BAB III

METODOLOGI PERANCANGAN

3.1 Diagram Alir Perancangan

Daftar Persyaratan

(Spesifikasi Mesin Poles)

Konsep Mesin Poles

(Solusi)

Perencanaan Pembuatan Mesin Poles

Perencanaan dan Penjelasan

Mencari data dan informasi mengenai mesin poles.

Mengetahui prinsip kerja mesin poles.

Mengembangkan Solusi Utama

Membuat beberapa alternatif mesin poles (varian).

Menentukan fungsi mesin poles.

Mengembangkan Fungsi pada Mesin Poles

Menentukan bentuk awal.

Memilih layout awal yang terbaik.

Memperbaiki layout.

A

Tin

gkat

P

erb

aika n

Per

e

nca

naa n dan

Pen

j

elas an

Per

e

nca

nga n

Kon

sep

Per

e

nca

nga n

Ben tuk

40

Layout awal

Layout akhir

Dokumen mesin poles

Menentukan struktur mesin poles.

Menghilangkan kelemahan dan kekurangan.

Persiapan daftar komponen awal.

Pembuatan dan susunan mesin poles

Menyiapkan dokumen pembuatan.

Mengembangkan gamar atau daftar detail.

Menyelesaikan instruksi-instruksi pembuatan mesin poles.

Solusi

A

Tin

gkat

P

erb

aika n

Per

e

nca

nga n

Ben tuk

Per

e

nca

nga n D

et ail

41

Perencanaan bentuk

Untuk mempermudah jalannya perancangan kontrol dalam pembuatan alat mesin

poles ini, dimulai dengan beberapa tahap yaitu :

1. Tahap persiapan

Tahap persiapan dengan studi pustaka dan survey lapangan untuk

mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pada perancangan mekanik dan

elektrik pada mesin poles tersebut. Studi pustaka menggunakan literatur pada

buku dan jurnal, sedangkan survey lapangan yaitu menyaksikan langsung alat

yang terdapat dipasaran .

2. Perancangan Mekanik

Pada tahap ini dilakukan perancangan desain, yaitu perancangan

pembuatan kerangka mesin, peletakan posisi motor penggerak, piringan poles,

sirkulasi air serta perancangan pembuatan kerangka atas.

3. Pembuatan mekanik

42

Pembuatan mekanik ini dimulai dari pembuatan rangka mesin dilanjuntkan

dengan peletakan posisi dua buah motor penggerak beserta piringan polesnya.

Selanjutnya membuat bak penampung untuk tempat air yang akan disirkulasikan

serta pembuatan kerangka atas mesin poles.

4. Perancangan kontol

Pada tahap ini dilakukan perancangan sistim kontrol pada mesin poles agar

putaran pada piringan poles dapat disesuaikan dengan kebutuhan penguji.

5. Pembuatan sistem kelistrikan

Dimulai dari perangkaian sistem kelistrikan dari tombol Power, tombol

penggerak motor, pengontrol kecepatan motor, motor penggerak, serta tombol

pompa air. Tujuan dari pembuatan sistem kelistrikan ini dimaksudkan agar

rangkaian listrik pada mesin poles ini dapat bekerja sesuai dengan kebutuhan

penguji.

6. Pembuatan sirkulasi air

Sistem ini bertujuan untuk menghemat penggunakan air pada saat mesin

dijalankan dan sebagai media pendingin pada saat proses penghalusan logam.

Sistem kerjanya adalah dengan menyalurkan air sisa pembuangan pada proses

pengahalusan menuju ember tempat penampungan air. Sebelum menuju ember,

air disaring terlebih dahulu agar air yang masuk ke ember bersih dari sisa-sisa

logam pada saat proses penghalusan.

7. Uji Coba Alat

Setelah semua sistem selesai, langsung pengujian alat dilakukan supaya

bisa mengetahui kinerja alat tersebut.

3.2 Perancangan Mesin Poles

43

Mesin poles yang dirancang dan dibuat adalah sebagai alat bantu utama

dalam proses metalugrafi. Fungsinya untuk menghaluskan permukaan spesimen

hingga bebas dari gores atau mendapatkan area permukaan spesimen yang

representatif untuk diamati dibawah mikroskop metalugrafi. Prinsip dasar mesin

poles adalah memutar media abrasif tersebut sehingga didapat permukaan yang

rata dan halus.

Perencanaan terlebih dahulu dilakukan dengan merancang mesin poles

dalam bentuk disain menggunakan software CAD (Computer Aided Design).

