perancangan alat pemotong plat menggunakan...

46
i PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN LAS OXY-ACETYLENE OTOMATIS TUGAS AKHIR KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN MUHAMMAD ALWI TRI SAPUTRA 140309235491 PROGRAM STUDI ALAT BERAT JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN 2017

Upload: letruc

Post on 16-Mar-2019

257 views

Category:

Documents


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

i

PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN

LAS OXY-ACETYLENE OTOMATIS

TUGAS AKHIR

KARYA TULIS INI DIAJUKAN SEBAGAI SALAH SATU SYARAT

UNTUK MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA DARI

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

MUHAMMAD ALWI TRI SAPUTRA

140309235491

PROGRAM STUDI ALAT BERAT

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN

2017

Page 2: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

ii

Page 3: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

iii

Page 4: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

iv

Page 5: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

v

Karya ilmiah ini kupersembahkan kepada

Ayahanda dan ibunda tercinta

Hasri. T dan Suharti,

Kakak perempuan saya

Eko Susilo Wati

Dwi Astati,

Penyemangat

Ade Nur Fadellah,

Teman Terbaik

Achmad Bayhaki, Achyar Rasyid, Prayoga Firdaus, Abdul Aziz dan

Guruh Guritno,

Rekan-rekan sebaya

Yunus, Rachmat Hidayat, Hengky Satria, Alfin dan Dede Kusbiantoro,

Teman-teman 3 TM 1dan 3 TM 2Politeknik Negeri Balikpapan angkatan

2014,

Supervisor, mekanik dan admin PT United Tractor site Bontang Area,

Dosen-dosen pembimbing tugas akhir saya.

Page 6: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

vi

ABSTRACT

In the scope of innovation industry is always needed to facilitate the work activities,

one of which is, Designing Cutting Tools Using Automatic Welding Oxy-acetylene

Plate. The design of the plate cutting tool using automatic welding oxy-acetylene

should make the design first, then to obtain the correct design results required a

reference as a guide to make the design. With the Design of Plate Cutting Tools

Using Automatic Welding Oxy-acetylene can reduce the burden of unsafe work to be

more secure (safety). The design of the cutter plate by using the welding oxy-

acetylene automatic welding principle works by using an electric motor as a driving

source, in the event of a rotation of the electric motor, the electrically installed pulley

will rotate the pulley, and effect to rotation of the electric motor mounted pulley will

rotate the shaft connected with pulley to move forward workpiece. From the design of

the cutter plate using oxy-acetylene can assist during the cutting work by using oxy-

acetylene welding, which is more effective and more efficient and to reduce the risk of

hazard in the process of cutting work using weld oxy acetylene

Keywords: Cutting, Design and Welding Oxy-Acetylene

Page 7: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

vii

ABSTRAK

Dalam lingkup industri inovasi selalu dibutuhkan untuk mempermudah aktifitas

pekerjaan, salah satunya yaitu, Perancangan Alat Pemotong Plat Menggunakan Las

Oxy-acetylene Otomatis. Perancangan alat pemotong plat menggunakan las oxy-

acetylene otomatis ini harus membuat design terlebih dahulu, kemudian untuk

medapatkan hasil perancangan yang benar dibutuhkan sebuah referensi sebagai

pedoman untuk membuat perancangan. Dengan adanya Perancangan Alat Pemotong

Plat Menggunakan Las Oxy-acetylene Otomatis ini dapat mengurangi beban dari

pekerjaan yang tidak aman menjadi lebih aman(safety). Perancangan pemotong plat

dengan menggunakan alat las oxy-acetylene otomatis prinsip kerjanya menggunakan

motor listrik sebagai sumber penggerak, dengan adanya putaran dari motor listrik

maka pulley yang terpasang dimotor listrik akan memutar pulley tersebut, dan akibat

putaran dari motor listrik yang terpasang pulley akan memutar shaft yang terhubung

dengan pulley untuk menggerakan maju benda kerja. Dari hasil perancangan

pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

pekerjaan pemotongan dengan menggunakan las oxy-acetylene, dimana lebih efektif

serta waktu lebih efesien dan untuk mengurangi resiko terjadi bahaya dalam

melakukan proses pekerjaan pemotongan menggunakan las oxy acetylene.

Kata Kunci: Pemotongan, Perancangan dan Las Oxy-Acetylene.

Page 8: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur patut penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat

Rahmat dan Karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

Shalawat serta salam semoga senentiasa terlimpahkan kepada Nabi Muhammad

SAW, kepada keluarga, para sahabat, dan umatnya hingga akhir zaman amin.

Penulisan tugas akhir ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Diploma pada Program Studi Teknik Mesin Alat Berat Politeknik

Negeri Balikpapan. Judul penulis ajukan adalah “Perancangan Alat Pemotong Plat

Menggunakan Las Oxy-Acetylene Otomatis”.

Dalam penyusunan dan penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan,

bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini

penulis dengan senang hati menyampaikan terima kasih kepada yang terhormat :

1. Bapak Ramli, S.E., M.M. selaku Direktur Politeknik Negeri Balikpapan.

2. Bapak Zulkifli, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Program Studi

Alat Berat Politeknik Negeri Balikpapan.

3. Bapak Wahyu Anhar S.T., M. Eng. selaku pembimbing 1.

4. Bapak Zulkifli, S.T., M.T. selaku pembimbing 2.

5. Ayah dan Ibu atas do’anya.

6. Teman seperjuangan Jurusan Teknik Mesin Program Studi Alat Berat angkatan

2014.

7. Semua pihak yang telah banyak membantu penulis menyelesaikan tugas akhir

ini.

Semoga Allah SWT memberikan balasan yang berlipat ganda kepada

semuanya. Demi perbaikan selanjutnya, saran dan kritik yang membangun akan

penulis terima dengan senang hati. Hanya kepada Allah SWT penulis serahkan

segalanya, semoga dapat bermanfaat khususnya bagi penulis umumnya bagi

pembaca.

