teknik pembentukan pelat jilid 1

8/13/2019 Teknik Pembentukan Pelat Jilid 1

1/196


2/196

Anni Faridah, dkk

TEKNIK

PEMBENTUKANPLAT JILID 1

SMK

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan Nasional


3/196

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undang

TEKNIK PEMBENTUKAN

PLATJILID 1

Untuk SMK

Penulis Utama : Ambiyar ArwizetNelvi Erizon

PurwantonoThaufiq PinatEditor : Rizal SaniPenilai : Yudhi Pratama

KhaidirPerancang Kulit : Tim

Ukuran Buku : 17,6 x 25 cm

Diterbit kan olehDirektorat Pembinaan Sekolah Menengah KejuruanDirektorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan MenengahDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008

AMB AMBIYARt Teknik Pembentukan Plat Jilid 1 untuk SMK /oleh Ambiyar,

Arwizet, Nelvi Eizon, Puwantoro, Thaufiq Pinat ---- Jakarta :Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, DirektoratJenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah,Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

viii. 154 hlmDaftar Pustaka : A1-A4Glosarium : B1-B5ISBN : 978-979-060-101-7

978-979-060-102-4


4/196

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan SekolahMenengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasardan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakankegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatanpembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK.Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.

Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan StandarNasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telahdinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses

pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepadaseluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luasoleh para pendidik dan peserta didik SMK.

Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh ( download ),

digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Denganditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagimasyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruhIndonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untukmengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepadapara peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat

memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku inimasih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritiksangat kami harapkan.

Jakarta, 17 Agustus 2008Direktur Pembinaan SMK


5/196


6/196

iii

S I N O P S I S

Buku teknik pembentukan memberikan pengetahuan tentang kajian dibidang teknik mesin, yaitu teknologi proses pembentukan. Buku ini berisi 11(sebelas) bab yang meliputi: (1) Pendahuluan yang berisikan sejarahperkembangan teknik pembentukan, (2) Keselamatan kerja meliputikeselamatan manusia, mesin dan peralatan serta lingkungan, (3)Pengetahuan bahan menyangkut pengetahuan berbagai unsur logam, nonlogam serta logam paduan disertai teknik pengolahan bahan sertaperlakuannya, (4) Gambar bentangan berisi pengetahuan tentang teknikmenggambar, konstruksi geometri, teknik bentangan, teknik perpotongansambungan bidang gambar, (5) Alat ukur dan alat penandai berisipengetahuan tentang berbagai alat ukur dan alat penandai yang dipakaidalam teknik mesin., (6) Perkakas tangan dalam pembentukan berisipengetahuan tentang berbagai peralatan pada bengkel kerja mesin, teknikcara menggunakan alat, dan pemeliharaannya, (7) Metode penyambunganlas menyangkut konstruksi sambungan, jenis-jenis sambungan danberbagai metode penyambungan, serta teknik kerja dalam penyambungan,(8) Metode pemotongan berisi pengetahuan tentang dasar-dasar prosespemotongan, peralatan potong dan teknik pemotongan, (9) Prosespembentukan menyangkut prinsip dasar proses pengerjaan dingin, (10)Pembentukan panas meliputi peralatan utama, alat bantu dan landasanserta teknik pengerjaannya (11) Metode perakitan berisi pengetahuandasar-dasar perakitan dan proses perakitan.


7/196


8/196

iv

KATA SAMBUTAN ............................................................................ iKATA PENGANTAR .......................................................................... iiSINOPSIS. ......................................................................................... iiiDAFTAR ISI ..................................................................................... ivPETA KOMPETENSI .......................................................................... viii

BUKU JILID 1

BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................... 11.1. Sejarah Perkembangan Teknologi Pembentukan

Pelat ............................................................................ 11.2. Ruang Lingkup ............................................................ 71.3. Rangkuman ................................................................. 431.4. Soal Latihan ................................................................. 46

BAB 2. KESELAMATAN KERJA ........................................................ 472.1. Kenali Pekerjaan Yang Berbahaya .......... .......... ......... 492.2. Alat Keselamatan dan Kerja Secara Umum ................ 562.3. Keselamatan Kerja Sebelum, Sewaktu da Selesai

Bekerja ....................................................................... 672.4. Rangkuman ................................................................. 682.5. Soal Latihan ................................................................. 69

BAB 3. PENGETAHUAN BAHAN ...................................................... 713.1. Pendahuluan .............................................................. 713.2. Pemilihan Bahan.......................................................... 723.3. Pengelompokan Bahan ............................................... 733.4. Beberapa Aspek Penting Dalam Ilmu bahan .............. 73

3.5. Logam Besi (Ferro) dan Bukan Besi (Non Ferro) ....... 743.6. Bahan Non Logam ..................................................... 823.7. Pembuatan Pelat Baja Tipis dan Pelat Baja Tebal ..... 853.8. Penyepuhan dan Pelunakan Baja .............................. 1013.9. Jenis dan Bentuk Bahan yang banyak

Diperjualbelikan di Pasar ............................................ 1033.10. Jenis Dimensi dan Bentuk Pelat ................................. 1063.11. Bahan Pelat Aluminium .............................................. 1103.12. Bahan Pelat Tembaga ............................................... 1183.13. Bahan Pelat Kuningan ................................................ 1213.14. Bahan Pelat Baja Khusus (Baja Paduan) .......... ......... 1233.15. Bahan Pelat Baja Stainless Steel

(Baja Tahan Karat) ..................................................... 1293.16. Pengaruh Masukan Panas Terhadap Sifat Mekanis

Sambungan Las Antara Baja Karbon RendahDengan Baja Stainless.Korosi Pada Pelat dan CaraPencegahannya .......................................................... 139

DAFTAR ISI


9/196

v

3.17. Korosi Pada Pelat dan Cara Pencegahannya ............. 1403.18. Rangkuman ................................................................ 1493.19. Soal Latihan ................................................................ 153

BUKU JILID 2

BAB 4. GAMBAR BENTANGAN ........................................................ 1554.1. Gambar Sebagai Bahasa Teknik ................................ 1554.2. Fungsi Gambar .......................................................... 1564.3. Pengembangan Gambar dan Keadaan Teknik .......... 1564.4. Sifat-sifat Gambar ..................................................... 1574.5. Kerangka dan Bidang-Bidang Kerja ISO/TC10 ........ . 1604.6. Peralatan Menggambar Teknik .................................. 1624.7. Perkembangan Kebutuhan Gambar Bentangan ...... . 1674.8. Konstruksi Geometri ................................................... 1694.9. Proyeksi ...................................................................... 1774.10. Bukaan ....................................................................... 1894.11. Menentukan Panjang Sejati Garis (true length) .......... 2074.12. Profil Bola/Membentangkan Bola ............................... 2244.13. Perpotongan ............................................................... 2264.14. Contoh Aplikasi Gambar Teknik ................................. 2304.15. Rangkuman ................................................................ 2344.16. Soal Latihan ................................................................ 235

BAB 5. ALAT UKUR DAN ALAT PENANDAI .................................... 2395.1. Alat Ukur ..................................................................... 2395.2. Melukis dan Menandai ................................................ 2975.3. Rangkuman ................................................................ 3285.4. Soal Latihan ................................................................ 329

BAB 6. PERKAKAS TANGAN DALAM PEMBENTUKAN .......... ....... 331

6.1. Ragum ........................................................................ 3316.2. Palu (Hammer) ........................................................... 3356.3. Tang (Plier) ................................................................. 3386.4. Kikir ............................................................................ 3406.5. Gergaji Tangan ........................................................... 3536.6. Pahat Tangan ............................................................. 3546.7. Skrap Tangan ............................................................. 3606.8. Tap dan Snei .............................................................. 3666.9. Pemerluas Lubang (Reamer) ..................................... 3756.10. Rangkuman ................................................................ 3776.11. Soal Latihan ................................................................ 380

BUKU JILID 3BAB 7. METODE PENYAMBUNGAN ................................................ 381

7.1. Konstruksi Sambungan .............................................. 3817.2. Sambungan Lipat ....................................................... 3837.3. Sambungan Keling ..................................................... 388


10/196

vi

7.4. Solder/Patri ................................................................. 3947.5. Las Resistansi (tahanan) ............................................ 4027.6. Metode Penyambungan Las Busur Listrik .................. 4077.7. Penyambungan dengan Las Oxy Asitelin ................... 4317.8. Pengenalan Las TIG (Tungsten Inert Gas)/GTAW

(Gas Tungsten Arc Welding) ...................................... 4477.9. Pengenalan Las MIG (Metal Inert Gas Arc

Welding)/Gas Metal Arc Welding (GMAW) ........... ...... 4687.10. Sambungan Skrup/Baut dan Mur ............................... 4927.11. Rangkuman ................................................................ 4937.12. Soal Latihan ................................................................ 495

BAB 8. METODE PEMOTONGAN ..................................................... 4978.1. Dasar-Dasar Proses Pemotongan .............................. 4978.2. Pemotongan Dengan Peralatan Tangan ........... ......... 4998.3. Pemotongan Dengan Mesin Gergaji Pita .......... ......... 5128.4. Pemotongan Dengan Mesin Gulletine ........................ 5138.5. Pemotongan Dengan Mesin Potong Hidrolik .......... .... 5168.6. Pemotongan Dengan Mesin Gunting Putar .................

