III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. Sedangkan estimasi waktu penelitian dikisarkan dilaksanakan pada rentang waktu pada bulan Juli sampai oktober 2014 B. Alat dan Bahan Peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini : 1. Spesimen uji fatigue Bentuk dan ukuran benda uji tarik berdasarkan standar ASTM E 466 Gambar 11. Dimensi benda uji fatique standar ASTM E 466 Bahan uji fatique dibuat dengan mesin bubut konvensional dengan variasi RPM-nya yang berbeda sehingga menghasilkan kualitas kekasaran permukaan yang berbeda pula.
29 Untuk hasil pengujian tarik menggunakan data hasil dari tugas akhir I wayan Gede Budi Sastrawan (2011) dengan judul Analisis Kekuatan Fatique Baja Karbon Sedang AISI 1045 Dengan Tipe Rotary Bending. dimana didapatkan nilai tegangan ultimate tensile strength (UTS) dan tegangan yield. 2. Roughness tester Gambar 12. Roughness tester (alat uji kekasaran) Roughness tester dilakukan terhadap seluruh spesimen uji untuk mengetahui nilai kekasaran permukaannya, sebagai variabel variasi untuk melakukan analisa terhadap hasil pengujian fatik. 3. Spedometer Alat ini digunakan untuk mengukur jumlah siklus yang dihasilkan pada saat pengujian kekuatan lelah, dimana pada alat ini mempunyai skala 1:60 yaitu satu angka yang berputar pada spedometer menunjukkan 60 putaran yang sesungguhnya yang dialami spesimen uji.
30 1 : 60 Gambar 13. Spedometer 4. Mesin uji fatique tipe rotary bending dan kelengkapannya a. Motor listrik b. Cekam dan indikator pencatat siklus c. Rangka (Chasis) d. Beban / pemberat e. Voltage regulator f. Tachometer g. Stop watch Alat uji fatik tipe Rotary Bending yang digunakan dapat dilihat pada gambar berikut ini.
31 Gambar 14. Mesin uji fatique Data-data mesin : a. Arus maksimum : 0,5 phase b.daya listrik : 400 watt c. Putaran motor : 1500 rpm C. Prosedur Pengujian Sebelum pengujian dimulai, terlebih dahulu dilakukan pembentukan terhadap spesimen uji dengan dimensi yang mengacu pada standar ASTM E 466 untuk uji fatique seperti yang terlihat pada gambar 11. Bahan uji dibedakan
32 kekasarannya yang didapat dari proses kecepatan pembubutan dan juga penghalusan permukaan spesimen itu sendiri Langkah selanjutnya adalah melakukan uji kekasaran permukaan terhadap seluruh spesimen Adapun prosedur pengujian kekasaran permukaan spesimen adalah sebagai berikut : 1. Membersihkan permukaan spesimen dengan bensin atau alkohol untuk menghilangkan kotoran pada spesimen dan sisa serpihan material pada saat pembentukan. 2. Meletakkan spesimen pada permukaan yang rata. 3. Menghidupkan surface tester. 4. Meletakkan surface tester diatas permukaan spesimen secara tegak lurus dari arah makan mata pahat, kemudian menekan tombol start untuk memulai pengambilan data, dan mencatat nilai hasil pengukurannya bagian spesimen yang dilakukan pengujian kekasaran adalah hanya pada bagian tengah spesimen 5. Mengulangi langkah 4 pada beberapa bagian dari spesimen yang mewakili seluruh permukaan yang di uji. 6. Mengulangi langkah 4 dan 5 terhadap seluruh spesimen yang akan di uji. Adapun beban yang akan diberikan pada saat uji fatique yaitu sebesar 20%, 30%, 40%, 50%, 60% dan 70%, dalam satuan Kilogram (Kg) dari nilai UTS yang mengacu pada standar pengujian logam baja. Berikut merupakan persamaan yang digunakan dalam menentukan berat beban yang akan diberikan:
33 L W. 2... (6) 3. d 32 Dimana: σ = Tegangan lentur ( kg/cm 2 ) W d L = Beban lentur (kg) = Diameter benda uji (cm) = Panjang benda uji (cm) Kemudian pengujian dilanjutkan dengan melakukan pengujian lelah atau uji fatique pada spesimen. Adapun langkah-langkah dari pengujian fatique yang akan dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Memasang spesimen pada mesin uji fatik. 2. Memasang beban. 3. Menghidupkan mesin bersamaan dengan menghidupkan penghitung waktu untuk memulai pengujian. 4. Melihat putaran motor secara berkala untuk menentukan putaran stabil dari motor. 5. Saat material patah seketika pula mematikan motor dan menghentikan penghitung waktu. 6. Mencatat waktu dan rpm yang tertera pada indikator. 7. Menandai material untuk pengujian pertama. 8. Mengulangi langkah 2-7 untuk pengujian menggunakan beban selanjutnya. 9. Mencatat seluruh data dan kejadian selama pengambilan data.
34 Setelah pengujian lelah selesai dilakukan, dilakukan pengambilan gambar terhadap patahan yang terjadi pada masing masing spesimen uji lelah untuk dilakukan analisa terhadap pola patahan yang terjadi. D. Data Hasil Yang Hendak Diperoleh Dari Pengujian Setelah seluruh pengujian dan pengambilan data selesai dilakukan, selanjutnya data-data yang diperoleh diolah untuk tujuan penelitian ini. Berikut adalah data-data yang ingin diperoleh dalam pengujian untuk selanjutnya digunakan melakukan analisis : Tabel 3. Nilai pembebanan No UTS (N/mm 2 ) 1 20% 2 30% 3 40% 625 4 50% 5 60% 6 70% (%) tegangan d L W W (mm) (mm) (N) (Kg) Tabel 4. Data hasil pengujian kekasaran Spesimen 1 2 3 4 5 6 Pengujian 1 2 3 4 5 6 7 Ratarata
35 Tabel 5. Data hasil pengujian kekuatan fatigue. No 1 2 3 4 5 6 Pembebanan (kg) siklus putaran speedometer skala 1 : 60 Siklus Waktu (Menit)
36 E. Diagram Alir Penelitian Mulai Pengumpulan data dan melakukan persiapan serta pembentukan spesimen uji Proses pembentukan spesimen dengan variasi Rpm mesin bubut yang menghasilkan variasi kekasaran Melakukan uji kekasaran permukaan pada seluruh spesimen Melakukan uji fatik dengan Mesin Uji Fatik Tipe Rotary Bending Analisis Hasil Kesimpulan Selesai Gambar 15. Diagram alir penelitian