RPP 14.DKK.4. Memahami Proses Dasar Teknik Mesin
description
Transcript of RPP 14.DKK.4. Memahami Proses Dasar Teknik Mesin
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
(RPP)
MATA PELAJARAN
KELAS/SEMESTER
ALOKASI WAKTU
STANDAR KOMPETENSI
KOMPETENSI DASAR
INDIKATOR
:
:
:
:
:
:
Memahami proses dasar teknik mesin
XI TPm / 3 - 4
80 x 45 menit
Memahami proses dasar teknik mesin
1. Menjelaskan proses dasar pemesinan..
2. Menjelaskan proses dasar pengelasan
3. Menjelaskan proses dasar fabrikasi logam.
4. Menjelaskan proses dasar pengecoran logam.
5. Menjelaskan proses dasar pneumatik dan hidrolik.
6. Menjelaskan proses dasar otomasi.
1. Memehami tentang dasar pemesinan.
2. Memahami tentang dasar pengelasan
3. Memahami tentang dasar fabrikasi logam
4. Memehami tentang dasar pengecoran logam.
5. Memahami tentang dasar pneumatik dan hidrolik.
6. Memahami tentang dasar otomasi.
:
I.
TUJUAN PEMBELAJARAN
A. Tujuan Akademik
1. Siswa dapat memahami dan melakukan proses dasar produksi.
2. Siswa mampu mengopersionalkan mesin-mesin produksi
3. Siswa memiliki berbagai macam wawasan tentang mesin produksi.
B. Tujuan Nilai Karakter
1. Sikap dan perilaku yang patuh dalam melaksanakan ajaran agama yang
dianutnya, toleran terhadap pelaksanaan ibadah agama lain, dan hidup rukun
dengan pemeluk agama lain (Religius)
2. Siswa melakukan tindakan yang menunjukkan perilaku tertib dan patuh pada
berbagai ketentuan dan peraturan (Disiplin)
3. Siswa mampu melakukan perilaku yang menunjukkan upaya sungguh-sungguh
dalam mengatasi berbagai hambatan belajar dan tugas, serta menyelesaikan
tugas dengan sebaik-baiknya. Perilaku yang menunjukkan upaya sungguh-
sungguh dalam mengatasi berbagai hambatan belajar dan tugas, serta
menyelesaikan tugas dengan sebaik-baiknya. (Kerja keras)
4. Siswa mampu bersikap dan ber perilaku seseorang untuk melaksanakan tugas
dan kewajibannya, yang seharusnya dia lakukan, terhadap diri sendiri,
masyarakat, lingkungan (alam, sosial dan budaya), negara dan Tuhan Yang
Maha Esa. (Tanggung Jawab)
1
II.
MATERI PEMBELAJARAN
1. MEMAHAMI DASAR PEMESINAN
SATUAN DAN STANDARD
Dalam
imu
teknik
dan
fisika
kita
mengenal
macam-macam
cara
pengukuran.Proses pengukuran sesuatu besaran secara fisik diperoleh dengan
perbandingan terhadap suatu satuan besaran.kalau kita mengatakan panjang suatu
batang 100 cm,berarti panjangnya 100 kali lipat satuan panjang yang disebut
centimeter.Demikian juga jika kta mengatakan berat suatu benda 50 kg,berarti
beratnya 50 kali satuan berat yang disebut kilogram.
Satuan adalah suatu besaran ukuran.Banyak sekali satuan atau besaran ukuran
yang digunakan dalam teknik,tetapi yang terpenting diantaranya ialah satuan
panjang,massa
dan
waktu.Satuan-satuan
tersebut
merupakan
tiga
satuan
dasar,sedangkan satuan untuk pengukuran suhu diandang sebagai satuan dasar ke
empat.
Satuan untuk besaran ukuran lainnya merupakan kombinasi atau penjabaran
diantara dua atau lebih dari ke empat satuan dasar tersebut.Misal ; satuan
panas,satuan usaha,dan satuan daya merupakan satuan gabungan dari beberapa
satuan dasar.
Suatu satuan dasar pengukuran yang mengujudkan kesatuan ukuran,disebut
standard (standard ukuran).
Standart ukuran Internasional untuk satuan anjang ialah suatu batang dari
paduan logam platina-iridium dan penampang melintangnya berbentuk huruf X,
mengujudkan standard meter.Batang standard meter ini disimpan oleh Biro ukuran
Internasional (International Bureau of Weights and Measures) di sevres dekat
paris.Tiruan dari batang standard ini dibagikan ke badan standard dari negara-negara
anggota.Standard kilogram juga dari paduan logam platina iridium yang mengujudkan
berat 1 dm3 massa air murni pada suhu 4oC.
Standard panjang dan berat lainnya ialah standard British,seperti Yard,kaki,inchi
dan pound.
2MEMAHAMI GAMBAR KERJA
Gambar kerja adalah bahasa teknik dalam bentuk lambang-lambang yang
dipergunakan untuk memberikan informasi mengenai bentuk,ukuran,jumlah dan cara
membuat suatu benda.
Gambar yang diergunakan sebagai informasi tersebut ,dalam bidang teknik mesin
dibuat dengan mengikuti standard dan ketentuan yang ada,seperti standard ISO
3
Pada umumnya gambar kerja yang ditunjukkan pada embar pengerjaan (Job
Sheet) dapat berupa gambar perspektif atau gambar proyeksi.Gambar perspektif
merupakan
gambar
yang
menunjukkan
suatu
benda
dengan
3
(tiga)
dimensi,sedangkan gambar proyeksi merupakan gambar yang menunjukkan satu sisi
pandang dari benda yang akan dikerjakan,gambar proyeksi ini ebih sering
ditampilkan mengingat lebih tepat menunjukkan ukuran-ukuran dari setiap bagian
benda.
Beberapa hal dasar dalam gambar kerja yang harus dipahami antara lain:
a. Garis-garis gambar
Tebal kontinu
Tipis kontinu
Tipis kontinu bebas
Garis strip tebal
Garis setri-strip
Garis strip titik strip
Garis tepi
Garis nyata
Gris berpotongn
Garis ukur
Garis proyeksi
Garis penunjukan
Garis arsir
Garis ulir
Garis sumbu pendek
Garis bebas dari potongan
benda
Garis nyata terhalang
Garis tepi terhaang
Garis nyata terhalang
Garis tepi terhaang
Garis sumbu
Garis simetri
Garis lintasan
4
Garis strip titik tipis
yang ujung dan
sudutnya tebal
Garis strip titik tebal
Garis (bidang) potong
Penunjukan permukan
yang harus mendapat
penangan khusus
Garis strip titik
ganda tipis
Gambar Perspektif dan Proyeksi
30o
30o
Perspektif Isometrik
7o
40o
Perspektif Dimetrik
Perspektif Kavalir
45o
Toleransi
Dalam pengerjaan pengepasan,bagian-bagian benda yang satu dengan yang
lainnya harus dapat dipasang-pasang menjadi suatu susunan benda jadi yang
lengkap.Ukuran masing-masing benda tersebut mempunyai ukuran toleransi,yakni
batas ukuran yang menyimpang dari ukuran nominal yang dipersyaratkan.
Beberapa pengertian mengenai ukuran toleransi ini adalah :
Ukuran Norma (N) : Ukuran yang tertulis pada gambar yang dibaca tanpa
toleransi.
Toleransi (T) : Batasan penyimpangan ukuran dri ukuran nominal,penyimpangan
tersebut dapat membesar atau mengecil dari ukuran nominal.
Penyimpangan mengecil (L) : Batasan ukuran terkecil yang diperbolehkan dari
ukuran nominal.
5
Penyimpangan membesar (U) : Batasan ukuran terbesar yang diperbolehkan
dari ukuran nominal.
Garis penunjukan dasar : Semua stsndard suaian menggunakan dasar pada
garis batas dasar yaitu garis nol yang dinyatakan dengan ukuran nominal 0,000.
Ukuran sesungguhnya : adalah ukuran yang diperbolehkan dari hasil
pengukuran setelah benda kerja selesai dikerjakan.
TANDA PENGERJAAN
Simbol-simbol tanpa perintah tambahan
Simbol-simbol dengan tambahan perintah pengerjaan
Penemptan perintah,kekasaran dan simbol pada tanda pengerjaan:
a
b
a. =
b =
harga kekasaran
cara/proses pengerjaan
c
d
c =
d =
ukuran yang dilebihkan
arah alur/serat bekas pengerjaan
6
Memahami Material yang akan digunakan
Bagan berikut menunjukkan kelompok dan jenis bahan;
Bahan
Logam
Bukan
Logam
Logam Besi
Logam Bukan Besi
Alamiah
Buatan
Besi tuang
Baja
Logam
Berat
Logam
ringan
Kayu
Asbes
Plastik
Kaca
Kulit
Karet
Keramik
Besi tuang kelabu
Besi tuang putih
Besi tuang tempa
Besi tuang liat
MN
Ni
Cr
dll
Baja konstruksi mesin
Baja perkakas
Baja khusus Baja paduan
Baja kromium
Baja tahan panas
Baja tuang
Al
Mg
Ti
Be
Bahan pendukung
Bahan bakar
Minyak pelumas
Fluida pendingin
Bahan
dll
las/solder
Beberapa faktor dalam memilih material atau bahan yang akan digunakan adalah;
a. Bentuk komponen yang akan dibentuk
b. Toleransi ukuran benda
c. Sifat mekanik
d. Harga bahan
e. Harga processing
Sedangkan pemillihan bahan untuk kebutuhan khusus harus mempertimbangkan,
a. Kemampuan bahan saat dipakai
b. Cara pembentukan
c. Harga keseluruhan dari bahan dan pembentukan
7
MESIN BUBUT KONVENSIONAL
1. PENGERTIAN MESIN BUBUT KONVENSIONAL
Mesin bubut (turning machine) adalah suatu jenis mesin perkakas yang dalam
proses kerjanya bergerak memutar benda kerja dan menggunakan mata potong
pahat (tools) sebagai alat untuk menyayat benda kerja tersebut.Mesin bubut
merupakan salah satu mesin proses produksi yang dipakai untuk membentuk benda
kerja silindris.Pada prosesnya benda kerja terlebih dahulu dipasang pada chuuck
(pencekam) yang terpasang pada spindel mesin,kemudian spindel dan benda kerja
diputar dengan kecepatan sesuai perhitungan.Alat potong (pahat) yag dipakai untuk
membentuk benda kerja akan akan disayatkan pada benda kerja yang
berputar.Umumnya pahat bubut dalam keadaan diam,pada perkembangannya ada
jenis mesin bubut yang berputar alat potongnya,sedangkan benda kerjanya
diam.Dalam kecepatan putar sesuai perhitungan,alat potong akan mudah memotong
benda kerja sehingga benda kerja mudah dibentuk sesuai yang diinginkan.