/Lingkaran ................................................................... 5188.7. Pemotongan Dengan Mesin Potong Profil .......... ........ 5208.8. Pemotongan Dengan Gerinda .................................... 5218.9. Pemotongan Dengan Gas .......................................... 5228.10. Pemotongan Dengan Tenaga Laser ........................... 5268.11. Keselamatan Kerja dalam Pemotongan .......... ........... 5288.12. Rangkuman ................................................................ 5288.13. Soal Latihan ................................................................ 529

BAB 9. PROSES PEMBENTUKAN PLAT ....................................... 5319.1. Proses Pengerjaan Dingin ......................................... 532

9.2. Keuntungan Proses Pengerjaan Dingin .......... .......... . 5359.3. Spring Back ............................................................... 5409.4. Pembentukan Secara Manual ................................... 5429.5. Peralatan Utama Alat Bantu, dan Landasan ............. 5439.6. Teknik Pemukulan ..................................................... 5499.7. Proses Tekuk/Lipat .................................................... 5549.8. Proses Pengerolan .................................................... 5629.9. Proses Streching (Peregangan) ................................ 5759.10. Proses Blanking ......................................................... 5809.11. Proses Deep Drawing ................................................ 5869.12. Proses Squeezing (Tekanan) .................................... 5989.13. Proses Spinning ......................................................... 602

9.14. Penguatan Pelat ........................................................ 6079.15. Rangkuman ............................................................... 6119.16. Soal Latihan ............................................................... 613

BAB 10. PEMBENTUKAN PANAS .................................................... 615


11/196

vii

10.1. Proses Pengerjaan Panas .......................................... 61510.2. Sifat Logam Pada Temperatur Tinggi ........... .......... ... 61610.3. Mekanisme Pelunakan Pada Pengerjaan Panas ...... 61610.4. Tempa ........................................................................ 61810.5. Ekstrusi ...................................................................... 63710.6. Kriteria Pembentukan ................................................ 64010.7. Cacat Pada Produk Pembentukan ............................ 64410.8. Rangkuman ............................................................... 64610.9. Soal Latihan ............................................................... 647

BAB 11. METODE PERAKITAN (Assembling Methods) .................... 64911.1. Dasar-Dasar Perakitan ............................................... 64911.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Perakitan ........... 65011.3. Prosedur Perakitan ..................................................... 65211.4. Metode Perakitan ....................................................... 65211.5. Aplikasi Perakitan ...................................................... 65411.6. Rangkuman ............................................................... 66811.7. Soal Latihan ............................................................... 669

DAFTAR PUSTAKA............................................................................DAFTAR ISTILAH/GLOSARY ............................................................DAFTAR GAMBAR.............................................................................DAFTAR TABEL .................................................................................


12/196

DIAGRAM PENCAPAIAN KOMPETENSI TEKNIK PEMBENTUKAN

Diagram ini menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan kepada pesertadidik dalam kurun waktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi exit-multi entry yang dapat diterapkandengan memperhatikan tata urutan/tahapan logis pemebelajaran kompetensi kejuruan digambarkan sbb:

M5.37A M6.2A

M5.7A

M18.1A M18.2A

M5.12A

M5.38A

M5.5A

M5.39A M5.40A

M6.1A

M9.2A

M7.32A M3.3A M5.4A

M5.10A

v i


13/196

PETA KOMPETENSI

Kode Kompetensi Kejuruan

M.9.2A Membaca gambar teknikM.5.37A Gambar bukaan/bentangan geometri

M.18.1A Menggunakan perkakas tangan

M.5.4A Melakukan rutinitas las oksi-asetilin

M.5.12A Melakukan rutinitas pengelasan menggunakan las

busur manual

M.5.38A Gambar bukaan/bentangan geometri, geometri

lanjut benda selinder/persegi panjang

M.18.2A Menggunakan perkakas tangan bertenaga operasidigenggam

M.5.5A Melakukan pemotongan secara mekanik

M.5.7A Pemanasan, pemotongan panas dan gauging

secara manual

M.3.3A Merakit pelat dan lembaran

M.7.32A Menggunakan mesin untuk operasi dasar

M.5.39A Gambar bukaan/bentangan geometri, geometri

lanjut benda kerucut/konisM.5.40A Gambar bukaan/bentangan geometri lanjut benda

transisi

M.5.10A Melakukan fabrikasi, pembentukan, pelengkungan

dan pencetakan

M.6.1A Menempa dengan tangan

M.6.2A Menempa dengan palu besi

viii


14/196

1

PENDAHULUAN

BAB. 1

1.1. Sejarah Perkembangan Teknologi Pembentukan

Sejarah pembentukan logam dimulai sejak zaman pra sejarah yangdiperkirakan dalam rentang waktu antara tahun 4000 sampai 3000S.M. Perkembangan pembentukan logam ini diawali pada pembuatan-pembuatan asesoris atau hiasan-hiasan kerajaan, perisai untukkeperluan perang, peralatan rumah tangga dan sebagainya. Bahan-bahan logam ini umumnya terbuat dari bahan perunggu dan kuningan.

Proses pengerjaan yang dilakukan untuk pembuatan peralatan inidilakukan secara manual dengan proses pengerjaan panas maupundingin.

Proses pembentukan logam untuk berbagai macam peralatan inidikerjakan oleh para ahli logam yang mempunyai keterampilan khusus.Para ahli logam ini mempunyai keahlian pekerjaan tangan (handy craft) yang diperoleh secara turun temurun. Proses pembentukan untukbentuk-bentuk profil ini dilakukan seluruhnya dengan menggunakankeahlian tangan. Peralatan bantu yang digunakan meliputi berbagaimacam bentuk palu, landasan-landasan pembentuk serta model-modelcetakan sederhana. Bentuk profil pelat yang dihasilkan dari proses

pembentukan ini memiliki nilai seni yang tinggi, khususnya pada bentukukiran yang ditampilkan dari produk tersebut. Profil yang ditampilkanmempunyai arti dan nilai seni dengan menampilkan bentuk-bentuk dari,bunga-bunga, simbol-simbol, peradapan manusia serta profil-profilbinatang. Beberapa hasil peninggalan sejarah ditemukan peralatan


15/196


16/196

3

untuk proses bending, proses ini mampu menekuk pelat secara lurusdan rapi yang digunakan untuk peralatan perkantoran seperti filecabinet , locker , lemari data dan sebagainya. Proses pengerolan pelat

juga sangat banyak digunakan untuk pembuatan-pembuatan pipa,tangki-tangki, bejana bertekanan seperti ketel atau boiler dan lain-lain.Produk pengerolan ini juga dapat dilakukan secara manual maupundengan motor control. Penggerak dengan motor kontrol inimemudahkan dalam proses pengerolan, khususnya pengerolan pelat-pelat tebal dengan tingkat ketelitian yang tinggi.

Perkembangan yang sangat pesat juga terjadi pada proses pem-bentukan dengan tekanan atau press . Proses press ini dilakukandengan menggunakan tenaga hidraulik dengan menggunakan swage atau cetakan dengan penekan karet ( rubber ) pembentuk. Proses inidapat dilakukan dalam keadaan dingin, khususnya untuk pengerjaanpembentukan pelat-pelat tipis. Hasil dari produk press ini dapatmembentuk profil-profil yang sulit, dengan bentuk yang dihasilkantanpa cacat. Proses tekanan ( press ) hidrolik ini banyak digunakanuntuk pembentukan bodi-bodi mobil dengan istilah sekarang full pressbody . Pelat-pelat lembaran yang mengalami pekerjaan pembentukanini seperti tekan menghasilkan pelat menjadi lebih kaku ( rigid ).

Produk pelat yang dihasilkan juga mengalami perkembangan yangpesat, hal ini semenjak ditemukannya proses pengerolan pelat yangmenghasilkan produk pelat yang mempunyai sifat mampu bentuk,mampu mesin dan mampu las. Produk pelat yang dihasilkan dariproses pengerolan secara bertingkat ini mempuyai bentuk strukturmikro yang memanjang dan pipih, sehingga pelat hasil pengerolan inimemunyai sifat elastis atau lentur yang baik untuk dilakukan prosespembentukan. Pelat lembaran yang berkualitas mempunyai

karakteristik sifat mampu bentuk yang baik. Sifat ini terlihat jika pelatmengalami proses pembentukan sisi pelat yang mengalamiperegangan tidak menimbulkan keretakan. Retak ini dapat menyebab-kan terjadinya kerusakan atau robek pada komponen pelat yangterbentuk.

Karakteristik sifat mampu las juga dapat diperlihatkan apabila pelattersebut mengalami proses pengelasan maka tidak terjadi retak ataucrack pada daerah transisi. Daerah transisi ini merupakan daerah yangrentan terhadap kerusakan sebab daerah ini merupakan daerah yangmengalami perobahan panas dan dingin. Istilah teknologipengelasannya adalah Heat Affect Zone (HAZ), dimana pada daerah

ini struktur mikro yang terbentuk mengalami perubahan yang takmenentu. Akibat perubahan struktur mikro ini, maka terjadi perubahansifat mekanik dari bahan pelat tersebut. Perubahan sifat mekanik inikhususnya pada sifat kekerasan dan tegangan luluhnya. Produk bahanpelat yang dihasilkan tidak hanya diproduk untuk keperluan


17/196

4

Gambar 1.2. Mesin Bending dengan Program NC

pembentukannya saja tetapi produk-produk pelat yang digunakanuntuk keperluan khusus juga dapat dihasilkan. Produk pelat untukkeperluan khusus ini biasanya untuk keperluan militer juga ada yangdigunakan untuk keperluaan perbankan. Produk pelat untuk keperluanmiliter ini dapat dilihat dari pembuatan tank baja yang digunakan untukkeperluan perang. Tank Baja yang dihasilkan ini mempunyaikarakteristik anti peluru, sehingga bahan pelat yang digunakan harustahan terhadap berbagai macam tembakan senjata. Rompi anti peluruyang digunakan oleh aparat keamanan juga dilapisi dengan bahanpelat anti peluru. Bahan pelat anti peluru yang digunakan untukmelapisi bagian dada atau depan ini mempunyai tebal yang sangat tipis

jika dibandingkan dengan pelat yang digunakan untuk Tank Baja.Walaupun keduanya digunakan untuk anti peluru.

Brankas yang digunakan untuk penyimpanan uang dan benda-bendaberharga di perbankan juga di produk dengan karakteristik khusus.Bahkan brankas ini dirancang dengan membuat lapisan yang terdiridari berbagai macam jenis bahan yang digunakan untuk brankastersebut. Brankas ini tidak hanya tahan terhadap peluru tetapidibakarpun dengan temperatur tinggi tidak berpengaruh terhadap isibrankas tersebut.

Dewasa ini perkembangan teknologi pembentukan pelat mengalamiperkembangan yang sangat pesat, hal ini terlihat dari dalam kehidupansehari-hari khususnya yang berdampingan dengan kita adalah alattransportasi. Alat transfortasi seperti kereta api, mobil, kapal laut,pesawat terbang, bodi kendaraan ini merupakan hasil produk dari


18/196

5

pembentukan pelat. Teknologi pembentukan pelat tidak hanya di-lakukan dengan menggunakan peralatan sederhana tetapi sejakditemukannya teknologi produksi yang menggunakan programkomputer seperti CNC (Computer Numerical Control) sangat mem-bantu dalam proses produksi.

Pada gambar 1.2 terlihat mesin penekuk ( bending machine hydraulic )pelat dengan tekanan sistem hidrolik. Proses pembengkokan pelat inimenggunakan tenaga hidrolik yang berfungsi menekan dies pem-bengkok. Pelat diletakkan di atas landasan sesuai dengan posisibagian pelat yang akan dibengkokan. Prinsip kerja alat ini dapatdikontrol dengan pemograman sesuai dengan bentuk-bentuk bendingyang diinginkan.