Balikpapan, 26 Juli 2017

Page 9: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .............................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii

SURAT PERNYATAAN ..................................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ................................ iv

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................... v

ABSTRACT ........................................................................................................... vi

ABSTRAK ........................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 2

1.3 Batasan Masalah................................................................................................ 2

1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 2

1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Las Gas Oxy-acetylene ...................................................................................... 4

2.2 Komponen Utama Las Oxy-acetylene ............................................................... 4

2.2.1 Pembakar Las (Brander) ................................................................................ 8

2.3 Nyala Pembakaran Las Asetilin ........................................................................ 8

2.3.1 Nyala Asetilin Lebih (Nyala Karburasi) .............................................................. 9

2.3.2 Nyala Oksigen Lebih (Nyala Oksidasi) ............................................................... 9

2.3.3 Nyala Netral ................................................................................................... 9

2.4 Prinsip Pemotongan Las Oxy-acetylene ................................................................ 10

Page 10: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

x

2.5 Softeware Sketch Up ....................................................................................... 12

2.6 Pengertian dan Perancanaan Poros.................................................................. 13

2.6.1 Pembebanan Poros ....................................................................................... 13

2.6.2 Perancanaan Poros ....................................................................................... 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alur Penelitian ................................................................................................ 18

3.2 Prosedur Perancangan ..................................................................................... 19

3.2.1 Perangkat Perancangan ................................................................................ 20

3.3 Langkah-langkah Desain ................................................................................. 20

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perancangan Alat Pemotong Plat Las Oxy-acetylene Otomatis ............ 21

4.1.1 3 Tampak Perancangan Las Oxy-acetylene Otomatis .................................. 22

4.2 Prinsip Kerja Pemotong Plat Menggunakan Las Oxy-acetylene Otomatis ..... 24

4.3 Perhitungan Pulley serta Diameter Poros dan Putaran .................................... 24

4.3.1 Perhitungan Putaran ..................................................................................... 25

4.3.2 Perhitungan Kecepatan Putaran RPM .......................................................... 25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 27

5.2 Saran ................................................................................................................ 27

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 11: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Tabung Oksigen 5

Gambar 2.2 Tabung Asetilin 5

Gambar 2.3 Regulator 6

Gambar 2.4 Selang Las 7

Gambar 2.5 Brander 8

Gambar 2.6 Nyala Pembakaran Las Asetilin 8

Gambar 2.7 Pemotong Plat dengan Las Oxy-acetylene 11

Gambar 2.8 Desain Sketch Up Las Oxy-acetylene Otomatis 12

Gambar 2.9 Poros 13

Gambar 2.10 Poros Transmisi 14

Gambar 2.11 Poros Gandar 14

Gambar 2.12 Poros Spindle 15

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian 18

Gambar 4.1 Desain Alat Pemotong Plat Las Oxy-acetylene Otomatis 21

Gambar 4.2 Tampak Atas 22

Gambar 4.3 Tampak Kiri 23

Gambar 4.4 Tampak Depan 23

Page 12: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Tebal Plat dan Debit Gas 11

Tabel 3.1 Langkah-langkah Desain 20

Page 13: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Perancangan Desain Las Oxy-acetylene Otomatis

Lampiran 2 Tabel Diameter Poros

Lampiran 3 Tabel Baja Paduan Untuk Poros

Lampiran 4 Tabel Standar Baja

Lampiran 5 Tabel Baja Karbon Untuk Konstruksi Mesin dan Baja Batang

yang Difinis Dingin

Page 14: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada era serba teknologi ini teknik pemotongan dengan las oxy-acetylene

sangat diperlukan untuk berbagai proses pengerjaan industri seperti pemotongan,

konstruksi bangunan baja, dan konstruksi permesinan yang memang tidak dapat

dipisahkan dengan teknologi manufaktur. (Rozaq Mustofa, 2015)

Untuk itu semakin berkembangnya zaman menuju ke arah yang lebih

maju, semakin berkembang teknologi yang diciptakan oleh manusia. Peralatan

yang diciptakan pun semakin memudahkan segala pekerjaan manusia. Teknologi-

teknologi besar dan kecil bermunculan di mana–mana. Perkembangan tersebut

menyangkut juga di bidang perakitan pemotong plat dengan menggunakan las

oxy-acetylene secara otomatis.

Pemotong plat menggunakan las oyx-acetylene secara otomatis penting

digunakan karena memiliki beberapa keuntungan seperti mesin yang dibuat

dengan teknik pengelasan menjadi ringan dan lebih sederhana dalam proses

pengerjaannya. Kualitas dari hasil pemotongan sangat tergantung pada persiapan

sebelum pelaksanaan memotong plat.

Berdasarkan hal yang telah disampaikan di atas, penulis tertarik untuk

mencoba melakukan sebuah perancangan alat pemotong plat menggunakan las

oxy-acetylene dengan memadukan antara las oxy-acetylene dengan motor listrik.

Dengan adanya perancangan pemotong plat menggunakan las oxy-acetylene

secara otomatis maka diharapkan mahasiswa agar dapat menggunakan alat ini

dengan sebaik-baiknya. Dalam melakukan berbagai pertimbangan hal tersebut

maka direncanakan sebuah “perancangan alat pemotong plat menggunakan las

oxy-acetylene otomatis”. Diharapkan dengan adanya sistem pemotong plat

menggunakan las oxy-acetylene secara otomatis, dapat mempermudah pengerjaan

pemotongan dan mengurangi resiko terjadinya insiden dalam pemotongan las oxy-

acetylene.

Page 15: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

2

1.2 Rumusan Masalah

Berhasilnya dalam perancangan alat pemotong plat menggunakan las oxy-

acetylene otomatis, maka dirumuskan beberapa msalah yang didapatkan, antara

lain:

1. Bagaimana cara membuat desain rancangan alat pemotong plat oxy-acetylene

secara otomatis dengan benar ?

2. Bagaimana cara untuk mempermudah pengerjaan pemotong plat dengan

menggunakan gas las oxy-acetylene ?

1.3 Batasan Masalah

Dalam merancang alat ini sub bab memberikan batasan–batasan masalah

untuk lebih mengoptimalkan dalam melakukan perancangan agar mencapai hasil

yang baik, batasan tersebut, antara lain sebagai berikut:

1. Pemotong plat dengan menggunakan las oxy-acetylene otomatis ini hanya

memotong tebal benda kerja 3-6mm.

2. Perancangan alat pemotong plat menggunkan las oxy-acetylene otomatis ini

menggunakan objek benda kerja pipa besi dengan ukuran 1 meter.

3. Rancangan alat dibangun tanpa adanya program, hanya menggunakan motor

150 Watt 220 Volt 8000 RPM.sebagai alat penggerak dan pemotongan

menggunakan las oxy-acetylene.

1.4 Tujuan Penulisan

Tujuan sub bab melakukan perancangan ini sebagai berikut:

1. Untuk mendapatkan sebuah desain perancangan alat pemotongan plat las oxy-

acetylene otomatis dengan menggunakan software Sketch up dan dinamo

motor sebagai alat penggeraknya.