Dikatakan konvensional karena untuk membedakan dengan mesin-mesin
yang dikontrol dengan komputer (Computer Numerically Controlled) ataupun Control
numerik (Numerical Control) dan karena jenis mesin konvensional mutlak diperlukan
keterampilan manual dari operatornya.Pada kelompok mesin bubut konvensional
juga terdapat bagian-bagian otomatis dalam pergerakannya bahkan ada juga yang
dilengkapi dengan layanan otomatis,baik yang dilayani dengan sistem
hidrolik,pneumatik,ataupun elektrik.Ukuran mesinnyapun tidak semata-mata kecil
karena tidak sedikit mesin bubut konvensional yang dipergunakan untuk
mengerjakan pekerjaan besar seperti yang dipergunakan pada industri perkapalan
dalam membuat atu merawat poros baling-baling kapal yang diameternya mencapai
1000 mm.
FUNGSI MESIN BUBUT KONVENSIONAL
Fungsi utama mesin bubut konvensional adalah untuk membuat/memproduksi
benda-benda berpenampang silindris,misalnya poros lurus,poros bertingkat (step
shaft),poros tirus (cone shaft),poros beralur (groove shaft),poros berulir (screw shaft)
dan berbagai bentuk bidang permukaan silindris lainnya misalnya anak buah catur
(raja,pion,ratu dan lain-lain).
1 Bagian-bagian utama Mesin Bubut Konvensional.
Bagian-bagian utama mesin bubut konvensional pada umumnya sama
walupun merk atau buatan pabrik yang berbeda,hanya saja terkadang posisi
handel/tuas,tombol,tabel penunjukan pembubutan,dan rangkaian penyusunan roda
8
gigi untuk berbagai jenis pembubutan letak/posisinya berbeda.Demikian juga cara
pengoperasiannya karena memiliki fasilitas yang sama juga tidak jauh berbeda.
1.1. Sumbu Utama (Main Spindel)
Merupakan suatu sumbu utama mesin bubut yang berfungsi sebagai dudukan
chuck (cekam),plat pembawa,kolet,senter tetap,dan lain-lain.
1.2. Meja Mesin (Bed)
Berfungsi sebagai tempat dudukan kepala lepas,eretan,penyangga diam
(steady rest),penyangga jalan (follow rest),dan merupakan tumpuan gaya
pemakanan waktu pembubutan.
1.3. Eretan (Carriage)
Terdiri atas eretan memanjang (longitudinal carriage) yang bergerak
sepanjang alas mesin,eretan melintang (cross cariage) yang bergerak melintang alas
mesin,dan eretan atas ( top cariage) yang bergerak sesuai dengan posisi penyetelan
diatas eretan melintang.
2.1.4. Kepala Lepas ( Tail Stock)
Digunakan untuk dudukan senter putar sebagai pendukung benda kerja pada
saat pembubutan,dudukan bor tangkai tirus,dan cekam bor sebagai penjepit bor.
1.5. Tuas Pengatur Transporter dan Sumbu Pembawa.
Digunakan untuk mengatur kecepatan poros transporter dan sumbu
pembawa.
1.6. Pelat Tabel
Adalah tabel besarnya kecepatan yang ditempel pada mesin bubut yang
menyatakan besarnya perubahan antara hubungan roda-roda gigi didalam kotak roda
gigi ataupun terhadap roda pulley didalam kepala tetap (head stock).
1.7. Tuas Penguibah Pembalik Transporter dan Sumbu Pembawa.
Digunakan untuk membalikkan arah putaran sumbu utama,hal ini diperlukan
bilamana hendak melakukan pengerjaan penguliran,pengkartelan ataupun membubut
permukaan.
1.8. Pelat tabel Kecepatan Sumbu Utama.
Menunjukkan angka-angka besaran kecepatan sumbu utama yang dapat
dipilih sesuai dengan pekerjaan pembubutan.
1.9. Tuas-tuas Pengatur Kecepatan Sumbu Utama.
Berfungsi untuk mengatur kecepatan putaran mesin sesuai hasil dari
perhitungan atau pembacaan dari tabel putaran.
2.1.10. Penjepit Pahat (Tools Post).
Digunakan untuk menjepit atau memegang pahat,dapat dipasang sekaligus
empat macam pahat yang masing masing sudah distel.
1.11. Tuas Penghubung.
9
Digunakan untuk menghubungkan roda gigi yang terdapat pada eretan
dengan poros transporter sehingga eretan akan dapat berjalan secara otomatis
sepanjang alas mesin.
2. Alat Kelengkapan Mesin Bubut (Accesoris).
2.1. Chuck (Cekam).
Digunakan untuk menjepit benda kerja,jenisnya berrahang tiga dan rahang
empat.
2.2. Pelat Pembawa.
Berbentuk bulat pipih digunakan untuk memegang benda kerja yang tidak
bisa dicekam,karena besar melebihi kapasitas kemampuan cekam yang tersedia.
2.3. Pembawa.
Ada dua macam,berujung lurus digunakan berpasangan dengan pelat
pembawa rata,dan berujung bengkok dipergunakan dengan pelat pembawa beralur.
2.4. Penyangga.
Digunakan untuk menyangga benda kerja yang panjang,ada penyangga tetap
dan penyangga jalan.
2.5. Kolet (Collet).
Digunakan untuk menjepit benda kerja yang sudah halus dan biasanya
berukuran kecil.
2.6. Senter.
Terbuat dari baja yang sudah dikeraskan digunakan untuk mendukung benda
kerja yang akan dibubut.Jenisnya yaitu senter tetap dan senter jalan.
2.7. Alat potong (Pahat).
Adalah alat yang digunakan untuk menyayat produk/benda kerja.Jenisnya
terbuat dari bahan baja karbon,HSS, diamond,keramik,dan carbida.
2.8. Kartel.
Adalah alat yang digunakan untuk membuat alur-alur kecil pada permukaan
benda kerja,agar tidak licin yang biasanya terdapat pada batang-batang pemutar
atau penarik yang dipegang dengan tangan.
3. Kecepatan Potong (Cutting Speeds/CS).
Adalah kemampuan alat potong menyayat bahan dengan aman menghasilkan
tatal dalam satuan panjang/waktu (m/menit atau feet/menit).
1000CS
N=
rpm
.d
dimana : N = Putaran mesin
CS = Kecepatan potong
10
d = diameter pisau atau benda kerja.
MESIN FRAIS KONVENSIONAL.
Perlengkapan mesin frais
Mesin frais Universal adalah salah satu mesin frais yang dapat digunakan pada
posisi tegak (vertikal) dan mendatar (horizontal) dan memiliki meja yang dapat
digeser /diputar pada kapasitas tertentu.
Proses kerja pemotongannya dengan menyayat/memakan benda kerja
menggunakan alat potong bermata banyak yang berputar (multipoint cutter).Pada
saat alat potong (cutter) berputar,gigi-gigi potongmya menyentuh permukaan benda
kerja yang dijepit pada ragum meja mesin frais sehingga terjadilah
pemotongan/penyayatan dengan kedalaman sesuai penyetingan sehingga menjadi
benda produksi.
Mesin frais merupakan jenis mesin perkakas yang sangat cepat
berkembang dalam teknologi penggunaanya,sehingga dengan mesin ini dapat
digunakan untuk membentuk dan meratakan permukaan,membuat alur
(splines),membuat roda gigi dan ulir,bahkan dapat untukmengebor dan meluaskan
lubang.
Mesin frais lain yang prinsip kerjanya khusus ,Mesin hobbing (hobbing
machines),mesin pengulir (thread machines)mesin pengalur (splines
machines),mesin pembuat pasak (key milling machines).
11
Perlengkapan mesin frais
1. Ragum (catok)
Benda kerja yang akan dikerjakan dengan mesin frais harus dijepit
dengan kuat agar posisi tidak berubah pada waktu difrais.Berdasarkan
gerakannya ragum dibagi menjadi 3 jenis,antara lain: ragum biasa,ragum
berputar, ragum universal.
a. Ragum biasa.