Proses produksi dengan sistem hidrolik dan pemograman computer initerlihat dari hasil produk yang dikerjakan memiliki ketelitian tinggi sertatingkat sifat mampu tukar (interchange ability) yang tinggi. Produksidengan sistem komputer ini sangat menguntungkan untuk jumlahproduksi yang besar. Jika dibandingan produksi secara manual makatingkat ketelitian dan mampu tukarnya dari pekerjaan manual inirendah. Kondisi ini sangat tidak menguntungkan pada jumlah produksiyang besar, sebab ini akan menambah waktu dan biaya pekerjaan.Hasil produksi pembentukan pelat secara manual ini akan menjadi lebihmahal. Harga mahal ini menjadi rendahnya daya saing harga apalagi

jika dibandingkan dengan penggunaan bahan plastik.

Bahan plastik sudah mulai banyak menggeser penggunaan bahanyang menggunaan bahan dasar pelat atau bahan logam. Tetapi untukbeberapa komponen tertentu ini masih didominasi bahan yangmenggunakan bahan dasar pelat logam. Bahan dasar logam ini

mempuyai keuntungan yang lebih baik jika dibandingkan denganbahan plastik khususnya untuk penggunaan pada kondisi-kondisitertentu. Sifat bahan logam yang tidak bisa digantikan oleh bahanplastik ini diantaranya bahan logam ini memiliki sifat mekanik yanglebih baik seperti kekerasan, impact (tumbukan), tegangan tarik, danmodulus elastisitas . Jika dibandingkan dari sifat-sifat fisis bahan logammemiliki titik lebur yang lebih tinggi, sehingga bahan ini menjadi lebihtahan panas dibandingkan dengan plastik.


19/196

6

Kemampuan untuk menghasilkan berbagai bentuk dari lembaran pelatdatar dengan laju produksi yang tinggi merupakan salah satuperkembangan teknologi pembentukan pelat. Laju produksi yangtinggi ini ditengarai dengan penemuan sistem pembentukan logamsecara mekanis dan hidraulik. Proses pembentukan dengan sistem inidipicu oleh tuntutan dunia industri pada penggunaan bahan-bahanpelat untuk berbagai komponen permesinan. Namun demikian metodekuno pada proses pembentukan pelat dengan tangan tidak dapatditinggalkan begitu saja, sebab pada proses pembentukan masih adabeberapa bagian pembentukan yang belum sempurna. Akhirnyaproses lanjutan atau finishing komponen masih dilakukan dengantangan secara manual. Pada prinsipnya suatu bentuk yang dihasilkandari bahan lembaran pelat datar dengan cara penarikan atau pe-

rentangan dan penyusutan dimensi elemen volume pada tiga arahutama yang tegak lurus terhadap satu dengan yang lainnya.

Bentuk-bentuk yang diperoleh dari hasil pembentukan pelat inimerupakan penggabungan antara proses perentangan denganpenyusutan. Proses perentangan dan penyusutan ini memberikanperobahan terhadap ketebalan pelat lembaran yang dibentuk. Padaproses pembentukan ini terjadi proses pengerasan regang artinyakekerasan bahan akan meningkat setelah adanya proses peregangan,apabila proses ini diabaikan maka kemungkinan cacat dari hasilpembentukan besar terjadi.

Cacat-cacat pada proses pembentukan ini diantaranya adalahterjadinya pengeriputan antara proses perengangan dan penyusutankomponen yang tidak seimbang. Akibat proses peregangan yangbesar dapat terjadi robek pada bagian-bagian komponen yangmengalami penarikan yang berlebihan .

Gambar 1.3. Mesin Blanking dengan sistem Program NC


20/196

7

1.2. Ruang Lingkup

Teknik pembentukan merupakan salah satu Program Keahlian padaBidang Keahlian Teknik Mesin pada Kurikulum Sekolah MenengahKejuruan (SMK) 2004 yang acuan utamanya adalah StandarKompetensi Kerja Nasional Indonesia Sektor Logam dan Mesin(SKKNI-LM).

1.2.1. Mengenal Dasar Teknik Pembentukan dan PengecoranLogam

Dasar Teknik Pembentukan

Teknik pembentukan logam merupakan proses yangdilakukan dengan cara memberikan perubahan bentuk padabenda kerja. Perubahan bentuk ini dapat dilakukan dengancara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasiplastis. Aplikasi pembentukan logam ini dapat dilihat padabeberapa contohnya seperti pengerolan (rolling ),pembengkokan (bending), tempa (forging), ekstrusi(extruding) , penarikan kawat (wire drawing), penarikan dalam(deep drawing), dan lain-lain.

Tahapan yang dilakukan dalam proses pembentukan untuksuatu konstruksi ini meliputi:1. Mendesain alat sesuai dengan fungsi dan kegunaannya.2. Menganalisa konstruksi pelat terhadap dan pembebanan3. membuat gambar desain4. Menentukan jenis bahan pelat5. Menentukan metode penyambungan dan penguatan

6. Menentukan metode perakitan7. Membuat gambar kerja konstruksi alat8. Membuat gambar bentangan9. Melakukan pemotongan awal ( pre cutting )10. Melakukan pemotongan bahan pelat11. Melakukan proses pembentukan12. Menentukan alat bantu atau model13. Metode perakitan14. Pengukuran dimensi konstruksi15. Uji coba konstruksi16. Finishing

Teknologi pembentukan dewasa ini banyak digunakan untukberbagai keperluan. Konstruksi ini biasanya dibedakanberdasarkan dimensi pembentukan yang diinginkan.


21/196

8

Dasar Pengecoran Logam

Proses Pengecoran ( casting ) adalah salah satu teknikpembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungkupeleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakanyang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akandibuat. Pengecoran juga dapat diartikan sebagai suatuproses manufaktur yang menggunakan logam cair dancetakan untuk menghasilkan bagian-bagian dengan bentukyang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Prosespengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitutraditional casting (tradisional) dan non-traditional (non-tradisional) . Teknik tradisional terdiri atas:1. Sand-Mold Casting2. Dry-Sand Casting3. Shell-Mold Casting4. Full-Mold Casting5. Cement-Mold Casting6. Vacuum-Mold Casting

Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas :1. High-Pressure Die Casting2. Permanent-Mold Casting3. Centrifugal Casting4. Plaster-Mold Casting5. Investment Casting6. Solid-Ceramic Casting

Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dariproses pengecoran, yaitu:

1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan

pendinginan dari logam dalam cetakan3. Pengaruh material cetakan4. Pembekuan logam dari kondisi cair

Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, adapengecoran dengan sekali pakai ( expendable mold ) dan adapengecoran dengan cetakan permanent ( permanent mold ).Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold . Olehkarena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja,setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda

coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yangdigunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau.Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan,bentonit, resin, furan atau air gelas.


22/196

9

Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utamasebagai berikut :o Cavity (rongga cetakan ), merupakan ruangan tempat

logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentukrongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor.Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola.

o Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga padabenda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dandirakit pada saat cetakan akan digunakan.

o Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakansaluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun.

o Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dariluar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebihdari satu, tergantung kecepatan penuangan yangdiinginkan.

o Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yangfungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatanlogam cair masuk langsung dari ladle ke sprue.Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosipada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cairyang berasal dari tungku kerongga cetakan.

o Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cairyang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakanbila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.

Logam-logam yang dapat digunakan untuk melakukanproses pengecoran yaitu: Besi cor, besi cor putih, besi corkelabu, besi cor maliable, besi cor nodular, baja cor dan lain-lain. Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalamoperasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung

pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mula-mulamuatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan danmaterial lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku.

Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat membersihkanlogam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarutdan juga unsur-unsur pengotor ( impurities ). Fluks memilikibeberpa kegunaan yang tergantung pada logam yangdicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat coverfluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumuniumcair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan

wall cleaning fluxes. Tungku-tungku peleburan yang biasadigunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungkubusur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungkukupola.


23/196

10

1.2.2. Mengenal Dasar Statika dan Tegangan

Statika adalah bagian dari mekanika. Statika membahaskesetimbangan benda di bawah pengaruh gaya, sedangkandinamika membahas gerakan benda. Ada beberapa konsepdasar dalam mempelajari mekanika.

Konsep-konsep Dasar mekanika

Konsep-konsep dasar dari mekanika meliputi ruang, waktu,massa, gaya, partikel, dan benda tegar. Ruang adalahdaerah geometri yang ditempati oleh benda yang posisinyadigambarkan oleh pengukuran linier dan anguler relatifterhadap sistem koordinat. Untuk persoalan tiga dimensi,ruang membutuhkan tiga koordinat bebas, sedangkan untukpersoalan dua dimensi diperlukan hanya dua koordinat saja.Ruang dapat dimasukkan dalam analisis persoalan statika.Waktu adalah ukuran persitiwa yang berurutan danmerupakan besaran dasar dalam dinamika. Waktu tidakdapat dimasukkan langsung dalam analisis persoalan statika

Massa adalah ukuran kelembaman benda, yang merupakanpenghambat terhadap perubahan kecepatan. Massamerupakan hal penting untuk persoalan statika, karenamassa juga merupakan sifat setiap benda yang mengalamigaya tarik-menarik dengan benda lain. Gaya adalah aksisuatu benda terhadap benda lain. Suatu gaya cenderungmenggerakkan sebuah benda menurut arah kerjanya. Aksisebuah gaya dicirikan oleh besarannya, arah kerjanya, dantitik kerjanya. Aksi sebuah gaya pada suatu benda dapat

digolongkan ke dalam dua pengaruh yakni luar (eksternal)dan dalam (internal)..

Sebuah benda yang dimensinya dapat diabaikan disebut partikel . Dalam pengertian matematis, sebuah partikeladalah benda yang dimensinya mendekati nol, sehinggadapat dianalisis sebagai massa titik. Partikel tidak dapatdimasukkan dalam analisis persoalan statika. Benda tegar ,

jika gerakan relatif antar bagian-bagiannya dapat diabaikanlangsung. Statika terutama membahas perhitungan gaya luaryang bekerja pada benda tegar yang berada dalamkesetimbangan.

Konsep Dasar Kesetimbangan

Benda dikatakan mencapai kesetimbangan jika bendatersebut dalam keadaan diam/statis atau dalam keadaanbergerak beraturan/dinamis.