Dalam melakukan sebuah perancangan, hal pertama yang dilakukan yaitu

membuat ide gagasan kemudian dilanjutkan dengan studi literatur untuk

mendapatkan informasi tentang bagaimana bentuk dan cara kerja mesin poles,

setelah itu membuat data perencanaan. Didalam data perencanaan berisi tentang

data-data tentang alat yang akan dibuat termasuk komponen yang dibutuhkan

untuk membuat mesin poles. Sebelum membuat sebuah mesin poles ada beberapa

tahapan proses diantaranya menentukan ukuran-ukuran rancangan, seperti :

dimensi alat, piringan poles, pemutar piringan poles, sistem pendinginan, tangki

penampung fluida, pompa.

3.2.1 Perancangan Dudukan Mesin Poles

Dudukan mesin poles merupakan salah satu perangkat utama pada proses

perancangan mesin poles, dimana dudukan ini berfungsi untuk menopang

komponen-komponen utama dan pendukung yang terdapat pada mesin poles,

seperti nozzle, dudukan specimen dan penyangga dudukan. Dalam suatu proses

44

pengujian material terdapat beberapa bentuk dan jenis tangki yang dapat

digunakan sesuai kebutuhan ataupun spesifikasi yang dipilih oleh perancang.

Berikut ini jenis – jenis tangki yang dapat digunakan dan spesifikasinya.

Gambar 3.1 Flowchart perancangan Mesin Poles

3.2.2 Rancangan Mesin Poles

Pada proses pengampelasan dan pemolesan, mesin poles akan kontak

dengan air sebagai media pendingin. Untuk itu perlu direncanakan pemilihan

bahan untuk rumah mesin poles yang tahan terhadap air. Maka rumah mesin poles

direncanakan dibuat menggunakan bahan fiber yang tidak bereaksi dengan air.

Selain itu fiber mudah dibentuk sesuai dengan desain rumah mesin poles yang

diinginkan.

3.1.1 Rancangan Mesin Poles

Dalam merancang mesin poles pada Gambar 3.2 Pada prinsipnya piringan

poles dengan permukaan ampelas halus berputar dengan kecepatan yang telah

45

ditentukan dan air mengalir melalui pompa dari bak penampung dan diteruskan

melalui pipa yang kemudian aliran fluida keluar menuju pipa nozzle dan sebuah

lubang dimana lubang ini berfungsi untuk mengalirkan fluida untuk kembali ke

bak penampung. Untuk mengurangi kecepatan pada putaran piringan yang

berlebihan maka perlu ditambahkan komponen elektronika yaitu speed control.

Gambar 3.2 Alat jominy test

3.1.2 Perancangan Tangki Penguji Jominy

Tangki penguji merupakan salah satu perangkat utama pada proses

pengujian ini, dimana terdapat komponen utama dan pendukung, seperti nozzle,

dudukan specimen dan penyangga dudukan. Dalam suatu proses pengujian

material terdapat beberapa bentuk dan jenis tangki yang dapat digunakan sesuai

kebutuhan ataupun spesifikasi yang dipilih oleh perancang. Berikut ini jenis –

jenis tangki yang dapat digunakan dan spesifikasinya.

46

Tabel 3.1 Jenis-jenis tangki

Bentuk Tangki Penguji Spesifikasi

Pada bentuk tangki seperti ini kurang

efisien karena dibutuhkan langkah

pengelasan yang tidak sedikit untuk

menyambung pelat logam disamping

itu bentuk seperti ini dikhawatirkan

terjadinya kebocoran pada sudut

dinding kubus.

Pada bentuk tangki seperti ini lebih

efisien karena tidak banyak

membutuhkan proses pengelasan, oleh

karena itu terjadinya kebocoran dapat

diminimalisirkan pada dinding tabung.

Pada bentuk tangki seperti ini kurang

efisien karena dibutuhkan langkah

pengelasan yang cukup banyak untuk

menyambung pelat logam ini. Bentuk

ini juga dikhawatirkan terjadinya

kebocoran pada sudut dinding prisma

segitiga.

47

Sesuai dengan spesifikasi yang dibutuhkan, maka pada perancangan tangki

penguji jominy memerlukan tangki bentuk tabung karena baik dari segi volume

fluida dan efisiensi dibutuhkan dalam rancangan.

Gambar 3.3 Tangki penguji jominy test

3.2 Komponen

Komponen merupakan suatu perangkat keras dimana pada setiap

komponen mempunyai fungsi atau kegunaan masing-masing. Komponen dibagi

menjadi 2 macam yaitu komponen utama dan komponen pendukung.