Ragum biasa digunakan untukmenjepit benda kerja yang bentuknya
sederhana dan biasanya hanya digunakan untuk mengefrais bidang datar
saja.
b. Ragum berputar.
Ragum ini digunakan untuk menjepit benda kerja yang harus
membentuk sudut terhadap spindle.Bentuk ragum ini seperti ragum biasa
tetapi pada bagian bawahnya terdpat alas yang dapat diputar hingga sudut
360o.Bagan tengahnya terdapat skala nonius yang dapat digunakan untuk
menentukan sudut putaran yang dikehendaki.
c. Ragum Universal.
Ragum ini mempunyai dua sumbu putaran,sehingga dapat diatur
letaknya baik secara horizontal maupun vertikal.Ragum universal dapat mengatur
sudut benda kerja yang akan dikerjakan dalam berbagai posisi.Sehingga
12
pengerjaan benda kerja dapat dari arah vertikal maupun
horizontal.
Kepala Pembagi (Dividing Head)
Kepala pembagi adalah peralatan mesin yang digunakan untuk
membentuk segi beraturan pada poros yang panjang.Pada peralatan ini
biasanya dilengkapi dengan plat pembagi yang berfungsi untuk membantu
pembagian yang tidak dapat dilakukan dengan pembagian langsung.
Kepala pembagi terdiri dari dua bagian utama yaitu;roda gigi cacing
dan ulir cacing.Perbandingan antar jumlah gigi cacing dengan ulir cacingnya
disebut ratio.Ratio dividing head ada jenis 1 : 40 dan 1 : 60,tetapi yang paling
banyak diakai 1 : 40
Posisi kedudukan dividing head dapat diputar 90o sehingga juga dapat
berfungsi sebagai rotary table.Dalam pelaksanannya untuk membuat segi-
segi ke n,jika tidak dapat digunakan pembagian secara
langsung,pembagiannya ini menggunakan bantuan plat pembagi.
Contoh:
Jika kita akan membentuk benda segi 7 beraturan.Karena 7 adalah
bilangan prima maka hal ini tidak dapat dibagi langsung,melainkan harus
menggunakan bantuan plat pembagi,yang mana penghitungan putaran
engkolnya dapat dihitung dengan rumus
i
40
5
15
Nc =
Z
=
7
= 5
7
= 5
21
i = ratio
z = jumlah
Dengan demikian untukmembentuk benda tersebut tiap satu permukaan
harus diputar 5 putaran tambah 15 lubang pada plat berlubang (sektor) 21.
13
d. Kepala lepas.
Kepala lepas digunakan untuk menyangga benda kerja yang
dikerjakan dengan dividing head.Sehingga waktu disayat benda kerja tidak
terangkat atau tertekan kebawah.
Kepala lepas
e. Rotary table.
Rotary table digunakan untuk membagi segi-segi beraturan
misalnya,kepala baut.Disamping itu juga dapat digunakan untuk membagi
jarak-jarak lubang yang berpusat pada satu titik misalnya,membagi lubang
baut pengikat pada flendes.Dapat digunakan untuk membagi jarak suatu
bentuk benda dalam satuan derajat sampai ketelitian detik.
Contoh:
Bila kita membuat suatu sprocket dengan jumlah gigi 27 jarak antara
gigi yang satu dengan sebelahnya adalah:
360o
360o
14
Nc =
Z
=
27
= 13o1958,8
Jadi jarak antara gigi yang satu dengan yang sebelahnya membentuk
sudut 13o 19 58,8
Stub Arbor.
Bagian ini adalah tempat dudukan (pengikatan) cutter sebelum
dipasang pada sarung tirus pada sumbu utama.
15
Arbor.
Pisau pada mesin frais horizontal dipasang pada arbor yang posisinya
diatur dengan pemasangan ring arbornya.Arbor jenis ini biasanya digunakan
untuk mesin frais horizontal saja.
Jenis jenis pisau frais
Pisau frais untuk mesin horizontal atau vertikal memiliki banyak jenis
dan bentuknya.Pemilihan pisau frais berdasarkan pada bentuk benda
kerja,serta mudah atau komplekny benda kerja yang akan dibuat.jenisnya
antara lain:
a. Pisau Mantel (helical milling cutter)
Diakai pada jens mesin frais horizontal,biasanya dipakai untuk
pemakanan permukaan kasar dan lebar.
16
b. Pisau Alsur (Slot milling cutter)
Untuk membuat alur pada bidang permukaan benda kerja.Jenisnya
ada beberapa macam,penggunaanya disesuaikan dengan kebutuhan,antara
lain :
-Pisau alur mata sayat satu sisi.
-Pisau alur dua mata sayat yaitu muka dan sisi.
-Pisau alur dua mata sayat yaitu muka dan sisi dengan mata sayat silang.
c. Pisau frais gigi (Gear cutter)
Digunakan untuk membut roda gigi sesuai jenis dan jumlah gigi yang
diinginkan.
Tipe plain,digunakan baik untuk pemotongan pengasaran maupun
penyelesaian (finishing) pada roda gigi dengan profil gigi kecil (modul keci).
Tipe stocking, pada gigi pemotong mempunyai alur yang selang-
seling,bram (tatal) akan terbuang sebagian melalui alur-alur.Karena alurnya
selang seling ,maka pada benda kerja tidak akan terjadi garis-garis.Tipe ini
untuk pengefraisan pengasaran pada roda gigi dengan profil besar (modul =
2,5 + 12 ) untuk penyelesaian digunakan cutter tipe plain.
17
Satu set cutter (8 buah) nomor pisau sistem modul
Satu set cutter (15 buah) nomor pisau sistem modul
18
15
8
135 Tak terhingga (gigi
rack)
d. Pisau frais radius cekung (Convex cutter)
Digunkan untuk membuat bend kerja yang bentuknya memiliki radius
dalam (cekung)
e. Pisau frais radius cembung ( Concave cutter)
Digunakan untuk untuk membuat benda kerja yang bentuknya memiliki radius
luar (cembung)
f. Pisau frais alut T ( T slot cutter)
Digunakan untuk membuat alur T
g. Pisau frais sudut.
Digunakan untuk membuat alur berbentuk sudut yang hasilnya sesuai
dengan sudut pisau yang digunakan,jenisnya angle cutter ( 30o , 45o , 50o ,
60o , 70o , 80o )dan double angle cutter ( 45o x 45o , 30o x 60o )
19
h. Pisau jari (Endmill cutter)
Ukurannya sangat bervariasi mulai dari ukuran kecil sampai
besar,biasanya dipakai untuk membuat alur pada bidang datar atau pasak.
i.
Pisau frais muka dan sisi (Shell endmill cutter)
Memiliki mata sayat dimuka dan disisi,dapat digunakan untuk
mengefrais bidang rata dan bertingkat.
j. Pisau frais pengasaran (Heavy duty endmill cutter)
Mempunyai satu ciri khas yang berbeda dengan cutter yang lain,pada
sisinya berbentuk alur helik yang dapat digunakan untuk menyayat benda
kerja dari sisi potong cutter,sehingga cutter ini mampu melakukan penyayatan
yang cukup besar.
20
k. Pisau frais gergaji (Slitting saw)
Digunakan untuk memotong atau membelah benda kerja,juga untuk
membuat alur kecil.
MESIN SEKRAP
Mesin sekrap adalah salah satu jenis mesin perkakas potong,yang mempunyai
gerakan utama lurus maju mundur,sehingga menghasilkan pemotongan berupa
garis-garis lurus mendatar.Mesin ini lebih umum digunakan untuk membentuk bidang
datar,meskipun dapat digunakan untuk membentuk alur persegi,alur T,alur ekor
burung dan lain-lain.
1. Mekanisme gerak utama.
Gerak utama adalah gerak lengan yang merupakan panjang langkah
penyayatan,ini dapat diatur dengan menggeser kedudukan blok engkol sepanjang
alur yang tersedia pada engkolnya.Semakin menjauh dari sumbu poros roda gigi
penggerak akan semakin panjang langkah yang dihasilkan,sebaliknya semakin
mendekat akan semakin pendek panjang langkahnya.Pengaturan panjang langkah
ini dapat dengan memutar poros pengatur langkah yang menggerakkan roda gigi
kerucut sehingga batang berulir akan berputar dan mekanisme blok engkol akan
bergerak mendekat atau menjauh dsumbu poros utama.
2. Mekanisme gerak ingsut
21
Gerak ingsut adalah gerakan yang dihasilkan dari gerak putar poros utama
(poros roda gigi penggerak) menjadi gerak lurus periodik meja pembawa benda
kerja.Melalui roda gigi beralur yang berhubungan dengan gerakan pasak,sehingga
dapat menggerakkan roda pasak yang berhubungan dengan poros ulir meja,gerakan
periodik roda pasak menyebabkan meja beringsut.Kecepatan ingsut ini tergantung
dari pengaturan jarak pena engkol sepanjang alur roda gigi,semakin menjauh dari
sumbu putar roda gigi beralur akan mengakibatkan semakin cepatnya gerak ingsut
meja pembawa benda kerja.
Langkah penyekrapan harus disesuaikan dengan kedudukan kepala
sekrap,kedudukan pahat dan jenis pahat.Pada umumnya bentuk pahat sekrap sama dengan
pahat bubut,hanya sudut bebasnya tidak boleh melebihi 4 derajat.
2. TEKNIK LAS
Prinsip-prinsip pengelasan
Pada awal pengembangan teknologi las, pengelasan hanya dipergunakan untuk
sambungan-sambungan permanen dan reparasi-reparasi yang kurang penting.