2. Mengaplikasikan sistem pengerjaan pemotong plat menggunakan las oxy-

acetylene secara otomatis.

1.5 Manfaat Penulisan

Sub bab ini menyampaikan manfaat dari penelitian hasil perancangan,

sebagai berikut:

Page 16: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

3

1. Mendapatkan hasil rancangan alat pemotong plat menggunakan las oxy-

acetylene dengan desain perancangan menggunakan software Sketch up dan

dinamo motor sebagai alat penggeraknya.

2. Mendapatkan nilai kecepatan pengelasan yang dikontrol dengan gerakan dari

motor penggerak, agar dapat mengetahui berapa hasil waktu kecepatan dalam

pemotong plat menggunakan las gas oxy-acetylene.

Semoga dengan adanya penelitian yang dikerjakan oleh penulis, dapat

memberikan manfaat perihal tentang perancangan yang dibuat yaitu pemotong

plat menggunakan las oxy-acetylene secara otomatis.

1.6 Sistematika Penulisan

Bab I Pendahuluan

Pada bab ini berisikan tentang latar belakang tentang perancangan yang

dibuat oleh penulis serta akar masalah dan tujuan dari penulisan pembuatan

perancangan tersebut.

Bab II Teori Dasar

Berisikan tentang teori dasar mengenai seputar alat yang digunakan untuk

membuat penelitian ini.

Bab III Metodologi Penelitian

Pada bab ini berisikan tentang metodologi pengambilan data yang

digunakan untuk membuat perancangan ini, serta data apa saja yang mendukung

perancangan sang penulis.

Bab IV Hasil Pennelitian

Berisikan tentang hasil dari penrancangan yang dibuat oleh penulis berupa

manfaat fungsi dari perancangan tersebut.

Bab V Kesimpulan

Pada bagian ini berisikan tentang kesimpulan dan saran penulis mengenai

perancangan yang dibuat.

Page 17: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Las Gas Oxy-acetylene

Las karbit atau las oxy-acetylene adalah salah satu perkakas perbengkelan

yang sering ditemui. Pengoperasiannya yang cukup mudah membuatnya sering

digunakan untuk menghubungkan dua logam atau welding. Secara umum,

perkakas las asetilin adalah alat penyambung logam melalui proses pelelehan

logam dengan menggunakan energi panas hasil pembakaran campuran gas asetilin

dangan oksigen. Perangkat perbengkelan las karbit digunakan untuk memotong

dan menyambung benda kerja yang terbuat dari logam (plat besi, pipa dan poros).

Agar aman tekanan gas asetilin dalam tabung tidak boleh melebihi 100

Kpa, dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilin diisi dengan bahan

pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilin.

Tabung jenis ini mampu menampung gas asetilin bertekanan sampai 1,7 MPa.

Prinsip dari pemotongan ini tidak terlalu rumit. Hanya dengan mengatur

besarnya gas asetilin dan oksigen, kemudian ujungnya didekatkan dengan nyala

api maka akan timbul nyala api. Tetapi besarnya gas asetilin dan oksigen harus

diatur sedemikian rupa dengan memutar pengatur tekanan sedikit demi sedikit.

Apabila gas asetilin saja yang dihidupkan maka nyala apinya berupa nyala biasa

dengan mengeluarkan jelaga. Apabila gas asetilinnya terlalu sedikit yang diputar,

maka las tidak akan menyala. (Rahmat Brontok, 2014)

Pemotong plat dengan las oxy-acetylene adalah memotong plat dengan

menggunakan panas yang dihasilkan dari pembakaran reaksi kimia berupa gas.

Proses memotong plat besi dengan gas adalah dengan cara memanaskan logam

sampai mendekati titik cair.

2.2 Komponen Utama Las Oxy-acetylene

Pada kesempatan ini Sub bab akan menjelaskan mengenai peralatan-

peralatan utama dalam las karbit, adapaun peralatan utamanya antara lain:

Page 18: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

5

1. Tabung Oksigen

Gambar 2.1 Tabung Oksigen

Sumber: Teknik Otomotif, 2017

Tabung gas oksigen berisi gas oksigen (O2). Gas oksigen ini digunakan

untuk campuran gas karbit pada proses penyalaan api las. Banyak sedikit

penggunaan gas oksigen ini akan berpengaruh pada suhu pembakaran. Bila gas

oksigen ini lebih sedikit dari pada gas karbit maka akan berakibat suhu

pembakarannya rendah, seperti ditunjukan pada Gambar 2.1.

2. Tabung Asetilin

Gambar 2.2 Tabung Asetilin

Sumber: Teknik Otomotif, 2017

Tabung gas asetilin atau karbit berisi gas asetilin (C2H2). Gas asetilin atau

karbit banyak digunakan dalam pengelasan busur gas dari pada bahan bakar

lainnya. Hal ini disebabkan karena gas karbit memiliki banyak kelebihan

Page 19: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

6

dibandingkan gas lainnya seperti pada Gambar 2.2 (Teknik Otomotif, 2017),

antara lain :

1. Gas karbit sangat mudah untuk dibuat dan tidak beracun sehingga jika terhisap

tidak akan berbahaya.

2. Gas karbit Memiliki sifat menyerap asam, sehingga dapat untuk mengurangi.

3. Gas karbit memiliki nilai panas yang cukup tinggi, sehingga suhu api yang

dapat dicapai pada gas karbit ini sangat tinggi.

4. Gas karbit memiliki kecepatan pembakaran yang sangat tinggi.

5. Gas karbit cocok digunakan untuk segala teknik pengelasan dengan las gas

3. Regulator

Regulator pada pengelasan ini terdapat baik pada tabung oksigen maupun

tabung asetilin. Regulator ini berfungsi untuk mengatur tekanan isi menjadi

tekanan kerja. Pada regulator terdapat 2 buah manometer, satu manometer yang

menunjukkan tekanan isi dalam tabung dan manometer 1 lagi menunjukkan

tekanan kerja yang keluar dari tabung. Manometer yang dekat dengan tabung

merupakan manometer yang menunjukkan tekanan isi dan manometer yang jauh

dari tabung menunjukkan tekanan kerja seperti Gambar 2.3:

Gambar 2.3 Regulator

Sumber: Teknik Otomotif, 2017

1. Regulator asetilin

• Manometer tekanan isi tabung sampai dengan skala 30 kg/cm2.