24/196

11

Gambar 1.4. Jenis Tumpuan dan arah Reaksinya

Rol Arah gerakannya

Sendi, engsel dan jepit Arah gerakannya

Ditinjau dari keadaannya, kesetimbangan terbagi dua, yaitu:1. Keseimbangan translasi2. Keseimbangan Rotasi

Macam Kesetimbangan Statis :1. Kesetimbangan Stabil: setelah gangguan, benda berada

pada posisi semula.2. Kesetimbangan Labil: setelah gangguan, benda tidak

kembali ke posisi semula3. Kesetimbangan Indiferen (netral): setelah gangguan, titik

berat tetap benda tetap pada satu garis lurus sepertisemula

Agar benda setimbang akibat pembebanan diperlukan titiktumpuan. Arah reaksi titik tumpuan tersebut tergantung dariposisi beban dukung serta jenis titik tumpuan yangdigunakan. Adapun janis-jenis tumpuan yang dipakai sebagaiberikut:1. Rol2. Sendi engsel dan jepit

Untuk menghitung besarnya reaksi tumpuan dapat dilakukandengan cara analitis (perhitungan) dan cara grafis (gambar).

Konsep Dasar Tegangan dan Regangan

Proses pembentukan secara metalurgi merupakan prosesdeformasi plastis. Deformasi plastis ini artinya adalah apabila

bahan mengalami pembebanan sewaktu terjadinya prosespembentukan , dimana setelah beban dilepaskan makadiharapkan pelat tidak kembali kekeadaan semula. Bahanyang mengalami proses pembentukan ini mengalamiperegangan atau penyusutan. Terbentuknya bahan inilah


25/196

12

yang dikatakan sebagai deformasi plastis. Kondisi prosespembentukan dengan deformasi plasitis ini mendekatkanteori pembentukan dengan Teori Plastisitas.

Teori Plastisitas membahas prilaku bahan pada regangandimana pada kondisi tersebut Hukum Hook tidak berlaku lagi.

Aspek-aspek deformasi plastis membuat formulasi matematisteori plastisitas lebih sulit daripada perilaku benda padaelastis. Pada hasil uji tarik sebuah benda uji menunjukangrafik tegangan regangan yang terbentuk terdiri darikomponen elastis yang ditunjukan pada garis linear dankondisi plastis ditujukan pada garis parabola sampaimendekati putus. Deformasi elastis tergantung dari keadaanawal dan akhir tegangan serta regangan. Regangan plastistergantung dari jalannya pembebanan yang menyebabkantercapainya keadaan akhir. Gejala pengerasan regang(strain hardening ) sewaktu pelat mengalami prosespembentukan sulit diteliti dengan pendekatan teori plastisitasini.

Bahan anisotropi plastis, histeristis plastis dan efekBauschinger tidak dapat dibahas dengan mudah oleh teoriplastisitas. Teori plastisitas telah menjadi salah satu bidangmekanika kontinum yang paling berkembang, dan suatukemajuan untuk mengembangkan suatu teori dalamrekayasa yang penting. Analisis regangan plastis diperlukandalam menangaini proses pembentukan logam. Teoriplastisitas ini didasari atas pengujian tarik, dimana pengujiantarik ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari suatubahan.

Prinsip dasar pengujian tarik yang dilakukan ini adalahdengan melakukan penarikan terhadap suatu bahan sampaibahan tersebut putus/patah. Gaya tarik yang dikenakan pada

spesimen benda uji sejajar dengan garis sumbu sepesimen(bahan uji) dan tegak lurus terhadap penampang spesimen.Spesimen dibuat dengan standar dimensi yang sudahditentukan menurut BS, ISO, ASTM dan sebagainya.Sebelum dan sesudah melakukan pengujian terhadap benda

Gambar 1.5. Sebuah benda diberi gaya tarik

PP


26/196

13

uji ini biasanya semua dimensi dari benda uji dianalisis lebihlanjut.

Pengujian tarik merupakan pengujian terpenting dalampengujian statis. Secara skematis hasil pengujian tarik untuklogam diperlihatkan pada gambar 1.5 di bawah ini:

Hasil pengujian tarik ini diperlihatkan pada gambar grafiktegangan regangan. Grafik tegangan regangan merupakangambaran karakteristik suatu bahan yang mengalami tarikan.Pada grafik tegangan regangan ini dapat memberikan acuanpada seorang perencana dalam menentukan dimensikomponen mesin yang akan digunakan. Jika komponenmesin yang akan digunakan untuk beban yang tidak bolehmelebihi batas luluhnya maka tegangan yang diizinkan tidakboleh melebihi dari batas proposionalnya yakni: pada saatterjadinya mulur/luluh. Batas proporsional ini disebut jugadengan batas elastisitas yang artinya apabila spesimen ditarik maka akan mengalami pertambahan panjang, jikabeban dilepaskan pada batas elastisitas ini makasepesiemen akan kembali kekeadaan semula. Pada batasproporsional atau batas elastis berlaku hukum Hooke:

E atau

Ao E F

Lo L

.

dimana :E = Modulus elastisitas yang merupakan konstanta bahan = Regangan

Gambar 1.6. Grafik Tegangan Regangan (Sardia &Kenji, 1984)


27/196

14

= Tegangan L = Pertambahan panjang materialLo = Panjang mula-mula dari materialF = Beban tarik

Ao = Luas penampang awal material

Untuk menghitung tegangan ( ) dan regangan ( )digunakan rumus :

=Ao

F dan

= %100 Lo

l

dimana :F = gaya (Newton)

Ao = luas penampang awal (m 2)Lo = panjang mula-mula (m) L = perpanjangan (m)

Reduksi penampang dihitung dengan menggunakan rumus :

Q = %100 Ao

Af Ao

dimana:Q = reduksi penampang dalam persen

Ao = luas penampang awal Af = luas penampang

Apabila deformasi terjadi memanjang, terjadi pula deformasi

penyusutan yang melintang. Kalau regangan melintang(lateral strain ) r perbandingannya dengan e ( linear strain );disebut perbandingan Poisson, dinyatakan dengan , = r/ (Dieter, 1986)

Dalam kenyataan, harga bagi bahan berkristal sepertilogam kira-kira 1/3, dapat ditentukan dengan perhitunganterperinci dari hubungan antara konfigurasi atom dan arahtegangan.

Apabila batang uji menerima deformasi elastis karenatarikan, volumenya menjadi Vt= V+ V, dimana V adalahpertambahan volume akibat spesimen mengalami tarikan.Perbandingan pertambahan volume dengan volume awalyakni : V/V disebut juga dengan regangan volume(volumetric strain ). Perbandingan tegangan dengan reganganvolume disebut Modulus elastisitas Bulk (Dieter, 1986).


28/196

15

Modulus elastik Bulk (K) Jika V = 1/3 maka K = / 3 yangartinya dalam deformasi elastik volume mengembang. Dalamhal geseran, regangan mempunyai hubungan dengantegangan geser yaitu: = G x (Dieter,1986), G disebutsebagai modulus geser ( modulus of rigidity ).

Jika dilihat dari gambar grafik tegangan dan reganganmemperlihatkan bahwa sesudah garis linear muncul daerahluluh dan selanjutnya garis membentuk lengkungan sampaiputus. Garis melengkung inilah merupakan fungsi dariModulus elastisitas Bulk yang digunakan pada prinsippembentukan.

Suatu modulus elastik ditentukan oleh gaya antar atomkarena itu dalam hal kristal tunggal sangat dipengaruhi oleharah konfigurasi atom tetapi sukar dipengaruhi oleh cacat danketakmurnian. Kalau dilihat hanya dari antar-aksi dua atomlogam, diameter rata-rata dari atom kira-kira 3 X 10 -10 m. dangaya antar atom biasanya 10 -4 N, 10 -4/(3X 10 _,0)2= 10 1S N/m 2,seharusnya dalam orde 100 GPa.

Gambar di atas menunjukkan hubungan antara tegangan dan

regangan dalam daerah elastik mempergunakan karetsebagai model dari bahan amorf dan logam polikristal sebagaimodel dari bahan berkristal. Pada logam, daerah elastikdinyatakan oleh bagian lurus dari hubungan tersebut dangradiennya sebagai modulus elastik. Secara teknik batasdaerah tersebut ditentukan oleh regangan sisa apabila beban

Gambar 1.7. Kurva Tegangan dan Regangan di Daerah Elastik

(Dieter,1986)


29/196

16

ditiadakan seperti ditunjukkan dalam gambar. Harga inidinamakan batas elastis.

Kekuatan mulur didapat pada tegangan yang menyebabkanperpanjangan 0,2%. Bagian lurus kurva atau modulus elastis,tidak akan berubah karena ada deformasi plastis. Untuk men-dapat tegangan mulur, ukurkan deformasi 0,2% dari titik nolada sumbu regangan, kemudian tarik garis sejajar denganbagian kurva yang lurus memotong kurva pada titik C, tinggititik C menyatakan tegangan mulur. Cara ini dinamakanmetode off set atau disebut metode tegangan mulur atautegangan uji 0,2%. Kalau bahan dideformasikan padatemperatur sangat rendah dibandingkan dengan titik cairnya,maka pengerasan terjadi mengikuti deformasinya. Gejala inidinamakan pengerasan regangan atau pengerasan kerja.

Pengerasan regangan terjadi selama pengujian tarik, dankarena regangan bertambah, maka kekuatan mulur, kekuatantarik dan kekerasannya, meningkat, sedangkan hantaran listrikdan masa jenisnya menurun. Kristal logam mempunyaikekhasan dalam keliatan yang lebih besar dan pengerasanregangan yang luar bisa. Sebagai contoh, kekuatan mulurbaja lunak sekitar 180 MPa, yang dapat ditingkatkan sampai-kira-kira 900 MPa oleh pengerasan regangan. Hal inimerupakan sesuatu yang berguna.

Mengenal Dasar Gaya Geser dan Bengkokan

Pengaruh sebuah gaya pada sebuah benda dapatmenyebabkan kecendrungan untuk menggerakkan benda(tarik, tekan) dan memutar benda (rotasi). Kecendrunganuntuk memutar tersebut merupakan pengaruh gaya terhadapbenda yang ditinjau dari titik tertentu atau titik perputaran

Gambar.1.8. Hubungan Tegangan-Reganganpada Bahan Mulur Kontinu

(Dieter,1986)


30/196

17

yang letaknya pada benda diluar garis gaya tersebut.Pengaruh putaran ini disebut momen yang besarnyaditentukan oleh besar gaya dan lengan momen.