Setelah melewati pengalaman praktek yang cukup lama, maka sekarang ini
penggunaan teknologi las dapat menjangkau pada hampir semua pekerjaan yang
menggunakan bahan baku logam. Mengelas berarti Penyambungan dua benda padat
dengan cara mencairkan dan memadukan keduanya menggunakan panas,
penyambungan dapat langsung atau dengan bahan pengisi.
Las busur gas
Las MIG
Las busur CO2
Las busur gas
Elektoda
terumpan
dan fluks
Las busur CO2, elektroda
berisi fluks
Las busur fluks
Las
busur
Las busur logam tanpa pelindung
Las
Las
gas
Elektroda
tak
terumpan
OAW
Las TIG atau las wolfram gas
Gambar 1. klasifikasi las
22
Keselamatan kerja waktu mengelas
Mengetahui dan menguasai cara-cara menjaga keselamatan waktu bekerja
merupakan syarat penting bagi seorang operator las. Apalagi pada pekerjaan-
pekerjaan las, kemungkinan timbul bahaya sangat besar bila tidak berhati-hati serta
tidak mengindahkan peraturan tentang keselamatan kerja. Kecelakaan yang terjadi di
bengkel las biasanya karena kecerobohan, maka dari itu ingatlah kegunaan masing-
masing alat dan cara pemeliharaannya. Kesalahan menggunakan peralatan dan
berbuat ceroboh akan menimbulkan kerusakan dan bahaya baik bagi peralatannya
maupun bagi operator las itu sendiri. Alat-alat keselamatan kerja las antara lain:
a) Kacamata las
Di dalam proses pengelasan terdapat sinar yang membahayakan terhadap
anggota badan terutama pada bagian mata dan kulit. Untuk itu diperlukan kaca mata
las pelindung dari bahaya sinar pengelasan. Fungsi kacamata las:
- Untuk melindungi mata dari sinar ultraviolet, inframerah dan cahaya tampak yang
dipancarkan oleh nyala
- Untuk melindungi mata dari percikan api dan nyala api las yang berintensitas tinggs
Gambar 2. Kacamata las dan kap las
b) Baju las (apron)
Fungsi apron ialah untuk menghindari terbakarnya pakaian kerja karena percikan
cairan logam, goresan benda-benda panas dan cahaya yang timbul dari penglasan.
Bahan apron harus terbuat dari kulit campur asbes. Bahan ini paling baik untuk alat
pelindung akibat panas, karena mempunyai daya serap panas yang lambat.
Gambar 3. Baju las/Apron
23
c) Sepatu las
sepatu ini terbuat dari kulit yang pada ujungnya terjadap logam pelindung dengan
kapasitas 2 ton. sepatu ini akan melindungi juru las dari sengatan listrik, kejatuhan
benda, benda-benda yang panas dan benda-benda yang tajam.
Gambar 4. Sepatu las
d) Sarung tangan las
Sarung tangan sangat penting digunakan dalam pengelasan. Bahan sarung
tangan harus berkualitas baik sebab harus mampu meredam panas pada proses
pengelasan akibat cipratan cairan las dan terkelupasnya terak yang ada pada bagian
luar logam. Sarung tangan harus terbebas dari oli atau bahan pelumas karena dapat
terjadi persenyawaan dengan oksigen pada tekanan rendah sehingga menimbulkan
ledakan keras. Bahan sarung tangan terbuat dari kulit yang dicampur asbes atau
bahan anti panas.
Gambar 5. Sarung tangan las
Las oksi asetilen / OAW (Oxy Acetylene Welding)
Las Asetilin (las karbit) adalah cara pengelasan dengan menggunakan nyala api
yang didapat dari pembakaran asetilin dan oksigen. Las Asetilen digunakan untuk
menyambung dua bagian logam secara permanen. Dalam penyambungan dua logam
ini dapat dilakukan tanpa bahan pengisi atau dengan tambahan bahan pengisi. Hal ini
tergantung pada ketebalan pelat yang disambungkan dan jenis sambungan yang
diinginkan. Selain digunakan untuk menyambung Las asetilin digunakan juga untuk
24
pemotongan logam. Untuk penyambungan digunakan pembakar (Torch) sedang untuk
memotong digunakan pembakaran pemotong (Cutting Torch)
Bahan bakar gas yang biasa dipergunakan pada pengelasan gas ialah asetilin
atau gas karbit (C2H2), hidrogen dan gas mapp (stabilized methyla cetylene
propadiene), ialah gas asetilin yang telah distabilkan. Dari bermacam-macam bahan
bakar, maka asetilin adalah yang paling banyak dipergunakan, karena:
- Asetilin dapat mudah dibuat melalui generator asetilin.
- Asetilin dengan oksigen menghasilkan suhu nyala api paling tinggi
dibandingkan nyala api oksigen dengan bahan bakar lain.
Gas asetilin dibuat dengan jalan mencampur karbit (calsium carbida) dengan air.
Prosesnya secara kimia adalah sebagai berikut:
CaC2 + 2H2O -
C2H2 + Ca(OH)2 + kalor
Sifat-sifat gas asetilen adalah tidak berwarna, tidak beracun, mudah terbakar dan berbau.
Massa jenis gas asetilen: 1,17 Kg/m3. berikut penguraian gas pengelasan:
Gas bakar:
- Asetilen (C2H2)
- Propan (C3H8)
- Gas bumi
Gas pengelasan
Oksigen (O2)
Gambar 6. Peralatan las gas asetilen
Gas asetilen dapat diperoleh dari pasaran yang disimpan dalam tabung gas
khusus. Penyimpanan gas asetilen dalam tabung memiliki tekanan kerja menengah
yaitu 1,5 bar. Selain itu gas asetilen juga dapat diproduksi secara konvensional
menggunakan generator asetilen dengan cara mereaksikan antara air (H2O) dengan
25
karbid (CaC2). Pada generator asetilen memiliki tekanan kerja rendah: 0,2 bar, terdapat
beberapa macam generator asetilen:
- Generator asetilen sistem tetes
- Generator asetilen sistem celup
- Generator asetilen sistem lempar
Gambar 7. Pembakar (Torch / Brander)
Peralatan las gas secara umum:
a. Tabung gas oksigen
b. Tabung asetilen / generator asetilen
c. Regulator
d. Selang gas
e. Torch / Brander
f. Peralatan pengaman
Generator asetilen sistem tetes
Pada praktikum kali ini kita menggunakan generator asetilen sistem tetes, untuk
lebih jelasnya lihat gambar berikut
5
6
4
3
7
8
9
1
2
10
11
12
Gambar 8. Generator asetilen sistem tetes
26
Keterangan:
1. Laci karbid
2. Plat pengaman laci
3. Keran pengisi air
4. Badan pesawat
5. Pipa pengaman ruang gas
6. Pengisi waterlock (kunci air)
7. Keran penghubung gas ke waterlock
8. Pipa pengaman waterlock
9. Saluran gas ke pembakar (torch)
10. Badan waterlock
11. Keran penduga
12. Tutup untuk pemeriksaan
Cara pemakaian:
1. Isi tangki dengan air setinggi batas air yang ada
1. Isi waterlock dan kerangan penduga / cerat penduga dalam keadaan
terbuka, sehingga air akan keluar kalau air sudah cukup isinya
2. Isi laci karbid dengan gumpalan karbid sesuai dengan ukuran yang telah
ditentukan, kemudian tutup kembali rapat-rapat
3. Buka kran pengisi air, kalau air dalam tangki sudah naik, buka kran
penghubung gas dan generator asetilen sudah siap dipakai
Cara kerja generator asetilen
1. Bila kran pengisi air dibuka, berarti tutup laci terkunci oleh plat pengaman, air
akan keluar dan menyiram gumpalan karbid dan terjadilah proses penguraian gas
2. Gas karbid akan keluar lewat pipa penyalur keluar keruang gas
3. Bila proses pembuatan gas terlalu banyak maka pipa pengaman akan
mengeluarkan air yang menyembur. Sebaiknya kalau terjadi demikian kran
pengisi air ditutup, dalam jangka waktu tertentu akan terhenti sendiri hal ini untuk
menghemat gas karbid
4. Gas karbid akan mengalir dari ruangan gas ke waterlock saat itu gas akan
melewati air berarti terjadi proses pendinginan, setelah terkumpul pada ruang gas
waterlock gas mengalir ke pembakar (torch)
5. Bila terjadi api balik (flash back) air yang ada pada waterlock akan menyembur
keluar karena mendapat tekanan berlebih, sebaiknya waterlock segera diisi air
lagi dengan posisi cerat penduga terbuka untuk memastikan waterlock terisi
cukup air karena bila berlebih air akan masuk pada selang dan menyumbat aliran
gas
Nyala Api
Dalam las asetilen terdapat beberapa macam nyala api yaitu:
27
Gambar 9. Api carburizing
Api yang dihasilkan oleh campuran yang terlalu banyak acetylene atau
kekurangan oksigen, tanda-tandanya Bentuk kerucut nyala tumpul di sekitar
kerucutnya terlihat kabut putih pemakaian Untuk mengelas permukaan yang
dikeraskan dengan memakai bahan tambah.
