frame Blade Frame blade dirancang agar bisa mendukung bagian-bagian elemen yang lainnya, yaitu seperti stroke, dudukan linear giude dan blade itu sendiri. Seperti yang terlihat pada gambar 4.6, frame blade dirancang mengikuti panjang dari stroke dan ketersediaan panjang linear guide dipasaran, karena material jenis linear giude akan lebih mahal membuatnya dari pada membeli bahan jadi dari pabrikan. Ketersediaan linear guide ini adalah sepanjang 650 mm, sehingga bagian panjang stroke / panjang langkah potong dirancang sepanjang 45 mm, karena mengingat kebutuhan pemotongan pada spesimen hanya membutuhkan 30 mm, hal ini dianggap sudah mencukupi. Gambar 4.6 Panjang Stroke 38
4.7 Ragum Ragum sebagai alat penjepit material dirancang agar bisa menjepit benda bulat dan kotak, rancangan ragum dibuat agar bisa diatur kedudukannya untuk menyesuaikan jenis pemotongan yang diinginkan. Gambar 4.7 Ragum 4.8 Merencanakan Sambungan Baut Sekrup Baut sekrup pada mesin ini digunakan untuk menyambung fungsi bagian-bagian berikut. 1. Menyambung frame blade dengan kedudukan linear guide 2. Menyambung linear guide dengan lengan 3. Menyambung motor listrik dengan rangka 4. Menyambungkan pillow block dengan rangka Seperti yang sudah dibahas pada suatu standar fabrikasi, bahwa pemakaian bahan jadi seperti baut sekrup dan mur, diperoleh dari pedagang dalam keadaan siap pakai, 39
seperti; linear guide, motor listrik, dan pillow blok sehingga baut dan mur ditetapkan dari standar pabrik pembuat. Perencanaan baut tidak menghitung kebutuhan baut, melainkan hanya mengikuti standar yang ada pada bahan penunjang mesin, seperti yang telah disebutkan diatas. Jenis-jenis baut itu antara lain : 1. Baut pada frame blade dan linear giude; menggunakan M4 x 1 2. Baut pada motor listrik menggunakan baut M12 x 1 kasar dan 3. Baut pada pillow block menggunakan baut M12 x 1 4.9 Perakitan Mesin Potong Logam (electrik hacksaw) Setelah merencanakan, maka perakitan mesin dilaksanakan, tempat perakitan dan pengerjaan mesin potong logam dilakukan di bengkel. Tahap perakitan mesin gergaji electric hacksaw ini adalah sebagai berikut: 1. Rangka mesin Gambar 4.8 Perakitan kerangka mesin pemotong logam 40
2. Perakitan penyangga frame Gambar 4.9 Perakitan penyangga frame dan linear giude Setelah penyangga frame selesai dikerjakan. Frame dilas pada poros, setelah itu frame penyangga dilas sesuai gambar, penyangga ini siap dipasangkan pada kerangka mesin. Namun sebelum pemasangan, periksa dahulu apakah pillow block yang digunakan sudah dilumasi atau belum. Karena gerak naik turun pada penyangga frame dan linear ini menyebabkan keausan pada poros atau pun pada bearing. 3. Perakitan linear giude, gear dan frame Perakitan ketiga buah elemen ini sangat berkaitan, sehingga mesin tidak bisa dirangkai tanpa ada salah satu dari elemen ini. Fungsi linear guide adalah untuk membawa frame bergerak bolak-balik, linear giude ini digerakan oleh connecting road seperti yang tampak pada gambar. Sedangkan gear terbagi menjadi 2 buah gear, yaitu driver dan driven, dimana gear ini diputar oleh motor listrik 1 Hp. 4.10 Pengujian Alat Mesin yang sudah direncanakan dan di konstruksi tentu saja membutuhkan hasil uji coba, setelah melakukan pengoperasian pada mesin ini, mesin dinyatakan mampu beroperasi sesuai dengan harapan, yaitu mampu memotong benda kerja berupa logam. 41
4.10 Hasil Perakiran 42