Jika sejumlah gaya bekerja pada suatu gelagar ( beam ) yangmendapat tumpuan setiap ujungnya gaya akanmenyebabkan terjadinya bengkokan, maka momen yangtimbul disebut momen bengkok. Besarnya momen bengkokdapat dihitung dengan rumus:

r E

y I M

Dimana:M = Momen bengkok

= Tegangan bengkokI = Momen inersiaE = Modulus elastisitasy = jarak maksimum dari sumbur = Jari-jari

Jika y merupakan jarak maksimum dari sumbu, maka I dibagiy adalah modulus penampang Z, sehingga teganganmaksimum pada penampang diperoleh:

Z M

Z M Dengan demikian, momen bengkok (M) dari suatupenampang sama dengan tegangan maksimum yangdiizinkan dikalikan dengan modulus penampang (Z).

Mengenal Dasar Puntiran (Torsi)

Ketika sebuah poros menerima suatu puntiran, maka setiapbagian adalah dalam keadaan geser. Poros akan terpuntirdan resultan tegangan geser dari regangan ini akanmenghasilkan suatu momen tahanan ( moment of resistance ),sama besar dan berlawanan arah dengan torsi yangdiaplikasikan. Regangan geser berbanding langsung denganradius dan karenanya mengikuti hukum Hooke. Tegangan

juga berbanding langsung dengan radius.

Perhitungan momen puntir dapat dilakukan dengan rumus:

l G

r J T


31/196

18

dimana:T = Torsi (puntiran) = Tegangan geser

J = Momen lembam inersiar = Jari-jariG = Modulus geser

= Sudut puntirL = Panjang batang

1.2.3. Mengenal Komponen/Elemen Mesin

Paku Keling/Rivet.

Paku keling/ rivet adalah salah satu metode penyambunganyang sederhana. Sambungan keling umumnya diterapkanpada jembatan, bangunan, ketel, tangki, kapal dan pesawatterbang. Penggunaan metode penyambungan dengan pakukeling ini juga sangat baik digunakan untuk penyambunganpelat-pelat alumnium. Pengembangan penggunaan rivetdewasa ini umumnya digunakan untuk pelat-pelat yang sukardilas dan dipatri dengan ukuran yang relatif kecil. Setiapbentuk kepala rivet ini mempunyai kegunaan tersendiri,masing masing jenis mempunyai kekhususan dalampenggunaannya.

Cara pemasangan paku keling adalah sebagai berikut: Tidak terlalu berdekatan dan berjauhan jaraknya.

Jika jarak antar paku terlalu besar dapat terjadi buckling.Jarak maksimum biasanya adalah 16 x tebal plat.

Gambar 1.9. Paku keling/rivet

m in. 3 d

d

Gambar 1. 10. Jarak pemasangan paku keling


32/196

19

Jarak dan pusat paku keling dengan sisi plat tidak bolehterlalu kecil, sebab dapat terjadi kegagalan.

Sambungan LasProses pengelasan adalah proses penyambungan logamdengan menggunakan energi panas. Sambungan lasmempunyai tingkat kerapatan yang baik serta mempunyaikekuatan sambungan yang memadai. Sambungan las ini

juga mempunyai tingkat efisiensi kekuatan sambungan yangrelatif lebih baik jika dibandingkan dengan sambungan yanglainnya. Di samping itu segi operasional pengerjaansambungan konstruksi las lebih sederhana dan relatif murah.

Ada beberapa macam jenis pengelasan yang dilakukan untukmenyambung logam, yaitu:

o Las Resistansi Listrik (Tahanan)Las resistensi listrik adalah suatu cara pengelasandimana permukaan pelat yang disambung ditekankansatu sama lain dan pada saat yang sama arus listrikdialirkan sehingga permukaan tersebut menjadi panasdan mencair karena adanya resistensi listrik. Sambunganlas resistensi listrik dibagi atas dua kelompok sambunganyaitu sambungan tumpang dan sambungan tumpul. Lasresistansi listrik ini sangat baik digunakan untukmenyambung pelat-pelat tipis sangat.

Proses pengelasan dengan las resistansi listrik untukpenyambungan pelat-pelat tipis yang biasa digunakanterdiri dari 2 jenis yakni :

o Las Titik ( Spot Welding)Pengelasan dengan las titik ini hasil pengelasannyamembentuk seperti titik. Elektroda penekan terbuat daribatang tembaga yang dialiri arus listrik yakni, elektrodaatas dan bawah. Elektroda sebelah bawah sebagaipenumpu plat dalam keadaan diam dan elektroda atasbergerak menekan pelat yang akan disambung. Agarpelat yang akan disambung tidak sampai bolong sewaktuproses terjadinya pencairan maka kedua ujung elektrodadiberi air pendingin.

o Las Resistansi Rol ( Rolled Resistance Welding )Proses pengelasan resistansi tumpang ini dasarnya samadengan las resistansi titik, tetapi dalam pengelasantumpang ini kedua batang elektroda diganti dengan roda


33/196

20

yang dapat berputar sesuai dengan alur/garis pengelasanyang dikehendaki

o Las Busur ListrikEnergi masukan panas las busur listrik bersumber daribeberapa alternatif diantaranya energi dari panaspembakaran gas, atau energi listrik. Panas yangditimbulkan dari hasil proses pengelasan ini melebihi darititik lebur bahan dasar dan elektroda yang di las. Kisarantemperatur yang dapat dicapai pada proses pengelasanini mencapai 2000-3000 C. Pada temperatur ini daerahyang mengalami pengelasan melebur secara bersamaanmenjadi suatu ikatan metalurgi logam lasan.

Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam pengelasanlas busur listrk adalah pemilihan elektroda yang tepat.Secara umum semua elektroda diklasifikasikan menjadilima kelompok utama yaitu mild steel , hight carbon steel ,special alloy steel , cast iron dan non ferrous . Rentanganterbesar dari pengelasan busur nyala dilakukan denganelektroda dalam kelompok mild steel (baja lunak).

o Penyambungan dengan Las Oxy-AsetilenPengelasan dengan gas oksi-asetilen dilakukan denganmembakar bahan bakar gas C 2 H2 dengan O 2, sehinggamenimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairlogam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakardapat digunakan gas-gas asetilen, propan atau hidrogen.Diantara ketiga bahan bakar ini yang paling banyakdigunakan adalah asetilen, sehingga las pada umumnya

diartikan sebagai las oksi-asetilen.

o Las TIG (Tungsten Inert Gas)/GTAW (Gas TungstenArc Welding)Pengelasan dengan gas pelindung Argon (Tungsten InerGas) merupakan salah satu pengembangan daripengelasan yang telah ada yaitu pengembangan daripengelasan secara manual yang khususnya untukpengelasan non ferro (alumunium, magnesium kuningandan lain-lain, baja spesial (Stainless steel) dan logam-logam anti korosi lainnya. Pengelasan Tungsten Inert Gas(TIG) ini tidak menggunakan proses elektroda sekali

habis ( non consumable electrode ). Temperatur yangdihasilkan dari proses pengelasan ini adalah 3000 0F atau1664,8 0C dan fungsi gas pelindung adalah untukmenghidari terjadinya oksidasi udara luar terhadap cairanlogam yang dilas.


34/196

21

Gambar 1.11. Baut dan Mur

o Las MIG (Metal Inert Gas Arc Welding)/Gas Metal ArcWelding (GMAW)Gas Metal Arc Welding (GMAW) adalah prosespengelasan yang energinya diperoleh dari busur listrik.Busur las terjadi di antara permukaan benda kerja denganujung kawat elektroda yang keluar dari nozzle bersama-sama dengan gas pelindung.

Sambungan Skrup/Baut dan Mur.

Sekrup atau baut adalah suatu batang atau tabung denganalur heliks pada permukaannya. Penggunaan utamanyaadalah sebagai pengikat ( fastener ) untuk menahan duaobyek bersama, dan sebagai pesawat sederhana untukmengubah torsi ( torque ) menjadi gaya linear. Baut dapat jugadidefinisikan sebagai bidang miring yang membungkus suatubatang. Sambungan skrup/baut dan mur merupakansambungan yang tidak tetap artinya sewaktu-waktusambungan ini dapat dibuka.

Baut, mur dan screw mempunyai ulir sebagai pengikat. Ulirdigolongkan menurut bentuk profil penampangnyadiantaranya: ulir segitiga, persegi, trapesium, gigi gergaji danbulat. Baut, mur dan screw digolongkan menurut bentukkepalanya yakni segi enam, socket segi enam dan kepalapersegi.

Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanyaberpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemenseperti roda gigi ( gear ), pulley, flywheel , engkol, sprocket danelemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima bebanlenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran


35/196

22

yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satudengan lainnya.

Poros dibagi atas beberapa macam yaitu: Berdasarkan pembebanannya poros dibagi atas transmisi

(transmission shaft ), poros gandar, dan poros spindle. Berdasarkan bentuknya poros dapat dibagi atas poros

lurus dan poros engkol. Poros engkol adalah sebagaipenggerak utama pada silinder mesin.

Hal-hal yang harus diperhatikan berkaitan dengan porosantara lain:o Kekuatan poroso Kekakuan poroso Putaran kritiso Korosio Material poros.

Dari segi kekuatan poros, poros transmisi akan menerimabeban puntir ( twisting moment ), beban lentur ( bendingmoment ) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur.Dari segi kekakuan poros, sebuah poros meskipunmempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahanpembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yangterlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesinperkakas), getaran mesin ( vibration ) dan suara ( noise ). Darisegi putaran kritis, bila putaran mesin dinaikan maka akanmenimbulkan getaran pada mesin tersebut.

Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluidakorosif maka dapat mengakibatkan korosi pada porostersebut, misalnya propeller shaft pada pompa air. Materialporos yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban

Gambar 1.12. Poros Propeler Kapal


36/196

23

Gambar 1.13. Kopling

yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan ( alloysteel ) dengan proses pengerasan kulit ( case hardening )sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranyaadalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molebdenum, bajakhrom, baja khrom molibden, dll.

Kopling

Kopling merupakan piranti otomotif yang berfungsimenghubungkan atau melepaskan pengaruh putaran mesindengan transmisi. Artinya bila sedang difungsikan, makakopling akan memutus putaran mesin sehingga dayageraknya tak saling berkait dengan transmisi. Bila kopling takdiinjak (difungsikan) maka rambatan putaran mesin akankembali menggerakkan roda mobil bersangkutan.Singkatnya, kopling berfungsi sebagai 'perantara' yangmendukung kerja transmisi terhadap tingkat kecepatan mobilbergerak.

Karena pentingnya peran itu, kopling terbagi dalam sejumlahkomponen yang masing-masing memiliki fungsi salingmendukung bagi optimasi tugas 'perantara' itu. Satu setkopling terdiri dari pilot bearing, clutch disc (piringan kopling),cover clutch (populer sebagai matahari), dan release bearing .Bagian kopling yang paling sering mengalami keausanadalah clutch disc . Itu karena fungsi kopling yang harusselalu menahan gerak putaran, sementara gigi transmisidifungsikan. Bila bagian ini rusak maka mobil sama sekali tak

bisa bergerak. Sementara kalau kerusakan pada bagian lain,umumnya hanya menyebabkan pedal kopling terasabergetar.