Gambar 10. Api oxidizing
Nyala api oksidasi adalah nyala kelebihan oksigen tanda-tandanya kerucut nyala
meruncing dan pendek Warna nyala inti putih kemilau keunguan bersuhu sekitar
6000 F pemakaian Untuk mengelas potong
Gambar 11. Api netral
Yang dimaksud dengan nyala netral ialah perbandingan campuran asetilen
dengan oksigen seimbang, tanda-tandanya kerucut nyala meruncing dan pendek
bentuk kerucut nyala tumpul di sekitar kerucutnya tidak ada kelebihan asetilin,
temperatur daerah kerja mencapai 3200oC.
Cara mematikan nyala las:
2. Tutup katup pengeluaran gas asetilen pada pembakar las, maka nyala las
akan mat
3. Segera tutup katup gas oksigen setelah nyala las mati
28
4. Setelah selesai digunakan, pembakar las sebaiknya disimpan pada tempat
yang aman untuk menghindari kerusakan yang mungkin terjadi
Simbol dasar pengelasan
29Gambar 12. Sambungan tumpul / Butt joint
Gambar 13. Sambungan T / Fillet joint
Gambar 14. Posisi pengelasan sambungan T / Fillet joint
Gambar 14. Posisi pengelasan sambungan tumpul / Butt joint
Las Listrik
Las listrik adalah cara penjelasan dengan menggunakan tenaga listrik sebagai
sumber panasnya. Beberapa macam proses las yang termasuk kelompok las
listrik.
1. Las listrik dengan elektroda karbon
2. Las listrik dengan elektroda berselaput
3. Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas)
4. Las listrik MIG (Metal Inert Gas)
5. Las listrik Submerged
30
Alat-alat utama las busur listrik
1. Kabel tenaga
Pemilihan kabel tenaga yang digunakan untuk menginstal disesuaikan dengan
bebannya (trafo las nya) berupa ampere dan tegangan input trafo las. Hal ini
menyangkut ukuran kawat, panjang kabel, dan jenis kawatnya (serabut/tidak).
Selanjutnya dalam menginstall harus kuat dan tidak mudah lepas, sehingga aliran
listrik dapat mengalir maksimal dan tidak panas.
2. Trafo las
Pemilihan trafo las pada saat akan membeli, harus dipertimbangkan tentang
kebutuhan maksimal (beban pekerjaan yang akan dikenakan kepada trafo las
tersebut. Apabila beban pekerjaannya besar maka langkah pemilihannya adalah
dapat dipertimbangkan tentang tegangan input: 3PH, 2PH atau 1PH; Ampere output,
dipertimbangkan dari diameter elektroda yang akan digunakan. dan yang paling
penting adalah duty cycle dari trafo tersebut. dalam hal ini pilihlah trafo las yang
memiliki duty cycle yang tinggi untuk ampere yang tinggi, misal duty cycle 100%
untuk arus sampai dengan 200 A. langkah berikutnya gunakan tang ampere untuk
mengecek kesesuaian out put arus pengelasan pada indikator dengan kenyataannya
yang terlihat pada tang ampere. Jenis trafo las juga perlu dipertimbangkan apakah
trafi AC atau DC. hal ini terkait dengan jenis elektroda yang akan digunakan. jika
menggunakan multi electrode, pilihlah trafo DC. Cara mengoperasikan trafo las
terlebih dahulu harus dilihat instalasinya. kabel tenaga ke trafo las, kabel massa,
kabel elektroda dan kondisi trafo sendiri, apakah pada tempat yang kering atau
basah. setelah diketahui instalasinya baik, maka saklar utama pada kabel tenaga di
on kan, selanjutnya saklar pada trafo las di on kan. pastikan kabel massa dan kabel
31
elektroda tidak dalam kondisi saling berhubungan. atur arus pengelasan yang
dibutuhkan dan selanjutnya gunakan untuk mengelas. Apabila proses pengelasan
telah selesai, trafo las dimatikan kembali.
3. Kabel elektroda dan kabel massa
Kabel elektroda dan kabel massa harus menggunakan kabel serabut sehingga
lentur dengan ukuran disesuaikan dengan ampere maksimum trafo las (lihat
ketentuan pada tabel) kabel las. Kabel elektroda dan kabel massa harus terkoneksi
)terinstall dengan kuat dengan trafo las agar aliran arus pengelasan sesuai dengan
ketentuan yang tertera dalam indikator ampere pada trafo las. Penggunaan kabel
elektroda dan kabel massa pada saat pengelasan harus disiapkan dengan benar,
yaitu dalam kondisi terurai, tidak tertekuk dan saling berlilitan. Dengan kondisi
semacam ini maka aliran arus pengelasan akan maksimal. Jika sudah tidak dipakai,
trafo las dimatikan dan kabel las digulung dan diletakkan dengan benar tidak saling
berbelit agar mudah dalam penggunaan di waktu yang lain.
4. Pemegang elektroda dan penjepit massa
Penjepit elektroda dan penjepit massa dibuat dari bahan yang mudah
menghantarkan arus listrik. bahan yang biasa digunakan adalah tembaha. Pada
pemegang elektroda pada mulutnya sudah dibentuk sedemikian rupa sehingga
memudahkan tukang las memasang/menjepit pada pemegang elektroda. Dalam
penggunaannya elektroda harus ditempat pada sela-sela yang ada, dapat diposisikan
dengan sudut 180 derajat, 90 derajat atau 45 derajat terhadap pemegang elektroda.
Sedang pada penjepit massa dibuat sedemikian rupa sehingga dapat mencengkeram
dengan kuat pada benda kerja. Penjepit elektroda maupun penjepit massa tidak
diperkenankan terkena busur las. Pada penjepit elektroda, penggunaan elektroda
disisakan 1 inch sehingga tidak sampai habis menyentuh pemegang elektroda.
Sedangkan pemegang massa tidak diperkenankan untuk menjadi tempat mencopa
elektroda/menyalaka elektroda agar tidak rusak. Penjepit benda kerja ditempatkan
pada dekat benda kerja atau meja las dengan kuat agar aliran listrik dapat
maksimal/tidak banyak arus yang terbuang.
3. PROSES DASAR FABRIKASI LOGAM.
Mengenal proses pembentukan logam
Pengolahan logam (Metal Working)
Metal working adalah seni mengolah logam untuk membuat struktur atau suku
cadang mesin. Istilah metal working mencakup pengerjaan yang luas,mulai kapal-
kapal besar,jembatan-jembatan,dan kilang minyak atau pengeboran sampai
32
pembuatan instrumen dan perhasan yang rapuh.Sebagai akibatnya,metal working
mencakup banyak keahlian dan penggunaan berbagai macam peralatan.
Sejarah pengolahan logam
Metal working berawal dari satu milenium yang lalu.Diperkirakan manusia
pertama menyadari adanya perbedaan fitur/corak pad material seperti batu yang
berbeda karakteristiknya.Material tersebut adalah unsur logam yang dilepas
diermukaan bumi.Dapat dierkirakan juga bahwa sekelompok orang memberikan
atribut spiritual dan sihir pada batu-batu tersebut.Pada suatu saat manusia
menemukan bahwa batu-batu tersebut dapat dicairkan dan dapat dibentuk menjadi
bermacam-macam
benda
untuk
pemakaian
sehari-hari.Manusia
berusaha
membuat bahan mentah menjadi benda-benda seni,bernilai jual dan dpat dipakai
sehari-hari selama stu milenium ini.
Metal working adalah perdagangan,seni,hobi,dan industri yang berkaitan
dengan metallurgi (sebuah ilmu pembuatan perhiasan).Sebuah seni dan karya
yang diperdagangkan dan sebagai industri yang sudah mengakar sejk aman
dahulu.Menyebar luas keseluruh kebudayaan peradpan.
Manilik dari periode sejarah Firaun di mesir,raja vedic di india dan suku di
israel,peradapan maya di Amerika utarayang meruwkan populasi tertua,logam
mulia memiliki nilai penting dan terkadang menjadi awal mula terbentuknya hukum
kepemilikan,distribusi,perdagangan yang dipegang teguh dan disetujui oleh
masyarakat sat itu.Pada saat itu keahlian membuat benda-benda pemujaan/artefak
keagamaan dan barang dagangan dari batu mulia,juga pembuatan senjata.Benda-
benda tersebut mulai dibuat oleh pande besi dan kimiawan serta orang-orang lain
yang
berkecimpung
dalam
proses
pengolahan
logam
di
seluruh
dunia.Contohnya,teknik kuno granulasi ditemukan secara bersamaan di seluruh
dunia pada kehidupan-kehidupan bersejarah sebelum masehi yang menunjukkan
bahwa manusia mengarungi lautan dan menjelajahi daratan jauh dari asalnya untuk
mengembangkan keahliannya yang sampai sekarang masih digunakan oleh para
pengrajin logam.
Seiring berjalannya waktu,logam menjadi hal yang biasa dan menjadi
lebih
komplek.Kebutuhan
untuk
mengolah
logam
menjadi
sesuatu
yang
penting.Keahlian mengekstrak bibit logam dari bumi semakin berkembang dan para
pengrajin logam menjadi terkenal.Pandae besi menjadiorang yang penting
dalamkomunitas.Nasib
dan
keadaanekonomi
seluruh
masyarakat
sangat
diengaruhi oleh ketersediaan logam dan pengrajinnya.Sekarang ini kemajuan
penambangan berkembang menjadi lebih efisien namun sebaliknya lebih merusak
bumi dan pekerja yang bekerja pada industri pertambangan.Mereka yang
33
membiayai hal ini terdorong oleh keuntungan yang dapat diperoleh dari tiap ons
ekstrksi logam mulia dan harga tinggi pasar emas selama ini yang telah terjadi
selama ini.