3.2.1 Komponen Utama

Komponen utama merupakan suatu perangkat mutlak untuk membangun

suatu rangkaian alat, dimana pada bagian ini sangat diperlukan untuk menunjang

rangkaian alat uji jominy test.

1. Nozzle

Nozzle berfungsi untuk mengalirkan fluida dan memancarkannya

kearah specimen bahan logam yang akan di uji.

48

Gambar 3.4 Nozzle

2. Tangki Penampung Fluida

Dalam Tangki penampung fluida ini berfungsi untuk menampung air

yang akan dialirkan ke Tangki Penguji dengan menggunakan sebuah

pompa melalui pipa statis.

Gambar 3.5 Tangki penampung fluida

3. Pompa

Pompa merupakan suatu alat untuk memindahkan fluida cair dari

tekanan rendah menjadi tekanan yang lebih tinggi. Ada beberapa jenis

49

pompa yang dapat digunakan pada dunia industri. Seperti pompa

sentrifugal, torak dan rotasi. Berikut tabel jenis pompa :

Tabel 3.2 Jenis Pompa

Jenis Pompa Spesifikasi

Pompa Sentrifugal - Volume (Q) kecil

- Tekanan (H) besar

Pompa Torak - Volume (Q) besar

- Tekanan (H) tinggi

Pompa Rotasi - Volume (Q) besar

- Tekanan (H) rendah

Pada perancangan alat uji jominy dibutuhkan sebuah pompa sentrifugal.

karena proses kerjanya membutuhkan volume (Q) yang rendah dan head

(H) yang tinggi.

Gambar 3.6 Pompa sentrifugal

4. Pipa

50

Pipa adalah sebuah bagian berbentuk tabung atau silinder yang

berongga. Pipa mempunyai kegunaan utama untuk membawa zat yang

dapat mengalir yaitu : cairan, gas, material berbentuk bubur, material

berbentuk bubuk dan material berupa padatan kecil.

Polyvinyl Chloride (PVC) merupakan pipa yang terbuat dari plastic

dan dengan kombinasi vinyl lainnya. Mempunyai karakter pipa yang tahan

lama dan mudah perawatannya. Pipa PVC juga tidak berkarat atau

membusuk. Disamping itu, pipa PVC ini paling sering digunakan

irigasi/perairan dan pelindung kabel. Di Indonesia standart ukuran yang

dipakai untuk system perairan rumah tangga atau lainnya ialah standard

JIS (Japanese Industrial Standard), sedangkan untuk PDAM biasanya

memakai standard Nasional SNI.

Pada perancangan alat uji Jominy menggunakan 3 macam bentuk pipa

PVC yaitu pipa lurus, elbow dan tee. Pipa penyalur ada 3 jenis yang

dibutuhkan dalam desain, yaitu : Pipa lurus ukuran 3/4 inch PVC, Pipa

elbow ukuran 3/4 inch PVC, dan Pipa tee ukuran 3/4 inch PVC. Pipa ini

digunakan untuk menyambungkan dan mengalirkan air dari Tangki

penampung menuju ke tangki penguji.

51

Gambar 3.7 Pipa PVC bentuk lurus 3/4 inchi

Gambar 3.8 Pipa elbow PVC ukuran 3/4 inchi

Gambar 3.9 Pipa tee PVC ukuran 3/4 inchi

52

5. Katup 3/4 inchi

Katup berfungsi untuk membuka dan menutup aliran fluida pada saat

aliran fluida mengalir. Katup ini berfungsi untuk mengontrol aliran fluida

dengan cara mengalihkannya kembali kedalam tangki penampung.

Gambar 3.10 Katup 3/4 inchi

6. Dudukan specimen

Dudukan ini berfungsi untuk penyangga specimen bahan logam yang

akan diuji. Untuk dudukan ini sebaiknya permukaan bagian bawah dibuat

tirus untuk menghindari panas langsung dari logam specimen.

Gambar 3.11 Dudukan spesimen

53

3.2.2 Komponen Pendukung

Komponen pendukung merupakan suatu perangkat pendukung untuk

membangun suatu rangkaian alat, dimana pada bagian ini hanya sebagai

pelengkap pada rangkaian alat uji jominy test.

1. Besi penyangga

Besi penyangga berfungsi sebagai dudukan peninggi pada tangki

penguji. Besi penyangga ini juga berfungsi untuk membantu mengalirkan

kembali sisa fluida ke dalam tangki penampung.

Gambar 3.12 Besi penyangga

2. Filter water

Filter water ini berfungsi sebagai menyaring kotoran pada air seperti

kerak-kerak kecil atau batu kerikil agar pada saat penghisapan air tidak

masuk kedalam pompa.

Gambar 3.13 Filter