• Manometer tekanan kerja tabung sampai dengan skala 3 kg/cm2.

• Ulir untuk baut dan mur pengikatnya menggunakan ulir kiri.

Page 20: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

7

2. Regulator oksigen

• Manometer tekanan isi tabung sampai dengan skala 250 kg/cm2.

• Manometer tekanan kerja tabung sampai dengan skala 12 kg/cm2.

• Ulir untuk baut dan mur pengikatnya menggunakan ulir kanan.

4. Selang Las.

Selang berfungsi untuk menyalurkan gas dari botol gas atau regulator ke

pembakar. Selang ini harus tahan tekanan tinggi tetapi lemas atau tidak kaku.

Gambar 2.4 Selang Las

Sumber: Zakioto, 2016

Selang gas biasanya berwarna merah dan hijau seperti Gambar 2.4 (Zakioto,

2016). Pada ujung-ujung selang terdapat pula mur pengatur dengan ulir kiri.

Fungsi mur pengatur pada kedua selang tersebut adalah untuk mengikat regulator

dan mengikat pembakar.

5. Brander.

Brander las ini berfungsi sebagai tempat bercampurnya gas oksigen (O2)

dengan gas karbit atau asetilin (C2H2) dan kemudian campuran ini dinyalakan

dengan api yang nantinya akan digunakan untuk melakukan proses pengelasan.

Pada brander las terdapat pemegang brander yang berfungsi untuk memegang

brander las saat proses pengelasan. Pada brander las juga dilengkapi dengan

keran pengatur keluarnya gas, baik gas oksigen maupun gas karbit. Seperti yang

ditunjukan Gambar 2.5:

Page 21: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

8

Gambar 2.5 Brander

Sumber: Khalis, 2015

2.2.1 Pembakar Las (Brander)

Pembakar las Brander adalah alat yang berfungsi sebagai:

1. Pencampur gas asetilin dan gas oksigen.

2. Pengatur pengeluaran gas.

3. Pembangkit nyala api.

2.3 Nyala Pembakaran Las Asetilin

Nyala hasil pembakaran dalam las oxy-acetylene dapat berubah

bergantung pada perbandingan antara gas oksigen dan gas asetilinnya. Ada tiga

macam nyala api dalam las oxy-acetylene seperti pada Gambar 2.6:

Gambar 2.6 Nyala Pembakaran Las Asetilin

Sumber: Rahmat Brontok, 2014

Page 22: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

9

2.3.1.Nyala Asetilin Lebih (Nyala Karburasi)

Bila terlalu banyak perbandingan gas asetilin yang digunakan maka di

antara kerucut dalam dan kerucut luar akan timbul kerucut nyala baru berwarna

biru. Di antara kerucut yang menyala dan selubung luar akan terdapat kerucut

antara yang berwarna keputih-putihan, yang panjangnya ditentukan oleh jumlah

kelebihan asetilin. Hal ini akan menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam

cair. Nyala ini banyak digunakan dalam pengelasan logam monel, nikel, berbagai

jenis baja dan bermacam-macam bahan pengerasan.

2.3.2 Nyala Oksigen Lebih (Nyala Oksidasi)

Bila gas oksigen lebih dari pada yang dibutuhkan untuk menghasilkan

nyala netral maka nyala api menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah

menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi atau

dekarburisasi pada logam cair. Nyala yang bersifat oksidasi ini harus digunakan

dalam pengelasan fusion dari kuningan dan perunggu namun tidak dianjurkan

untuk pengelasan lainnya.

2.3.3 Nyala Netral

Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilin sekitar satu

perbandingan. Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan

kerucut luar yang berwarna biru bening. Oksigen yang diperlukan nyala ini

berasal dari udara. Suhu maksimum setinggi 3300 sampai 3500° tercapai pada

ujung nyala kerucut.

Agar aman dipakai gas asetilin dalam tabung tekanannya tidak boleh

melebihi 100 kPa dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilin diisi

dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan

gas asetilin. Tabung asetilin mapu menahan tekanan sampai 1,7 MPa. (Rahmat

Brontok, 2014)

Pada nyala netral kerucut nyala bagian dalam pada ujung nyala

memerlukan perbandingan oksigen dan asetilin kira-kira 1:1 dengan reaksi serti

yang bisa dilihat pada gambar. Selubung luar berwarna kebiru-biruan adalah

reaksi gas CO atau H2 dengan oksigen yang diambil dari udara.

Page 23: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

10

Cara menyalakan api :

1. Buka katup botol oksigen dan asetilin.

2. Atur tekanan yang diinginkan sesuai dengan nosel yang dipakai.

3. Buka sedikit katup oksigen dan brander.

4. Buka katup asetilin pada brander.

5. Nyalakan pemercik api dan sulut kan pada ujung brander.

6. Atur katup oksigen dan asetilin sesuai nyala yang diinginkan.

Cara mematikan api :

1. Tutup katup oksigen pada brander.

2. Tutup katup asetilin pada brander .

3. Tutup katup pada botol oksigen dan asetilin.

4. Buka katup oksigen dan asetilin pada brander untuk pembuangan sisa gas yang

ada pada selang gas atau saluran.

5. Tutup semua katup

2.4 Prinsip Pemotongan Las Oxy-acetylene

Prinsip pemotongan dengan gas adalah memotong besi atau baja dengan

menggunakan panas yang dihasilkan dari pembakaran reaksi kimia berupa gas.

Proses pemotongan logam dengan gas adalah memotong dengan cara

memanaskan logam sampai mendekati titik lumer (cair) kemudian ditekan dengan

semburan gas pada tekanan tertentu sehingga logam yang akan mencair tersebut

terbuang sehingga logam terpotong, seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.7.

• Keuntungan memotong logam dengan gas adalah proses pemotongan cepat,

berbagai bentuk dapat dipotong dengan hasil baik. Proses pemotongan dapat

dilaukakan secara otomatis dengan mesin atau secara manual dengan tangan.

• Kerugian memotong logam dengan gas adalah memerlukan alat dan

perlengkapan yang khusus, harganya mahal. Pada sisi bekas pemotongan akan

terjadi perubahan struktur yang mengakibatkan perubahan sifat logam yang

dipotong.