Pengolahan logam sangat tergantung pada ekstraksi dari logam mulia untuk
membuat perhiasan,membuat mesin elektronik yang lebih efisien,untuk kebutuhan
industri dan aplikasi teknologi mulai dari konstruksi sampai kontainer,rel dan alat
transportasi udara.Tanpa logam,barang-barang dan jasa akan berhenti bergerak
diseluruh dunia.Banyk orang kemudian belajar cara pengolahan logam sebagai hal
kreatif dalam bentuk pembuatan perhiasan,hoby mengoleksi pesawat dan
mobil,belajar menjadi pande besi,serta dalam bentuk seni lain.Seolah-olah
perindustrian terus mengajarkan pencetakan dalam segala bentuk dan terdapat
juga sekolah khusus untuk pembuatan perhiasan pada awal abad ke -21.
Proses Pengerjaan Panas
Guna membentuk logam menjadi bentuk yang lebih bermanfaat biasanya
dibutuhkan proses pengerjaan mekanik dimana logam tersebut akan mengalami
deformasi plastis dan perubahan bentuk.Salah satu pengerjaan itu adalah
pengerjaan panas.Pada proses ini hanya membutuhkan daya deformasi yang
rendah dan perubahan sifat mekanik yang terjadi juga kecil.Pengerjaan panas
logam dlakukan diatas suhu rekristalisasi atau diatas daerah pengerasan
kerja.Pada waktu proses pengerjaan panas berlangsung,logam berada dalam
keadaan plastis dan mudah dibentuk oleh tekanan.Proses ini juga memiliki
keuntungan antara lain :
a. Porositas dalam logam dapat dikurangi
b. Ketidakmurnian dalam bentuk inklusi terpecah-pecah dan tersebar
dalam logam.
c. Butir yang kasar dn berbentuk kolom diperhalus.
d. Sifat-sifat fisik meningkat.
e. Jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah bentuk logam
dalam keadaan plastis lebih rendah.
Namun demikian ,pada proses pengerjaan ini juga ada kerugiaanya,yaitu
pada suhu yang tinggi terjadi oksidasi dan pembentukan kerak pada permukaan
logam sehingga penyelesaian permukaan tidak bagus.Hal itu akan berakibat pada
toleransi dari benda tersebut menjadi tidk ketat.
Pengerolan (Rolling)
Batangan baja yang membara,diubah bentuknya menjadi produk berguna
melalui pengerolan.Salah satu akibat dari proses pengerolan adalah,penghalusan
34
butir yang disebabkan rekristalisasi.Struktur yang kasar ,kembali menjadi struktur
memanjang akibat pengaruh penggilingan.
Pada
proses
pengerolan
suatu
logam
mengalami
deformasi
terbanyak.Adapun
lebarnya
hanya
bertambah
sedikit.Pada
operasi
pengerolan,keseragaman suhu sangat penting karena berpengaruh pada aliran
logam dan plastisitas.Proses pengerjaan panas dengan pengerolan ini biasanya
digunakan untuk membuat rel,bentuk profil,pelat dan batang.
Penempaan (Forging)
Proses penempaan ini ada beberapa jenis,diantaranya penempaan
palu,penempaan
timpa,penempaan
upset,penempaan
tekan
dan penempaan
rol.Salahsatu akibat dari proses pengolahan adalah penghalusan butir yang
disebabkan rekristalisasi.Struktur yang kasar kembali menjadi struktur memanjang
akibat pengaruh penggilingan.
4. PROSES DASAR PENGECORAN LOGAM.
PENGERTIAN.
Pengecoran (casting) adalah suatu proses penuanganmateri car seperti logam
atau plastik yang dimasukkan kedalam cetakan,kemudian dibiarkan membeku
didalam cetakan tersebut,dan kemudian dikeluarkan
atau dipecah-pecah untuk
dijadikan kompenen mesin.Pengecoran digunakan membuat bagian mesin dengan
bentuk yang kompleks.
Pengecoran digunakan untuk membentuk logam dalam kondisi panas sesuai
dengan bentuk cetakan yang telah dibuat.Pengecoran dapat berupa material logam
cair atau plastik yang bisa meleleh (termoplastik),juga material yang terlarut air
misalnya beton atau gips,dan materi lain yang dapat menjadi cair atau pasta ketika
dalam kondisi basah seperti tanah liat,dan lain-lain yang jika dalam kondisi kering
akan berubah menjadi keras dalam cetakandan terbakar dalam perapian.Proses
pengecoran dibagi menjadi dus : Expandable (dapat diperluas) dan non Expandable
(tidak dapat diperluas)mold casting.
Pengecoran biasanya diawali dengan pembuatan cetakan dengan bahan
pasir.Cetakan pasir bisa dibuat secara manual maupun dengan mesin.Pembuatan
cetakan secara manual dilakukan bila komponen yang akan dibuat jumlahnya
terbatas dan banyak versinya.pembuatan cetakan tangan dengan dimensi yang
besar dapat menggunakan campuran tanah liat sebagai pengikat.Dewasa ini cetakan
banyak dibuat secra mekanik dengan mesin agar lebih presisi serta dapat diproduk
dalam jumlah banyak dengan kwalitas yang sama baiknya.
35
Pengolahan Pasir Cetak
Pasir cetak yang sudah digunakan untuk membuat cetakan,dapat dipakai kembali
dengan mencampur pasair baru dan pengikat baru setelah kotoran-kotoran dalam
pasir tersebut dibuang.Pasir cetak dapat digunakan berulang-ulang.
Setelah digunakan dalam proses pembuatan suatu cetakan,pasir cetak tersebut
dapat diolahembali tidak bergantung pada bahan logam cair.Prosesnya dengan cara
pembuangan debu haus dan kotoran,pencampuran,serta pendinginan pasir cetak.
Adapun mesin-mesin yang dipakai dalam pengolahan pasir sebagai berikut :
a. Penggiling pasir.
Penggiling pasir digunakan apabila pasir tersebut menggunakan lempung
sebagai
pengikat,sedangkan
untuk
pengaduk
pasir
digunakan
jika
pasir
menggunakan bahan pengikat seperti minyak pengering atau natrium silikat.
b. Pencampur pasir
Pencampur pasir digunakan untuk memecah bongkah-bongka pasir setelah
pencampuran.Jadi,pasir dari penggiling pasir kadang-kadang diisikan kepencampur
pasir atau biasanya pasir bekas diisikan langsung kedalamnya.
c. Pengayaan
Untuk mendapatkan pasir cetak,ayakan dipakai untuk menyisihkan kotoran dan
butir-butir pasir yang sangat kasar.Jenis ayakan ada dua macam,yaitu ayakan
berputar dan ayakan bergetar.
d. Pemisahan magnetis.
Pemisahan magnetis digunakan untuk menyisihkan potongan-potongan besi yang
berada dalam pasir cetak tersebut
e. Pendingin Pasir.
Dalam mendnginkan pasir,udara pendingin perlu bersentuhan dengan butir-butir
pasir sebanyak mungkin.Pada pendingin pasir pengagitasi,udara lewat melalui pasir
yang diagitasi.
Adapun pada pendingin pasir tegak,pasir dijatuhkan kedalam tangki dan disebr
oleh sebuah sudu selama jatuh,yang kemudian didinginkan oleh udara dari
bawahPendingin bergetar menunjukkan alat dimana pasir diletakkan pada pelat dan
pengembangan pasir efektif.
PENGECORAN DENGAN GIPS
Gips yang tahan lama lebih
sering digunakan sebagai bahan dasr dalam
produksi pahatan perunggu atau sebagai pisau pahat pada proses pemahatan
36
batu.Dengan pencetakan gips,hasilnya akan lebih tahan lama(jika disimpan dtempat
tertutup) dibanding dengan tanah liat asli yang harus disimpan ditempt yang basah
agar tidak pecah.Dalam proses pengecoranini,gips yang sederhana dan tebal
dicetak,diperkuat dengan menggunakan serat kain goni,semua itu dibalut dengan
tanah liat asli.Pada proses pembuatannya gips ini dipindahdari tanah liat yang
lembab,proses ini akan secara tidak sengaja merusak keutuhn tanah liat tersebut
telah berada didalamcetakan.Cetakan kemudian dapat digunakan lagi dilain waktu
untuk melapisigips aslinya sehingga tampak benar-benar seperti tanah liat
asli.Permukaan
gips
in
selanjutnya
dapat
dierbaharui,dan
dihaluskan
agar
menyerupai pencetak dari perunggu.
PENGECORAN DARI PASIR (SAND CASTING)
Pengecoran dengan pasir membutuhkan waktu selama beberapa hari dalam
proses produksinya dengan hasil rata-rata (1 20 lembar/jam proses pencetakan)
dan proses pengecoran dengan bahan pasir ini akan membutuhkan waktu yang lebih
lama terutama untuk produksi dalam skala yang besar.Pasir hijau (green
sand)(basah) hampir tidak memiliki batas ukuran beratnya,akantetapi pasir kering
memiliki batas ukuran berat tertentu yaitu antara 2.300 2.700 kg.Batas minmumnya
antra 0,05 1kg.Psir ini distukan dengan menggunakan tanah liat(sama dengan
proses pada pasir hijau) atau dengan menggunakan bahan perekat kimia/minyak
polimer.Pasir hampir pada setiap prosesnya dapat diulang beberapa kali dan
membutuhkan bahan input tambahan yang sangat sedikit.