37/196

24

Bejana Tekan

Bejana tekan merupakan suatu konstuksi berbentuk tabungyang menerima beban tekan. Tekanan pada tabung ini bersaldari isi atau fungsi tabung sebagai tempat penyimpananfluida gas atau cairan yang bertekanan. Konstruksi bejanatekan ini biasanya terbuat dari baja tahan karat sesuaidengan fluida yang tersimpan didalamnya. Prosespembuatan bejana tekan ini dilakukan dengan prosespengerolan dan perakitannya menggunakan prosespengelasan.

Proses pengelasan yang digunakan dipertimbangkanberdasarkan tingkat kerapatan, kebocoran dan sekaliguskekuatannya. Bejana tekan ini dilengkapi dengan berbagaiassesoris seperti: alat pengukur tekanan ( pressure gauge )katup-katup dan berbagai macam alat ukur lainnya. Industriyang banyak menggunakan bejana tekan ini diantaranyaadalah industri kimia, ketel-ketel uap, pabrik-pabrik minyakdan sebagainya.

Pasak

Pasak merupakan komponen yang sangat penting dalamperencanaan suatu poros. Pasak dipastikan sangat terkaitdengan poros dan roda. Posisi pasak berada diantara porosdan roda. Sesuai dengan fungsi pasak yakni sebagaipenahan agar roda yang berputar pada poros tidak selip,maka rancangan suatu pasak harus dipertimbangkan

Gambar 1.14. Bejana Tekan


38/196

25

berdasarkan momen puntir yang bekerja pada roda danporos tersebut. Dimensi pasak berbentuk empat persegipanjang dipasang pada alur pasak di poros dan roda.

Roda gigi

Transmisi daya adalah upaya untuk menyalurkan/memin-dahkan daya dari sumber daya (motor diesel, bensin, turbingas, motor listrik dll) ke mesin yang membutuhkan daya

(mesin bubut, pompa, kompresor, mesin produksi dll). Adadua klasifikasi pada transmisi daya :o Transmisi daya dengan gesekan ( transmission of friction ):

Direct transmission (roda gesek dll), dan Indirecttransmission (belt , ban mesin)

Gambar 1.15. Poros, pasak, kopling

Gambar 1.16. Macam-macam bentuk Pasak


39/196


40/196

27

Kerjasama Roda Gigio Sumbu roda gigi sejajar/paralel:

Dapat berupa kerjasama roda gigi lurus, miring atauspherical.

o Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan :Dapat berupa roda gigi trapesium/payung/beveldengan profil lurus (radial), miring ( helical ) ataumelengkung ( spherical )

o Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus :Dapat berupa roda gigi cacing(worm), globoida,cavex, hypoid, spiroid atau roda gigi miring atau

melengkung.o Sumbu roda gigi menyilang :

Dapat berupa roda gigi skrup (screw/helical) atauspherical.

o Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus :Dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau helicaldll.

Syarat Dua Roda Gigi Bekerja-SamaBeberapa hal yang harus diperhatikan pada roda gigi,apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka:1. Profil gigi harus sama ( spur atau helical dll)

2. Modul gigi harus sama ( modul gigi adalah salah satudimensi khusus roda gigi)

3. Sudut tekanan harus sama (sudut perpindahan dayaantar gigi)

Gambar 1.17. Bentuk-bentuk roda gigi(jayatehnik.indonetwork.co.id)


41/196

28

Modul gigi adalah besaran/dimensi roda gigi, yang dapatmenyatakan besar dan kecilnya gigi .Bilangan modulbiasanya bilangan utuh, kecuali untuk gigi yang kecil.(Bilangan yang ditulis tak berdimensi, walaupun dalamarti yang sesungguhnya dalam satuan mm)Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garissinggung dua roda gigi dan garis perpindahan gayaantar dua gigi yang bekerja sama.

Perbedaan modul menyebabkan bentuk sama tetapiukurannya diperkecil, sedangkan perbedaan suduttekanan menyebabkan tinggi gigi sama tetapi dapat lebihramping.

Modul gigi (M): M = t / (pi)T = jarak bagi gigi ( pitch )M = ditulis tanpa satuan ( diartikan dalam: mm)

Diameter roda gigi : (ada empat macam diameter gigi)1. Diameter lingkaran jarak bagi (pitch = d )2. Diameter lingkaran dasar (base)3. Diameter lingkaran kepala (adendum/max)4. Diameter lingkaran kaki (didendum/min)Diamater lingkaran jarak(bagi) : d = M . z ------ (mm)z = jumlah gigisehingga : d = ( t . z )/ p ----- (mm)

Sudut tekanan ( ) sudut yang dibentuk dari garishorisontal dengan garis normal dipersinggungan antargigi. Sudut tekanan sudah di standarkan yaitu: = 20 0.

Akibat adanya sudut tekanan ini, maka gaya yangdipindahkan dari roda gigi penggerak ( pinion ) ke roda gigiyang digerakkan (wheel), akan diuraikan menjadi duagaya yang saling tegak lurus (vektor gaya), gaya yangsejajar dengan garis singgung disebut: gaya tangensial,

Gambar 1.18. Gambar Sudut Tekanan Roda Gigi


42/196

29

sedang gaya yang tegak lurus garis singgung (menujutitik pusat roda gigi) disebut gaya radial. Gaya tangensialmerupakan gaya yang dipindahkan dari roda gigi satu keroda gigi yang lain. Gaya radial merupakan gaya yangmenyebabkan kedua roda gigi saling mendorong ( dapatmerugi kan). Dalam era globalisasi sudut tekanandistandarkan: = 20 0.

Transmisi Roda GigiTransmisi daya dengan roda gigi mempunyaikeuntungan, diantaranya tidak terjadi slip yangmenyebabkan speed ratio tetap, tetapi sering adanya slip

juga menguntungkan, misalnya pada ban mesin (belt) ,karena slip merupakan pengaman agar motor penggeraktidak rusak.

Apabila putaran keluaran ( output ) lebih rendah darimasukan ( input ) maka transmisi disebut: reduksi(reduction gear ), tetapi apabila keluaran lebih cepat daripada masukan maka disebut: inkrisi ( increaser gear).Perbadingan input dan output disebut perbandinganputaran transmisi ( speed ratio ), dinyatakan dalam notasi:i.Speed ratio : i = n1 / n2 = d2 / d1 = z2 / z1

Apabila: i < 1 = transmisi roda gigi inkrisii > 1 = transmisi roda gigi reduksi

Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :1. Roda gigi dalam ( internal gear ), yang mana gigi

terletak pada bagian dalam dari lingkaran jarak bagi.

2. Roda gigi luar (external gear ), yang mana gigi terletakdibagian luar dari lingkaran jarak, jenis roda gigi inipaling banyak dijumpai.

Roda gigi dalam banyak dijumpai pada transmisi rodagigi planit ( planitary gear ) dan roda gigi cyclo. Apabiladua roda gigi dengan gigi luar maka putaran output akanberlawanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bilasalah satu roda gigi dengan gigi dalam maka arahputaran output akan sama dengan arah putaran input.Bila kerjasama lebih dari dua roda gigi disebut: transmisikereta api ( train gear ).

Roda gigi payung ( bevel gear )Roda gigi payung atau roda gigi trapesium digunakanapabila diinginkan antara sumbu input dan sumbu outputmenyudut 90 0.


43/196

30

Gambar 1.19. Roda Gigi Payung(lpmpjogja.diknas.go.id)

Gambar 1.20. Roda Gigi Cacing(www.premier-gear.com)

Bentuk gigi yang biasa dipakai pada roda gigi payung : Bentuk gigi lurus atau radial Bentuk gigi miring atau helical Bentuk gigi melengkung atau spherical.

Gaya yang ada: yaitu gaya tangensial, Gaya radial, Gayaaksial. Ketiga gaya dapat dilukiskan sebagai gaya dalam3 dimensi.

Roda gigi cacing ( worm gear )Roda gigi cacing ( worm ) digunakan apabila diinginkanantara sumbu input dan sumbu output menyilang tegaklurus .Roda gigi cacing mempunyai karakteristik yangkhas, yaitu input dan output tidak dapat dipertukarkan.Jadi input selalu dari roda cacingnya ( worm )Putaran roda gigi cacing (worm) = nWOJumlah jalan /gang/spoed = zWO ( 1, 2, 3 )


44/196


45/196

32

Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-Vkarena mudah penanganannya dan harganyapun murah.Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s)pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Dayamaksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai500 (kW).

Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampangtrapesium. Tenunan tetoron atau semacamnyadipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikanyang besar. Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yangberbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit padapuli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagiandalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan jugaakan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akanmenghasilkan transmisi daya yang besar pada teganganyang relatif rendah.

Perputaran pulley yang terjadi terus menerus akanmenimbulkan gaya sentrifugal ( centrifugal force ), sehinggamengakibatkan peningkatan kekencangan pada sisi kencang/tight side (T1) dan sisi kendor/slack side (T2). Perubahantegangan tarik yang terjadi pada sabuk datar yangdisebabkan oleh gesekan antara sabuk dengan pulley akanmenyebabkan sabuk memanjang atau mengerut danbergerak relatif terhadap permukaan pulley, gerakan inidisebut dengan elastic creep . dengan panjang sabuk yangdigunakan seakan-akan tidak dapat digunakan sebagaipendekatan matematis dalam mengatur ketegangan sabuk

jika kekencangan sabuk hanya ditinjau dari segi jarak sumbu

saja. Oleh karena itu pada sabuk tersebut perlu digunakanidler pulley ataupun ulir pengatur jarak sumbu sehinggaketegangan sabuk dapat diatur dan jarak sumbu yangdiperoleh melalui pendekatan empiris di atas merupakan

jarak sumbu minimal yang sebaiknya dipenuhi dalamperancangan sabuk.

Pulley dapat digunakan untuk mentransmisikan daya dariporos satu ke poros yang lain melalui sistem transmisipenggerak berupa flat belt, V-belt atau circular belt .Perbandingan kecepatan ( velocity ratio) pada pulleyberbanding terbalik dengan diameter pulley dan secara

matematis ditunjukan dengan pesamaan : D1/D2 = N2/N1Berdasar material yang digunakan, pulley dapatdiklasifikasikan dalam:1. Cast iron pulley2. Steel pulley


46/196

33

Gambar 1.24. Rantai dan Sproket(www.tptsa.co.za)

3. Wooden pulley4. Paper pulley

Rantai dan Sproket

Transmisi rantai-sproket digunakan untuk transmisi tenagapada jarak sedang. Kelebihan dari transmisi ini dibandingdengan transmisi sabuk-puli adalah dapat digunakan untukmenyalurkan daya yang lebih besar.