Proses pemotongan dengan oksigen telah banyak digunakan oleh industri

engineering di Indonesia, seperti industri perkapalan, industri kontruksi, industri

pembuat desain, reprasi, dan perwatan, dan lain sebagainya. Proses ini selain

Page 24: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

11

dapat untuk memotong juga dapat untuk membuat kampuh sambungan las,

membuat alur dan gauging, membersikan permukaan slab baja atau scarfing

sebelum diroll menjadi bentuk pelat dan untuk membuat lubang atau lancing. Ada

beberapa factor yang mempengaruhi dalam pemakaian debit gas, karena antara

pemakai satu dengan yang lain tentu tidak akan sama. Adapun factor tersebut

antara lain : (H. Febriyanto, 2015)

• Ukuran dan bentuk mulut potong yang dipergunakan.

• Ketrampilan juru potong dalam pengaturan kecepatan potong, pengaturan debit

gas, tekanan kerja, dan efisiensi pemotongan.

Gambar 2.7 Pemotong Plat dengan Las Oxy-acetylene

Sumber: H Febriyanto, 2015

Tabel 2.1 Tebal Plat dan Debit Gas

Sumber: H Febriyanto, 2015

Page 25: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

12

2.5 Software Sketch Up

Sketch up merupakan salah satu software yang mempunyai fungsi dalam

desain grafis model 3 dimensi yang digunakan dan dirancang untuk para

profesional di bidang arsitektur, dalam pembuatan game, dan rancangan yang

terkait didalamnya, sketch up di fungsikan sebagai alat dalam desain 3D (Arya

Suryawan, 2016), seperti pada Gambar 2.8:

Gambar 2.8 Desain Sketch Up Las Oxy-acetylene Otomatis

Sumber: Dokumentasi Pribadi

1. Kelebihan Sketchup

• Interface yang menarik dan simpel.

• Mudah digunakan oleh golongan pemula sekalipun.

• Banyak open source dan plugin yang mendukung kinerja Sketchup.

• Terdapat fitur import file keektensi seperti 3D,dwg,pdf,jpg dll.

• Aplikasi ringan dijalankan untuk komputer berbasis standard.

2. Kekurangan Sketchup

• Karena kesederhanaan Sketch up menjadikan susahnya pemodelan tingkat

lanjut meski memakai plugin sekalipun.

• Terjadi Crash apabila terdapat banyak permukaan patch ( terjadi apabila

mengimpor model tingkat lanjut misal model manusia dari 3D maksimum

ke Sketchup).

• Hasil gambar kurang memuaskan.

Page 26: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

13

2.6 Pengertian dan Perancanaan Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya berpenampang

bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel,

engkol, sprocket dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban

lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja masing-

masing atau berupa gabungan satu dengan lainnya, seperti pada Gambar 2.9:

Gambar 2.9 Poros

Sumber: Achmad Jacko, 2014

Poros dalam sebuah mesin berfungsi untuk meneruskan tenaga bersama-

sama dengan putaran. Setiap elemen mesin yang berputar, seperti cakara tali, puli

sabuk mesin, piringan kabel, tromol kabel, roda jalan dan roda gigi, dipasang

berputar terhadap poros dukung yang tetap atau dipasang tetap pada poros dukung

yang berputar. Contohnya sebuah poros dukung yang berputar, yaitu poros roda

keran pemutar gerobak. (Ahmad Jacko, 2014)

2.6.1 Pembebenan Poros

Macam-macam poros yang berdasarkan pembebanannya sebagai berikut:

1. Poros Transmisi (Transmission Shafts)

Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami

beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada shaft,

daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket rantai. Seperti yang

ditunjukan Gambar 2.10:

Page 27: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

14

Gambar 2.10 Poros Transmisi

Sumber: Awas Putra, 2013

2. Poros Gandar.

Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta

barang. Poros gandar tidak menerima beban puntir dan hanya mendapat beban

lentur, seperti pada Gambar 2.11:

Gambar 2.11 Poros Gandar

Sumber: Ekamsn02, 2012

3. Poros Spindle.

Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatif pendek, misalnya pada

poros utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran.

Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur. Poros spindle

dapat digunakan secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut

kecil, yaitu yang ditunjukan seperti Gambar 2.12 dibawah ini:

Page 28: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

15

Gambar 2.12 Poros Spindle

Sumber: Oka Satria, 2012

2.6.2 Perancanaan Poros

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam merencanakan poros, sebagai berikut:

1. Kekuatan Poros

Poros transmisi akan menerima beban puntir (twisting moment), beban lentur

(bending moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur. Dalam

perancangan poros perlu memperhatikan beberapa faktor, misalnya: kelelahan,

tumbukan dan pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga

ataupun penggunaan alur pasak pada poros. Poros yang dirancang tersebut harus

cukup aman untuk menahan beban tersebut. (Ahmad Jacko, 2014)

2. Kekakuan Poros

Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam

menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu besar akan

mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), getaran mesin (vibration)

dan suara (noise). Oleh karena itu disamping memperhatikan kekuatan poros,

kekakuan poros juga harus diperhatikan dan disesuaikan dengan jenis mesin yang

akan ditransmisikan dayanya dengan poros tersebut.

3. Putaran Kritis

Bila putaran mesin dinaikan maka akan menimbulkan getaran (vibration) pada

mesin tersebut. Batas antara putaran mesin yang mempunyai jumlah putaran

normal dengan putaran mesin yang menimbulkan getaran yang tinggi disebut

putaran kritis. Hal ini dapat terjadi pada turbin, motor bakar, motor listrik, dll.

Jadi dalam perancangan poros perlu mempertimbangkan putaran kerja dari poros

tersebut agar lebih rendah dari putaran kritisnya.

Page 29: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

16

4. Material Poros

Poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban yang berat pada

umumnya dibuat dari baja paduan (alloy steel) dengan proses pengerasan kulit

(case hardening) sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya adalah

baja khrom nikel. Sekalipun demikian, baja paduan khusus tidak selalu dianjurkan

jika alasannya hanya karena putaran yang tinggi dan pembebanan saja. Dengan

demikian perlu dipertimbangkan dalam pemilihan jenis proses heat treatment

yang tepat sehingga akan diperoleh kekuatan yang sesuai. Pertama kali, ambilah

suatu kasus dimana daya P (kW) harus ditransmisikan dan puturan poros n1 (rpm)

diberikan.