Pada dasarnya ,pengecoran dengan pasir ini digunakan untuk mengolah logam
bertemperatur
rendah,seperti
besi,tembaga,auminum,magnesium
dan
nikel.Pengecoran dengan pasir ini juga dapat digunakan pada logam bertemperatur
tinggi,namun untuk bahan logam selain itu tidak akan bisa diroses.Pengecoran ini
adalah teknk tertua dan paling dipahami hingga sekarang.Bentuk-bentuk ini harus
mampu memuaskan standard tertentu sebab bentuk-bentuk tersebut merupakan
intdari proses pengecoran dari pasir.
DIE CASTING
Die Casting adalah proses pencetakan logam dengan menggunakan peneknan
yang sangat tinggi
pada suhu rendah.Cetakan tersebut disebut Die.Rentang
kompleksitas die untuk memproduksi bagian-bagian logam non belerang (yang tidak
perlu sekuat,sekeras,atau setahan panas seperti baja) dari keran cucian sampai
cetakan
mesin
(
termasuk
hardware,bagin-bagian
komponen
mesin,mobil
mainan,dan sebagainya)
37
Logam biasa seperti seng dan aluminium digunakan dalam proses die
casting.Logam tersebut biasanya tidak murni melainkan logam-logam yang memiliki
karakter fisik yang lebih baik.Akhir-akhir ini suku cadang yang terbuat dari plastik
mulai menggantikan produk die casting banyak pilihan karena harganya lebih murah
(dan bobotnya lebih ringan yang sangat penting khususnya untuk suku cadang
otomotif berkaitan standard penghematan bahan bakar).Suku cadang dri plasti lebih
praktis (terutama sekarang penggunaan pemotongan dengan bahan plastik semakin
memungkinkan) jika mengesampingkan kekuatannya,dan dapat didesain ulang untuk
mendapatkan kekuatan yang dibutuhkan.
Terdapat empat langkah utaama dalam proses die casting.Pertama-tama cetakan
disemprot dengan pelicin dan ditutup.Pelicin tersebut membantu mengontrol
temperatur die dan membantu pada sat pelepasan dari pengecoran.Logam yang
telah dicetak kemudian disuntikkan pada die dibawah tekanan tinggi.Tekanan tinggi
membuat pengecoran setepat dan sehalus adonan.Normalnya 100 Mpa (1000
bar).Seteah rongganya terisi,temperatur dijaga sampai solid ( dalam proses ini
biasanya waktu diperpendek menggunakan air pendingin pada cetakan).Terakhir die
dibuka dan pengecoran mulai dilakukan.Yang tak kalah penting dari injeksi
bertekanan tinggi adalah injeksi berkecepatan tinggi,yang diperlukan agar seluruh
rongga terisi,sebelum ada baguian dari pengecoran yang mengeras.Dengan begitu
diskontinuitas (yang merusak hasil akhir dan bahkan melemahkan kualitas
pengecoran) dapat dihindari,meskipun desainnya sangat sulit untuk mampu mengisi
bagian yang sangat tebal.
Sebelumnya
siklusnya
dimulai,die
harus
diinsta
pada
mesin
die
pengecoran,dandiatur pada suhu yang tepat.Pengesetan membutuhkan waktu 1 2
jam,dn baruah kemudian siklus dapat berjalan selama sekitar beberapa detik sampai
beberapa menit,tergantung ukuran pengecoran.Batas masa maksimal untuk
magnesium,seng,dan aluminium sekitar 4,5 kg,18 kg,dan 45kg.Sebuah die set dapat
bertahan sampai 500.000 shot selama masa pakainya,yang sangat diengaruhi oleh
suhu pelelehan dari logam yang digunakan.Aluminium biasanya memperpendek usia
die karena tingginya temperatur dari logam cair yang mengakibatkan kikisan cetakan
baja pada rongga.Cetakan untuk die casting seng bertahan sangat lama karena
rendahnya temperatur seng.Sedang untuk tembaga,cetakan memiliki usia paling
pendek dibanding yang lainnya.Hal ini terjadi karena tembaga adalah logam
terpanas.
Sering kali dilakukan operasi sekunder untuk memisahkan pengecoran dari sisa-
sisanya,yang dilakukandengan menggunakan trim die dengan power press atau
hidrolik press.Metode yang lama adalah memisahkan dengan menggunakantangan
atau gergaji.Dalam haini dibutuhkan pengikiran untuk menghaluskan bekas gergajian
38
saat logam dimasukkan atau dikeluarkan dari rongga.Pada akhirnya metode
intensif,yang membutuhkan banyak tenaga digunakan untuk menggolingkan shot jika
bentuknya tipis dan mudah rusak.Pemisahan juga harus dilakukan dengan hati-hati.
Kebanyakan die caster melakukan proses lain untuk memproduksi bahan yang
tidak siap digunakan.Yang biasa dilakukan adalah membuat lubang untuk
menempatkan sekrup.
Kecepatan Pendinginan
Kecepatan
disaat
pendinginan
cor
mempengaruhi
properti,kualitas
dan
mikrostrukturnya.Kecepatannya
pendinginan
sangat
dikontrol
oleh
media
cetakan.Ketika logam yang dicetak dituangkan kedalam cetakan,pendinginan
dimulai.Hal ini terjadi,karena panas antara logamyang dicetakmengalir menuju
bagian
pendingin
cetakan.Materi-materi
cetakan
memindahkan
panas
dari
pengecoran menuju cetakan dalam kecepatan yang berbeda.Contohnya ,beberapa
cetakan yang terbuat dari plaster memungkinkan untuk memindahkan panas dengan
lambat sekali sedangkan cetakan yang keseluruhannya terbuat dari besi yang dapat
mentransfer panas dengan sangat cepat sekali.Pendinginan ini akan berakhir dengan
pengerasan dimaa logam cair berubah menjadi logam padat.
Pada tahap dasar ini,pengecoran logam menuangkan logam kedalam cetakan
tanpa mengontrol bagaimana pencetakan mendingin dan logam membeku dalam
cetakan.Ketika panas harus dipindahkan dengan cepat,para ahli akan merencanakan
cetakan yang digunakan untuk mencakup penyusutan panas pada cetakan,disebut
dengan chills.Fins bisa juga didesain pada pengecoran untuk panas inti,yang
kemudian dipindahkan pada proses cleaning (juga disebut fetting).Kedua metode
bisa digunakan pada titik-titik lokal pada cetakandimana panas akan disarikan secara
cepat.
Ketika panas harus dipindahkan secara pelan,pemicu atau beberapa alas bisa
ditambahkan pada pengecoran.Pemicu adalah sebuah cetakan tambahan yang lebih
luas dan akan mendingin lebih lamban dibanding tempat dimana pemicu
ditempelkan pada pengecoran.
Akhirnya ,area pengecoran yang didinginkan secara cepat akan memiliki struktur
serat yang bagus dan area yang mendingin dengan lamban akan memiliki struktur
serat yang kasar.
5. PROSES DASAR PNEUMATIK DAN HIDROLIK
1. Pengertian Pneumatik
Istilah Pneumatik berasal dari bahasa yunani,yaitu pneuma yang berarti
napas
atau
udara.Istilah
pneumatik
selalu
berhubungan
dengan
teknik
penggunaan udara bertekanan,baik tekanan diatas 1 atmosfir maupun tekanan
39
dibawah 1 atmosfir (vacum).Sehingga pneumatik merupakan ilmu yang
mempelajari
teknik
pemakaian
udara
bertekanan
(udara
kempa).Sistem
pneumatik memiliki aplikasi yang luas karena udara pneumatik bersih dan mudah
didapat.Banyak industri yang menggunakan sistem pneumatik dalam proses
produksi seperti industri makanan,obat-obatan,pengepakan barang maupun
industri yang lainnya.
2. Karakteristik Udara Kempa
Udara dipermukaan bumi ini terdiri atas campuran dari bermacam-macam
gas.Komposisi dari gas tersebut adalah: 78 % vol gas, 21 % vol. nitrogen, dan 1
%
gas
lainnya
seperti
carbon
dioksida,argon,helium,krypton,neon
dan
xenon.Dalam pneumatik udara difungsikan sebagai media transfer dan sebagai
penyimpan tenaga (daya) yaitu dengan cara dikempa atau dimampatkan.Udara
termasuk golongan zat fluida karena sifatnya yang selalu mengalir dan bersifat
compressible (dapat dikempa).Sifat-sifat udara senantisa mengikuti hukum-
hukum gas.Karakteristik udara dapat diidentifikasi sebagai berikut:
a. Udara mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.
b. Volume udara tidak tetap
c. Udara dapat dikempa (dipadatkan)
d. Berat jenis udara 1,3 kg/m3.
e. Udara tidak berwarna
3. Aplikasi Penggunaan Pneumatik
Penggunaan udara bertekanan sebenarnya masih dapat dikembangkan
untuk berbagai keperluan proses produksi,misalnya untuk melakukan gerakan
mekanik
yang
selama
ini
dilakukan
oleh
tenaga
manusia,seperti
menggeser,mendorong,mengangkat,menekan dan lain-lain, gerakan mekanik
tersebut dapat dilakukan juga oleh komponen pneumatik,seperti silinder
pneumatik,motor pneumatik,robot pneumatik translasi,rotasi maupun gabungan
keduanya.Perpaduan dari gerakan mekank oleh aktuator pneumatik dapat dipadu
menjadi gerakan mekanik untuk keperluan proses produksi yang terus menerus
(continue) dan flexible.