Kelebihan dari penggunaan transmisi rantai dan sproketadalah:- Transmisi tanpa slip (perbandingan putaran tetap)- Dapat meneruskan daya besar- Keausan kecil pada bantalan- Jarak poros menengah (antara belt dan gear)Sedangkan kekurangan dari transmisi ini adalah:- Tidak dapat dipakai untuk kecepatan tinggi (max. 600

m/min)- Suara dan getaran tinggi- Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus.

1.2.4. Mengenal Mesin Perkakas dan Otomasi

Mesin-Mesin Perkakas

Mesin perkakas terdiri dari berbagai macam jenis sesuaidengan produksi yang dihasilkannya. Produksi yangdihasilkan juga sangat bervariasi tergantung dari dimensi,bentuk profil yang dihasilkan. Pada prinsipnya prosespengerjaan pada mesin perkakas ini merupakan prosespembentukan logam menjadi bentuk-bentuk yang dinginkan.Proses pembentukan ini dapat dilakukan dengan penyayatanlogam atau proses perobahan bentuk dari geometris bahan


47/196

34

Gambar 1.25. Mesin Bubut

logam. Beberapa contoh mesin perkakas dapat dilihatsebagai berikut :

Mesin bubut (lathe machine) merupakan salah satu mesin

perkakas yang banyak digunakan untuk memproduksiberbagai macam komponen permesinan. Membubut adalahsuatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannyadilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudiandikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasisejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putardari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkantranslasi dari pahat disebut gerak umpan ( feeding ). Memutarmemerlukan two-axis, kendali alur berlanjut, yang manapununtuk menghasilkan suatu ilmu ukur silindris lurus/langsungatau untuk menciptakan suatu profil.

Bedanya dengan Mesin perkakas NC adalah meliputi mesindengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasikuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yangdisajikan oleh suatu komputer kendali dengan programdatabase berupa kode data yang diubah untuk saturangkaian perintah yang menyimpan instruksi secaralangsung untuk mengendalikan alat-alat bermesin CNC(Computer Numerical Control).


48/196

35

Gambar Mesin 1.26. Perkakas CNC

Istilah computer numerical control (CNC) digunakan bilasistem kontrol memakai komputer internal. Komputer internalmemungkinkan penyimpanan program tambahan,penyuntingan program, penjalanan program dari memori,diagnostik kontrol dan pemeriksaan mesin, pekerjaan rutin-rutin dan khusus, dan kemampuan melakukan perubahanskala inci/ metrik/ absolut.

Pembuatan komponen dengan CNC memerlukan akseslangsung ke mesin dan instalasi komputer agar memperolehpengalaman praktis yang amat diperlukan. Dalammenggunakan piranti dan jenis mesin tertentu, sepertimengoperasikan mesin-mesin turning, milling dan drillingharus memahami bahasa serta teknik pemrogramanmemerlukan instruksi.

Sistem Pengoperasian Mesin CNC

Kode data diubah untuk satu rangkaian perintah, yang manaservo mekanisme, seperti suatu pijakan motor yang berputarsesuai jumlah yang telah ditetapkan, memperbaiki denganmasing-masing mengemudi dari suatu meja pekerjaan dansuatu alat untuk melaksanakan suatu pengerjaan denganmesin dan gerakan yang ditetapkan oleh suatu sistempengulangan tertutup atau terbuka.

Sistem operasi dari mesin perkakas NC adalahmenggunakan sistem operasi CNC sehingga diperlukanpengenalan kode data untuk menjalankan satu rangkaianperintah. Adapun contoh dari sistem operasi dari mesinperkakas NC adalah:


49/196

36

Gambar 1.27. Mesin Potong Otomatis

Gambar 1.28. Mesin Forging dan Squeezing


50/196

37

Gambar 1.29. Mesin Perkakas NC

1.2.5. Mengenal Proses Mesin Koversi Energi

Kompresor

Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untukmeningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atauudara. Tujuan meningkatkan tekanan dapat untukmengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu sistemproses yang lebih besar (dapat sistem fisika maupun kimia

contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi).Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitudinamik dan perpindahan positif.

Gambar 1.30. Mesin Rolling


51/196

38

Gambar.1.31. Kompresor sentrifugal(www.mcquayservice.com)

Kompresor dapat dibagi atas beberapa jenis yaitu:o Kompresor dinamik

Kompresor Sentrifugal Kompresor Axial

o Kompresor perpindahan positif (possitive displacement): Kompresor Piston (Reciprocating Compresor)

Kompresor Piston Aksi Tunggal Kompresor Piston Aksi Ganda Kompresor Piston Diagfragma

Kompresor Putar Kompresor Ulir Putar (Rotary Screw Compressor) Lobe Vane Liquid Ring Scroll

Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yangditekan dan dialirkan pada kondisi suhu total, tekanan total,dan diatur pada saluran masuk kompresor. Debit aliran yangsebenarnya bukan merupakan nilai volume aliran yangtercantum pada data alat, yang disebut juga pengirimanudara bebas/free air delivery (FAD) yaitu udara pada kondisiatmosfir di lokasi tertentu. FAD tidak sama pada setiap lokasisebab ketinggian, barometer, dan suhu dapat berbeda untuklokasi dan waktu yang berbeda.


52/196

39

Pengukuran efesiensi kompresor yang biasa digunakanadalah efisiensi volumetrik, efisiensi adiabatik, efisiensiisotermal, dan efisiensi mekanik. Efisiensi adiabatik danisotermal dihitung daya isotermal atau adiobatik dibagi olehkonsumsi daya aktual.

Pompa

Pompa adalah alat untuk menggerakan cairan atau adonan.Pompa menggerakan cairan dari tempat bertekanan rendahke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi, untukmengatasi perbedaan tekanan ini maka diperlukan tenaga(energi). Pompa untuk udara biasa disebut Kompresor,kecuali untuk beberapa aplikasi bertekanan rendah, sepertidi Ventilasi, Pemanas, dan Pendingin ruangan makasebutannya menjadi fan atau penghembus ( blower ).

Pompa memiliki dua kegunaan utama:o Memindahkan cairan dari satu tempat ketempat lainnya

(misalnya air dan aquifer bawah tanah ke tangki

penyimpanan air)o Mensirkulasikan cairan sekitar sistem (misalnya air

pendingin atau pelumas yang mekewati mesin-mesindan peralatan)

Gambar 1.32. Kompresor Torak


53/196

40

Komponen utama sistem pemompaan adalah: Pompa Mesin penggerak (motor listrik, mesin diesel atau sistem

udara) Pemipaan, digunakan untuk membawa fluida Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam

sistem Sambungan, pengendalian dan instrumen lainnya Peralatan pengguna akhir yang memiliki berbagai

persyaratan

Pompa terdiri dari berbagai jenis dan ukuran. Pompa dapatdikelompokkan menurut prinsip operasi dasarnya sepertipompa dinamik atau pompa pemindahan positif. Pompapemindahan positif dikenal dengan cara operasinya. Cairandiambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnyadialirkan secara posistif untuk setiap putarannya. Pompapemindahan positif digunakan secara luas untukpemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompapemindahan positif digolongkan berdasarkan carapemindahannya yaitu pompa reciproting dan pompa rotary .

Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompatersebut beroperasi: impeler yang berputar mengubah energikinetik menjadi tekanan atau kecepatan yang diperlukanuntuk memompa fluida. Terdapat dua jenis pompa dinamikyaitu Pompa sentrifugal pompa dengan efek.

Motor bakar

Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakanenergi termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengancara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energipanas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukankerja mekanik. Energi termal diperoleh dari pembakaran

Gambar 1. 33. Pompa Centrifugal dan Roda gigi


54/196

41

bahan bakar pada masin itu sendiri. Ditinjau dari caramemperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahanbakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golonganyaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.

Motor pembakaran luar

Pada motor pembakaran luar ini, proses pembakaranbahan bakar terjadi di luar mesin itu, sehingga untukmelaksanakan pembakaran digunakan mesin tersendiri.Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsungdiubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melaluimedia penghantar, baru kemudian diubah menjaditenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan turbin uap.

Gambar. 1 .19 Motor Bakar Motor pembakaran dalam

Pada motor pembakaran dalam, proses pembakaranbahan bakar terjadi di dalam mesin itu sendiri, sehinggapanas dari hasil pembakaran langsung bisa diubahmenjadi tenaga mekanik. Misalnya : pada turbin gas,motor bakar torak dan mesin propulasi pancar gas.

Turbin

Kata " turbine " ditemukan oleh seorang insinyur Perancisyang bernama Claude Bourdin pada awal abad 19, yangdiambil dari terjemahan bahasa Latin dari kata "whirling"

Gambar 1.34. Motor pembakaran luar(wahyonodedy.wordpress.com)


55/196

42

Gambar.1.35. Turbin air(www.rise.org.au)

(putaran) atau " vortex " (pusaran air). Perbedaan dasar antaraturbin air awal dengan kincir air adalah komponen putaran airyang memberikan energi pada poros yang berputar.Komponen tambahan ini memungkinkan turbin dapatmemberikan daya yang lebih besar dengan komponen yanglebih kecil. Turbin dapat memanfaatkan air dengan putaranlebih cepat dan dapat memanfaatkan head yang lebih tinggi.(Untuk selanjutnya dikembangkan turbin impulse yang tidakmembutuhkan putaran air).

Turbin air dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa cara,namun yang paling utama adalah klasifikasi turbin airberdasarkan cara turbin air tersebut merubah energi airmenjadi puntir. Berdasarkan klasifikasi ini, maka turbin airdikelompokkan menjadi dua yaitu:

Turbin impulsTurbin impuls merubah aliran semburan air. Semburanturbin membentuk sudut yang membuat aliran turbin.