Pd = fc (kW) ...................................................................................................[2.1]

Pd adalah daya rencana

Jika momen puntir adalah T (kg.mm), maka:

Pd =(𝑇/1000)(2𝜋𝑛1/60)

102 ......................................................................................[2.2]

Sehingga:

T = 9,74 × 105 𝑃𝑑

𝑛1 ..........................................................................................[2.3]

Bila momen puntir T dibebankan pada suatu diameter poros (ds) (mm), maka

tegangan geser 𝜏 (kg/mm2) yang terjadi adalah:

𝜏 = 𝑇

(𝜋𝑑𝑠3/16)

....................................................................................................[2.4]

Salah satu 𝜏a dihitung atas dasar batas kelelahan puntir adalah 18% dari

kekuatan tarik 𝜎B (Sesuai standar ASME).

Untuk harga 18% ini faktor keamanan diambil sebesar 1/0,18 = 5,6. Harga 5,6

ini diambil untuk bahan SF dan 6,0 untuk bahan S-C dan baja paduan. Faktor ini

dinyatakan dengan Sf1.

Selanjutnya perlu ditinjau apakah poros tersebut akan diberi alur pasak atau

dibuat bertangga, karena pengaruh konsentrasi tegangan cukup besar. Pengaruh

kekerasan permukaan juga harus diperhatikan. Faktor-faktor ini dinyatakan

dengan Sf2 dengan harga sebesar 1,3 sampai 3,0.

Page 30: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

17

Dari hal-hal diatas maka besarnya 𝜏a dapat dihitung dengan:

𝜏a = 𝜎B / (Sf1 × Sf2) ......................................................................................[2.5]

Faktor Koreksi Momen Puntir, Kt (Standar ASME)

• Kt = 1,0 jika beban dikenakan secara halus.

• Kt = 1,0 – 1,5 jika terjadi sedikit tumbukan atau kejutan.

• Kt = 1,5 – 3,0 jika beban dikenakan dengan kejutan atau tumbukan besar.

Meskipun dalam perkiraan sementara bahwa beban hanya puntiran saja, perlu

ditinjau pula apakah ada kemungkinan pemakaian dengan beban lentur dimasa

mendatang. Jika memang diperkirakan akan terjadi pemakaian dengan beban

lentur, maka dapat dipertimbangkan pemakaian faktor Cb yang harganya 1,2

sampai 2,3 (Cb = 1,0 jika tidak ada beban lentur).

Diperoleh rumus untuk menghitung diameter poros ds (mm):

ds [5,1

𝜏𝑎 𝐾𝑡 𝐶𝑏 𝑇]1/3 ………….....………………………………….…........... [2.6]

Harga faktor konsentrasi tegangan untuk alur pasak α dan untuk poros

bertangga β dapat diperoleh dari diagram Peterson. Periksalah perhitungan

tegangan, mengingat diameter yang dipilih dari tabel lebih besar dari ds yang

diperoleh dari perhitungan. Bandingkan 𝛼 dan β , dan pilihlah yang lebih besar.

Lakukan koreksi pada Sf2 yang dipilih sebelumnya untuk konsentrasi tegangan,

dengan mengambil τ. Sf/(σa2 atau β) sebagai tegangan yang diijinkan yang

dikoreksi. Bandingkan harga ini dengan τ.Cb.Kt dari tegangan geser yang

dihitung atas dasar poros tanpa alur pasak, faktor lenturan Cb, dan faktor koreksi

tumbukan Kt, dan tentukan masing-masing harganya jika hasil yang terdahulu

lebih besar, serta lakukan penyesuaian jika lebih kecil.

Page 31: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

18

BAB III

METODOLOGI PENELITAN

3.1 Alur Penelitian

Untuk memulai perancangan, penulis melakukan studi literatur guna

mencari referensi teori untuk permasalahan yang telah ditemukan. Kemudian

setelah menemukan suatu permasalahan, penulis menentukan solusi yang tepat

untuk mengatasi masalah tersebut. Setelah semua masalah telah diselesaikan maka

penulis membuat perancangan pada las oxy-acetylene. Apabila rancangan yang

dibuat tidak sesuai, maka rancangan akan diperbaiki, setelah memperbaiki

rancangan hingga menghasilkan rancangan yang sesuai diinginkan. Setelah

menghasilkan perancangan yang diinginkan, selanjutnya penulis akan membuat

kesimpulan atas perancangan yang telah dibuat, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 3.1:

Studi Literatur

Menemukan Permasalahan

Menentukan Solusi

Permasalahan

Mulai

A

Page 32: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

19

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian

3.2 Prosedur Perancangan

Dalam melakukan perancangan alat pemotong plat menggunakan las oxy-

acetylene, sub bab akan menjelaskan proses perancangan agar terciptanya alat

yang kami rancang, sebagai berikut:

1. Membuat desain rancangan alat pemotong plat terlebih dahulu menggunakan

buku gambar.

2. Tentukan ukuran yang tepat untuk menentukan dimensi dan alat yang untuk

dirancang.

3. Tentukan letak rangkaian yang tepat agar tidak terjadi kesalahan pada

rangkaian tersebut.

4. Menyiapkan software sketch up untuk menghasilkan gambaran yang detail dan

jelas.

5. Kemudian gambarlah rancangan yang telah digambar dibuku gambar tadi

dengan software sketch up.

6. Buatlah kembali rancangan tersebut menggunakan software auto cad.

Yes

Membuat Rancangan

Rancangan Sesuai?

Kesimpulan

Perbaikan

No

Hasil Perancangan

Selesai

A

Page 33: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

20

3.2.1 Perangkat Perancangan

Perangkat perancangan yang digunakan dalam perancangan alat ini antara

lain sebagai berikut:

1. Paint.

2. Snipping tool.

3. Microsoft word versi 2007.

4. Sketch up versi 2010.

5. Auto Cad versi 2007.

3.3 Langkah-Langkah Desain

Dalam melakukan sebuah desain perancangan membutuhkan langkah-

langkah untuk membuat desain rancangan tersebut, berikut langkah-langkah

membuat desain rancangan yang ditunjukan pada Tabel 3.1:

Tabel 3.1 Langkah-langkah Desain

NO KETERANGAN

1 Membuat sketsa terlebih dahulu pada selembar kertas, mula-mula membuat

kerangka berupa meja dengan luas permukaan sepanjang 1 meter dan tinggi

kaki meja 50 cm. serta membuat wadah di sisi kiri rangka meja guna

tempat peletakkan dinamo 150 watt 220 volt 8000 rpm.

2 Kemudian membuat berupa tiang pada salah satu sisi tengah permukaan

meja dengan tinggi ± 50 cm sebagai tempat peletakkan brander las.

3 Lalu pada tengah-tengah dari permukaan meja buat semacam rel sederhana

dengan pulley sebagai rodanya dan v-belt sebagai bantalan dari besi

batangan untuk tempat peletakkan plat.

4 Ketika desain rancangan telah sesuai yang diinginkan, kemudian gambar

perancangan tersebut dengan menggunakan software sketch up versi 2010.

5 Setelah melakukan desain rancangan dengan menggunakan sketch up,

kemudian gambar ulang perancangan tersebut dengan menggunakan

software autocad versi 2007.

Page 34: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

21

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perancangan Alat Pemotong Plat Las Oxy-acetylene Otomatis.

Sub bab akan menjelaskan hasil dari desain perancangan las oxy-acetylene

otomatis agar dapat mempermudah memotong plat benda kerja dengan

menggunakan las oxy-acetylene. Desain perancangan pemotong plat dengan las

oxy-acetylene adalah memotong plat besi atau baja dengan menggunakan panas

yang dihasilkan dari energi panas hasil pembakaran campuran gas oxy-acetylene.

Proses pemotongan logam dengan las oxy-acetylene adalah memotong dengan

cara memanaskan logam sampai mendekati titik cair, kemudian ditekan dengan

semburan gas pada tekanan tertentu sehingga logam yang akan mencair tersebut

terbuang sehingga logam terpotong, seperti pada Gambar 4.1 dibawah ini:

Gambar 4.1 Desain Alat Pemotong Plat Las Oxy-acetylene Otomatis

Sumber: Dokumentasi Pribadi

Page 35: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

22

Keterangan:

1. Oxygen 10. Belt

2. Acetylene 11. Shaft

3. Selang Regulator 12. Pulley

4. Regulator 13. Stopper

5. Brander 14. Safetygrip

6. Baja Siku 15. V-belt tipe cooged

7. Plat Besi 16. Klem

8. Motor Listrik 17. Foot controller

9. Pulley

4.1.1 3 Tampak Perancangan Las Oxy-acetylene Otomatis

Gambar perancangan las oxy-acetylene ini terbagi 3 tampak, seperti pada

Gambar 4.2, Gambar 4.3, Gambar 4.4 dibawah ini:

Gambar 4.2 Tampak Atas

Sumber: Dokumentasi Pribadi

Page 36: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

23

Gambar 4.3 Tampak Kiri

Sumber: Dokumentasi Pribadi

Gambar 4.4 Tampak Depan

Sumber: Dokumentasi Pribadi

Page 37: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

24

4.2 Prinsip Kerja Pemotong Plat Menggunakan Las Oxy Acetylene Otomatis

Buka katup botol oxy-acetylene dan atur tekanan yang diinginkan sesuai

dengan nosel yang dipakai, lalu buka sedikit katup oksigen pada brander dan juga

buka katup asetilin pada brander. Nyalakan pemantik api dengan mendekatkan

pada ujung mulut brander. Atur kembali katup oxy-acetylene pada brander agar

mendapatkan pembakaran api yang diinginkan. Setelah mendapatkan api yang

diinginkan barulah motor listrik dihidupkan, maka putaran dari motor listrik akan

memutar pulley yang telah dipasang dibagaian motor listrik dan secara otomatis

pulley yang terhubung dengan motor listrik seperti ke benda kerja (Plat) yang

menggunakan shaft sebagai penghubungnya yang dilapisi V-belt sebagai

bantalannya akan bergerak maju, dan pengerjaan pemotong plat mulai bekerja.

4.3 Perhitungan Pulley serta Diameter Poros dan Putaran

Berdasarkan hasil desain perancangan Gambar 4.1, maka direncanakan

diameter pulley penggerak dan pulley yang digerakkan menggunakan

perbandingan 1:3 yaitu, pulley penggerak sebesar 5cm dan pulley yang digerakkan

sebesar 15cm. Setelah diketahui diameter kedua pulley maka perlu menghitung

diameter poros pulley yang digerakkan. Berikut perhitungan diameter poros

dengan persamaan [2.1],[2.2],[2.3],[2.4],[2.5],[2.6] yang ditunjukan dibawah ini:

Perhitngan Poros

1. P = 0,15 (kW), n(putaran) = 3000 (rpm)

2. Fc = 1,0

3. Pd = fc × P = 1,0 × 0,15 = 0,15 (kW)

4. T = 9,74 × 105 𝑃𝑑

𝑛1 = 9,74 × 105 × 0,15/3000 = 48,7 (kg.mm)

5. S35C-D, σb = 58 (kg/mm2), sf1 = 6,0 sf2 = 2,0

6. 𝜏𝛼 = σb/(sf1×sf2)

𝜏𝛼 = 58/(6,0 × 2,0) = 4,83 (kg/mm2)

7. Cb = 2,0 Kt = 1,5

8. ds = [5,1

𝜏α Kt Cb 𝑇]1/3

ds = [5,1

𝜏α × 1,5 × 2,0 × 48,7]1/3= 5,36 (mm)

Diameter poros ds = 6 (mm)

Page 38: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

25

9. Anggaplah diameter bagian yang menjadi tempat bantalan adalah = 7

(mm)

Jari-jari fillet = (d-ds)/2 = (7-6)/2 = 1 2⁄ = 0,5 (mm)

Alur pasak 2 × 2 × fillet 0,25

10. Konsentrasi tegangan pada poros bertangga adalah

r/ds = 0,5/6 = 0,083, d/ds = 7/6 = 1,16. β = 1,4

Konsentrasi tegangan pada poros dengan alur pasak adalah

c/ds = 0,25/6 = 0,041, 𝛼 = 2,4 𝛼> β (gunakan 𝛼)

11. 𝜏 = 5,1 𝑇

𝑑𝑠3

𝜏 = 5,1 × 48,7/(6)3 = 1,14 (kg/mm2)

12. 𝜏𝛼 × Sf2/𝛼 = 4,83 × 2,0/2,4 = 4,025 (kg/mm2)

𝜏 × Cb × Kt = 1,14 × 2 × 1,5 = 3,42 (kg/mm2)

𝜏𝛼. Sf2/𝛼 > 𝜏. Cb. Kt

13. ds = 6 (mm)

S35C-D

Diameter poros: Φ6 × Φ7

Jari-jari fillet 0,25 (mm)

Pasak: 2 × 2

Alur pasak: 2 × 1 × 0,25

4.3.1 Perhitungan Putaran

Memotong plat menggunakan las oxy-actylene sangatlah mudah serta

pengoperasiannya yang cukup mudah dan menggunakan waktu yang lebih efesien

dalam melakukan pengerjaan pemotongan membuatnya sering digunakan untuk

memotong logam yang berukuran tebal maupun yang tipis dengan menggunakan

energi panas dari hasil pembakaran campuran gas asetilin dan gas oksigen.