Hasil perubahan momentum (impuls) disebabkan tekananpada sudu turbin. Sejak turbin berputar, gaya berputarmelalui kerja dan mengalihkan aliran air denganmengurangi energi. Sebelum mengenai sudut turbin,tekanan air (energi potensial) dikonversi menjadi energi


56/196


57/196

44

digunakan meliputi berbagai macam bentuk palu, landasan-landasanpembentuk serta model-model cetakan sederhana. Dewasa ini, prosespembentukan sudah berkembang seiring perkembangan teknologi.Perkembangan teknologi pembentukan logam ini ditandai denganditemukannya proses pembentukan dengan menggunakan alat-alatpembentuk dengan menggunakan penekan sistem hidrolik, jugamenggunakan landasan, punch , swage, dies sebagai alat bantu untukmembentuk profil-profil yang diinginkan. Metoda yang digunakan padaproses pembentukan logam diantaranya adalah proses bending ataupenekukan, squeezing, rolling, spinning, deed drawing, streching,crumping, blanking, press dan sebagainya.

Ruang lingkup yang harus dipelajari dalam dalam teknik pembentukanini adalah: Mengenal Dasar Teknik Pembentukan dan Pengecoran.

o Dasar Teknik PembentukanTeknik pembentukan logam merupakan proses yang dilakukandengan cara memberikan perubahan bentuk pada benda kerja.

Aplikasi pembentukan logam ini dapat dilihat pada beberapacontohnya seperti pengerolan (rolling ), pembengkokan(bending), tempa (forging), ekstrusi (extruding) , penarikankawat (wire drawing), penarikan dalam (deep drawing), danlain-lain.

o Dasar Teknik PengecoranProses Pengecoran ( casting ) adalah salah satu teknikpembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungkupeleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yangserupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat.Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam,yaitu traditional casting (tradisional) dan non-

traditional/contemporary casting (non-tradisional) .

Mengenal Dasar Statika dan TeganganStatika adalah bagian dari mekanika. Statika membahaskesetimbangan benda di bawah pengaruh gaya, sedangkandinamika membahas gerakan benda. Ada beberapa konsep dasardalam mempelajari mekanika. Konsep-konsep dasar dari mekanikameliputi ruang, waktu, massa, gaya, partikel, dan benda tegar.Proses pembentukan secara metalurgi merupakan prosesdeformasi plastis. Deformasi plastis ini artinya adalah apabilabahan mengalami pembebanan sewaktu terjadinya prosespembentukan, dimana setelah beban dilepaskan maka diharapkan

pelat tidak kembali kekeadaan semula. Bahan yang mengalamiproses pembentukan ini mengalami peregangan atau penyusutan.Benda dikatakan mencapai kesetimbangan jika benda tersebutdalam keadaan diam/statis atau dalam keadaan bergerakberaturan/dinamis.


58/196

45

Mengenal Komponen/Elemen MesinYang termasuk dalam komponen/elemen mesin adalah:o Paku Kelig/Rivet

Paku keling/ rivet adalah salah metoda penyambungan yangsederhana. Sambungan keling umumnya diterapkan pada

jembatan, bangunan, ketel, tangki, kapal dan pesawat terbang.o Sambungan Las

Proses pengelasan adalah proses penyambungan logamdengan menggunakan energi panas.

o Sambungan Skrup dan MurSekrup atau baut adalah suatu batang atau tabung dengan alurheliks pada permukaannya. Sambungan skrup/baut dan murmerupakan sambungan yang tidak tetap artinya sewaktu-waktusambungan ini dapat dibuka.

o PorosPoros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanyaberpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen sepertiroda gigi ( gear ), pulley, flywheel , engkol, sprocket dan elemenpemindah lainnya.

o KoplingKopling merupakan piranti otomotif yang berfungsimenghubungkan atau melepaskan pengaruh putaran mesindengan transmisi.

o Bejana TekanBejana tekan merupakan suatu konstuksi berbentuk tabungyang menerima beban tekan.

o PasakPasak merupakan komponen yang sangat penting dalamperencanaan suatu poros. Pasak dipastikan sangat terkaitdengan poros dan roda.

o Roda gigiRoda gigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar danputaran yang tepat serta jarak yang ralatif pendek.

o Sabuk/BanSabuk dipakai untuk memindahkan daya antara 2 buah porosyang sejajar dan dengan jarak minimum antar poros yangtertentu.

o Rantai dan SproketTransmisi rantai-sproket digunakan untuk transmisi tenaga pada

jarak sedang.

Mengenal Mesin Perkakas dan Otomasi

Pada prinsipnya proses pengerjaan pada mesin perkakas inimerupakan proses pembentukan logam menjadi bentuk-bentukyang dinginkan. Proses pembentukan ini dapat dilakukan denganpenyayatan logam atau proses perobahan bentuk dari geometrisbahan logam. Bedanya dengan Mesin perkakas NC adalah meliputi


59/196

46

mesin dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasikuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikanoleh suatu komputer kendali dengan program database berupakode data yang diubah untuk satu rangkaian perintah yangmenyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alat-alat bermesin CNC (Computer Numerical Control).

Mengenal Proses Mesin Konversi Energio Kompresor

Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untukmeningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atauudara. Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitudinamik dan perpindahan positif.

o PompaPompa adalah alat untuk menggerakan cairan atau adonan.Pompa terdiri dari berbagai jenis dan ukuran. Pompa dapatdikelompokkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti pompadinamik atau pompa pemindahan positif.

o MotorMotor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakanenergi termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengancara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energipanas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukankerja mekanik.

o TurbinTurbin jika diterjemahkan mengandung arti putaran ataupusaran. Perbedaan dasar antara turbin air awal dengan kincirair adalah komponen putaran air yang memberikan energi padaporos yang berputar.

1.4. Soal Latihan1. Ceritakan secara singkat sejarah pembentukan logam?2. Sebutkan metode-metode yang sering digunakan pada proses

pembentukan logam?3. Sebutkan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam proses

pembentukan untuk suatu alat?4. Jelaskan pengertian dari proses pengecoran logam5. Sebutkan bagian-bagian utama dari cetakan pengecoran logam?6. Sebutkan jenis besi apa saja yang dapat digunakan sebagai bahan

dasar pengecoran logam?7. Jelaskan pengertian ruang, waktu, massa, gaya, partikel, dan

benda tegar dalam mekanika?

8. Apa saja yang termasuk dalam komponen elemen mesin.Jelaskan?

9. Apa yang dimaksud dengan poros dan tuliskan jenis-jenis poros?10. Jelaskan pengertian dari kompresor dan sebutkan jenis-jenisnya?


60/196

47

BAB 2

Keselamatan kerja tidak hanya untuk dipelajari, tetapi harus dihayati dandilaksanakan, karena keselamatan kerja adalah merupakan bagian yangsangat penting dalam bekerja di bengkel ( workshop ). Keselamatan kerja

juga bukan hanya diperuntukkan bagi orang yang bekerja saja, tetapi jugadiperuntukkan bagi peralatan atau mesin yang digunakan untuk bekerja,benda kerja dan lingkungan tempat bekerja.

Mempelajari bagaimana bekerja dengan baik dan berhasil, harus diikutidengan mempelajari bagaimana bekerja dengan selamat. Bekerja denganselamat merupakan tujuan utama dari manusia yang bekerja.Menciptakan keadaan atau kondisi kerja yang aman, bukanlah tanggung

jawab para instruktur atau pengelola bengkel saja, tetapi menjadi tanggung jawab antara pekerja/siswa dan instruktur serta pengelola bengkel. Parasiswa atau pekerja harus belajar bagaimana bekerja tanpa menimbulkankecelakaan/ melukai diri sendiri atau melukai orang lain yang bekerjadisekitarnya, serta menimbulkan kerusakan pada mesin atau peralatan yangdigunakan untuk bekerja.

Kecelakaan kerja memang tidak dapat diramalkan sebelumnya, tetapikecelakaan kerja seharusnya dapat dicegah. Misalnya dengan jalanmemberikan penjelasan secara rinci dan ringkas mengenai langkah kerjadalam mengerjakan sesuatu pekerjaan tertentu, dan selalu mengingatkanpara pekerja agar selalu bekerja dengan cara kerja yang benar sesuai

KESEL M T N KERJ


61/196

48

dengan prosedur. Selanjutnya perlu dilakukan beberapa kajian secara detailmengenai masalah-masalah yang sering menyebabkan terjadinyakecelakaan akibat pekerjaan. Hampir semua peralatan yang ada dalambengkel dapat menimbulkan kecelakaan dan dapat melukai diri pekerjamaupun orang lain disekitar tempat bekerja. Akibat kecelakaan ini jugadapat merusak peralatan dan lingkungan tempat bekerja. Untuk itu secarateratur harus dilakukan pemeriksaan terhadap peralatan kerja sertalingkungan tempat bekerja. Para pekerja juga harus melakukanpemeriksaan pada peralatan sebelum dilakukannya proses pekerjaan ataupenggunaan peralatan tersebut. Pekerja juga harus mengetahui langkah-langkah kerja yang aman agar tidak melakukan kesalahan dalam bekerja.

Kecelakaan akibat bekerja dapat menimbulkan berbagai kerugian, baikkerugian pada diri sendiri atau kerugian pada perusahaan tempat bekerja.Kerugian yang terjadi pada pekerja/siswa diantaranya rasa sakit yang tidakmenyenangkan, cacat tubuh berkelanjutan, kurangnya penglihatan,pendengaran, tersisih dari rekan sekerja dan timbul rasa rendah diri akibatcacat yang diderita pekerja. Di samping itu juga dapat berakibat tidak dapatbekerja seperti sedia kala. Kerugian bagi perusahaan terutama pada biayapengobatan, biaya perbaikan mesin, kehilangan jam kerja, menurunnyahasil produksi , dan pengeluaran santunan kesehatan. Apabila siswa yangmengalami kecelakaan dapat berakibat kerugian-kerugian terhadap dirisiswa, orang tua dan sekolah.

Kecelakaan kerja hampir tidak dapat dihilangkan, tetapi kecelakaan inidapat dicegah sebelum terjadi yakni dengan melakukan pekerjaan menurutteknik dan prosedur yang benar serta harus memperhatikan kondisikesehatan sebelum melakukan pekerjaan. Apabila seseorang merasakurang sehat atau sakit, maka akan mengakibatkan terganggunyakonsentrasi dalam bekerja. Gangguan konsentrasi kerja ini dapat

Gambar 2.1. Langkah Sebelum Bekerja


62/196

49

menyebabkan kecelakaan yang cukup berbahaya. Pada bagian berikut inidiberikan penjelasan singkat tentang cara pencegahan kecelakaan.

2. 1. Kenali Pekerjaan yang Berbahaya.

Bagaimana, dimana, dan mengapa kecelakaan kerja bisa terjadi atautimbul. Ketiga pertanyaan ini harus dijawab oleh orang yangbertanggung jawab terhadap masalah keselamatan kerja. Setiapterjadi kecelakaan kerja akan selalu timbul pertanyaan mengapake

teknik pembentukan pelat jilid 1

Documents