Putaran poros penggerak: n1.d1= n2.d2

Dimana: n1 : Putaran motor (rpm)

n2 : Putaran poros (rpm)

d1 : Diameter pulley motor (mm)

d2 : Diameter pulley poros (mm)

Page 39: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

26

Diketahui: n1 = 8000 rpm

d1 = 50 mm

d2 = 150 mm

Penyelesaian n2 : 8000 𝑥 50

150 = 2.666,6rpm (3000 rpm)

Kecapatan sudut 𝜔 ∶ 2. 𝜋. 𝑛1

Dimana 𝜔 : Kecapatan sudut (rad/menit)

Jawab 𝜔 = 2 × 3,14 × 8000

= 50.240 𝑟𝑎𝑑𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡⁄

4.3.2 Perhitungan Kecepatan Putaran RPM

Dikarenankan kecepatan putaran rpm belum diketahui, maka dapat dihitung

dengan cara

Diketahui:

d1 = 50mm (r = 25)

d2 = 150mm (r = 75)

n1 = 8000rpm

Ditanya: N1 = ?

1 rpm = 2.𝜋.𝑟𝑎𝑑

60 𝑠𝑒𝑐

= 8000.2.3,14𝑟𝑎𝑑

60 𝑠𝑒𝑐

𝜔 = 837,334 𝑟𝑎𝑑𝑠⁄

𝜐 = 𝜔 . r

= 837,334 × 25mm

= 20.933,35 𝑚𝑚𝑠⁄ (poros bawah)

𝜔 = 3000 rpm

𝜐 = 𝜔 . r

= 3000 × 75mm

= 225.000 𝑚𝑚𝑠⁄ (poros atas)

Page 40: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

27

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Bedasarkan hasil penelitian tentang upaya meningkatkan pemotong plat

dengan menggunakan las oxy-acetylene otomatis di Politeknik Negeri Balikpapan,

bahwa:

1. Permasalahan yang mengakibatkan kurangnya pemotongan dengan

menggunakan las oxy-acetylene, serta masih kurang lengkapnya alat las oxy

acetylene pada saat ingin melakukan pemotongan dan mahasiswa kurang

menguasai materi maupun praktek saat melakukan pemotongsn dengan

menggunakan las oxy-acetylene.

2. Dengan merancanakan perancangan pemotong plat menggunakan las oxy-

acetylene secara otomatis, mahasiswa mampu melakukan pemotongan

dengan menggunakan las oxy-acetylene dengan baik dan dapat membantu

mahasiswa dalam pengerjaan pemotongan.

5.2 Saran

Dari penelitian yang telah dibahas bedasarkan dari perancangan yang telah

dibuat, penulis memiliki beberapa saran untuk meningkat pemotongan plat

menggunakan las oxy-acetylene otomatis. Apabila dalam memberi saran penulis

belum cukup menaparkan dengan baik dapat diperbaiki dikemudian hari. Berikut

saran yang diberikan penulis :

1. Motor yang digunakan harus memberikan putaran yang sesuai untuk dapat

mengasumsikan berat pipa, gesekan dan batang penggerak dengan beban 7-10

kg.

2. Memperlengkap alat las oxy-acetylene dan dalam kondisi baik, sehingga

dapat melakukan pengerjaan pemotongan menggunakan las oxy-acetylene

berjalan dengan baik sehingga tidak menggangu kesalamatan kerja.

3. Mahasiswa harus memperlajari terlebih dahulu materi dan praktek las oxy-

acetylene, agar pada saat melakukan pengerjaan pemotongan menggunakan

las oxy-acetylene otomatis ini dapat mengoptimalkan pengerjaan sesuai

prosedur.

Page 41: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan

28

DAFTAR PUSTAKA

BY RAHMAT BRONTOK, 2014 Las Oxy-acetylene. Diambil 17 Juli 2017. Dari

http://alumnimuhngawengk.blogspot.co.id/2014/09/pengertian-las-asetilin-las-

karbit.html

Rozaq Mustofa, 2015 Las Oxy-acetylene. Diambil 17 Juli 2017. Dari

http://rozaqml.blogspot.co.id/2015/01/laporan-praktikum-pengelasan.html

David Jones, 2014 Jenis Nyala las Oxy-acetylene. Diambil dari 30 Juli 2017. Dari

http://www.pengelasan.net/nyala-api-las-oksigen-asetilen

Muhammail, 2012 Prinsip Pemotongan. Diambil dari 25 Agustus 2017. Dari

https://technopress80.wordpress.com/2012/06/11/memotong-dengan-gas-oxy-

acetylene/

H Febriyanto, 2015 Pengertian Pemotongan. Diambil dari 25 Agustus 2017. Dari

http://eprints.polsri.ac.id/1621/3/BAB%20II.pdf

Arya Suryawan, 2016 Pengertian Sketch up. Diambil 1 Agustus 2017. Dari

http://technonime.heck.in/pengertian-dan-fungsi-software-sketchup.xhtml

Ahmad Jacko, 2014 Pengertian dan fungsi Poros. Diambil 9 Agustus 2017. Dari

http://otomotif-er.blogspot.co.id/2014/10/pengertian-dan-macam-macam-

poros.html

Awas Putra, 2013 Pengertian Poros. Diambil 9 Agustus 2017. Dari

http://awissatgas.blogspot.co.id/2013/05/perawatan-poros.html

Ekamsn02, 2012 Gandar poros pada roda. Diambil 9 Agustus 2017.

Darihttp://ekamsn02.blogspot.co.id/2012/02/gandarporos-pada-roda.html

Oka Satria, 2012 Elemen Mesin Poros Spindle. Diambil 9 Agustus 2017. Dari

http://anistkr.blogspot.co.id/2012/07/elemen-mesin-poros-shaft.html

Page 42: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan
Page 43: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan
Page 44: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan
Page 45: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan
Page 46: PERANCANGAN ALAT PEMOTONG PLAT MENGGUNAKAN …spmi.poltekba.ac.id/spmi/fileTA/140309235491_2017.pdf · pemotong plat menggunakan oxy-acetylene dapat membantu pada saat melakukan