Pemakaian pneumatik dibidang produksi telah mengalami kemajuan yang
pesat,terutama
pada
proses
perakitan
(manufacturing)
,elektronika,obat-
obatan,makanan ,kimia dansebagainya.Pemilihan penggunaan udara bertekanan
(pneumatik) sebagai sistem kontrol dalam proses otomasinya karena pneumatik
mempunyai beberapa keunggulan,antara lain: mudah diperoleh,bersih dari
kotoran dan zat kimia yang merusak,mudah didistribusikan melalui saluran
40
(selang)yang kecil,aman dari bahaya ledakan dan hubungan singkat,dapat
dibebani lebih,tidak peka terhadap perubahan suhu dan sebagainya.
4. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Udara Kempa
Keuntungan
a. Ketersediaan yang tak terbatas,udara tersedia di alam sekitar kita dalam
jumlah yang tanpa batas sepanjang wqaktu dan tempat.
b. Mudah disalurkan,udara mudah disalurkan /dipindahkan dari satu tempat ke
tempat lain melalui pipa yang kecil,panjang dan berliku.
c. Fleksibilitas temperatur,udara dapat fleksibel digunakan pada berbagi
temperatur yang diperlukan,melalui peralatan yang dirancang untuk keadaan
tertentu,bahkan dalam kondisi yang agak ekstrem udara masih dapat bekerja.
d. Aman,Udara dapat
dibebani lebih dengan aman selain itu tidak mudah
terbakar dan tidak terjadi hubungan singkat (kotsleiting) atau meledak
sehingga proteksi terhadap keduanyacukup mudah.
e. Bersih,udara yang ada disekitr kita cenderung bersih tanpa at kimia yang
berbahaya dengan jumlah kandungan pelumas yang dapat diminimalkan
sehingga
sistem
pneumatik
aman
digunakan
untuk
industri
obat-
obatan,makanan dan minuman maupun tekstil.
f.
Pemindahan daya dan Kecepatan sangat mudah diatur,udara dapat melaju
dengan kecepatan yang dapat diatur dari rendah hingga tinggi atau
sebaliknya.Bila aktuator menggunakan silinder pneumatik maka kecepatan
torak dapat mencapai 3 m/s.Bagi motor pneumatik putarannya dapat
mencapai 30.000 rpm,sedang sistem motor turbin dapat mencapai 450.000
rpm.
g. Dapat disimpan,udara dapat disimpan melalui tabung yang diberi pengaman
terhadap kelebihan tekanan udara.Selain itu dapat dipasang pembatas
tekanan atau pengaman sehingga sistem menjadi aman.
h. Mudah dimanfaatkan,udra mudah dimanfaatkan bak secara langsung misal
untuk membersihkan permukaan logam dan mesin-mesin,maupun tidak
langsung,yaitu melalui peralatan pneumatik untuk menghasilkan gerakan
tertentu.
Kerugian/kelemahan pneumatik
a. Memerlukan
instalasi
peralatan
penghasil
udara.Udara kempa
harus
dipersiapkan secara baik sehingga memenuhi syarat,memenuhi kriteria
tertentu,misalnya kering,bersih,serta mengandung pelumas yang dierlukan
untuk peralatan pneumatikOleh kaena itu sistem pneumatik memerlukan
41
instalasi
peralatan
yang
relatif
mahal,seperti
kompresor,penyaring
udara,tabung pelumas,regulator dll.
b. Mudah terjadi kebocoran,salah satu sifat udara bertekanan adalah ingin selalu
menempati ruang yang kosong dan tekanan udara susah dpertahankan dalam
waktu
bekerja.Oleh
karena
itu
dierlukan
seal
agar
udara
tidak
bocor.Kebocoran
seal
dapat
menimbulkan
kerugian
energi.Peralatan
pneumatik harus dilengkapi dengan peralatan kekedapan udara agar
kebocoran pada sistem udara bertekanan dapat ditekan seminimal mungkin.
c. Menimbulkan suara bising,Pneumatik menggunakan sistem terbuka,artinya
udara yang telah digunakan akan dibuang keluar sistem,udara yang keluar
cukup keras dan berisik sehingga akan menimbulkan suara bising terutama
pada saluran keluar/buang.Cara mengatasinya adalah dengan memasang
peredam suara pada setiap saluran buangnya.
d. Mudah mengembun,udara yang bertekanan mudah mengembun,sehingga
sebelum memasuki sistem harus diolah terebih dahulu agar memenuhi
persyaratan tertentu ,misal; kering,memiliki tekanan yang cukup,mengandung
sedikit pelumas agar mengurangi gesekan pada katup-katup dan aktuator.
Klasifikasi Sistem Pneumatik
KLASIFIKASI
Out put = (Aktuator)
Pengendali sinyal =
Katup pengendali sinyal
Pemroses
Sinyal/Prossesor =
Katup kontrol AND,
OR, NOR, dll
42
CONTOH
Sinyal input = Katup
tekan,Tuas,Roll,Sensor
,dll.
Sumber Energi Udara
bertekanan =
Kompresor
5. Pemeriksaan Udara Kempa dan Peralatan
Sebelum mengaktifkan sistem pneumatik,udara kempa dan peralatannya
perlu diperiksa terlebih dahulu.Prosedur pemantauan penggunaan udara kempa
yang perlu diperhtikan antara lain:
a. Frekuensi pemantauan,misalnya setiap akan memulai bekerja perlu
memantau kebersihan udara,kandungan air embun,kandungan oli
pelumas dan sebgainya.
b. Tekanan udara perlu dipantau apakah sesuai dengan ketentuan.
c. Pengeluaran udara buang apakah tidak berisik/bising.
d. Udra buang perlu dipantau pencampurannya.
e. Katup pengaman/regulator tekanan udara perlu dipantau apakah
bekerja dengan baik
f.
Setiap sambungan (konektor) perlu dipantau agar dipastikn cukup kuat
dan rapat karena udara kempa cukup berbahaya.
Peralatan sistem pneumatik seperti valve,silinder dan lain-lain umumnya
dirancang untuk tekanan antara 8 10 bar.Pengalaman praktek menunjukkan
bahwa tekanan kerja ada umumnya sekitar 6 bar.Kehilangan tekanan dalam
perjalanan udara kempa karena bengkokan (banding), bocoran restriction dan
gesekan pada pipa dapat menimbulkan kerugian teknan yang diperkirakan antara
0,1 s/d 0,5 bar.Dengan demikian kompresor harus membangkitkan tekanan 6,5
7 bar.Apabila suplai udara kempa tidaksesuai dengan syarat-syarat tersebut
diatas maka berakibt kerusakan seperti berikut:
a. Terjadi cepat aus pada seal (perapat) dan bagian-bagian yang bergerak
didalam silinderatau vave (katup-katup).
43
b. Terjadi Oiled up pada valve.
c. Terjadi pencemran (kontaminasi) pada silencers.
6. Konduktor dan konektor
Konduktor (Penyaluran)
Penginstalan sirkuit pneumatik hingga menjadi satu sistem yang dapat
dioperasikan
diperlukan konduktor,sehingga dapat dikatakan bahwa fungsi
konduktor
adalah
untuk
menyalurkan
udara
kempa
yang
akan
membawa/menstranfer tenaga ke aktuator.
Macam-macam kondutor;
a. Pipa yang terbuat dari tembaga,kuningan,baja,galvanis atau stenlees
steel.Pipa ini juga disebut konduktor kaku (rigid) cocok untuk instalasi yang
permanen.
b. Tabung (tube) yang terbuat dari tembaga ,kuningan atau aluminium.Ini
termasuk konduktor yang semi fleksible dan untuk instalasi yang sesekali
dibongkar pasang.
c. Selang fleksible yang biasanya terbuat dari plastik dan biasa digunakan untuk
instalasi yang frekuensi bongkar-pasangnya lebih tinggi.
Konektor,berfungsi untuk menyambungkan atau menjepit konduktor (selang
atau pipa) agar tersambung erat pada bodi komponen pneumatik.Bentuk atau
macamnya disesuaiakan dengan konduktor yang digunakan.
7. Katup-katup pneumatik.
Katup pneumatik memiliki banyak jenis dan fungsi,katup tersebut berperan
sebagai pengatur/pengendali didalam sistem pneumatik.
Menurut desain konstruksinya adalah;
a. Katup Poppet (Poppet Valves)
a.1. Katup Bola (Ball Seat Valves)
a.2. Katup Piringan (Disc Seat Valves)
b. Katup Geser (Slide Valves)
b.1. Longitudinal Slide
b.2. Plate Slide.
Menurut Fungsinya katup dikelompokkan sebagai berikut:
a. Katup Pengarah (Drectional Control Valves)
44
Katup 3/2 Way valve (WV) penggerak plunyer,Pembalik pegas(3/2 DCV
plunyer actuated,spring centered),termasuk jenis katup piringan (disc valves)
dan normally closed (NC).
b. Katup Satu Arah (Non Return Valves)
Katup ini untuk mengatur arah aliran udara kempa hanya satu arah saja yaitu
bila udara telah melewati katup tersebut maka udara tidak dapat berbalik
arah.Sehingga katup ini juga digolongkan pada katup pengarah khusus.
b.1. Katup satu arah pembalik pegas,misalnya udara dari arah kiri
akan menekan pegas sehingga katup terbuka dan udara akan diteruskan
kekanan.Bila udara mengalir dari arah sebaliknya,maka katup akan menutup
dan udara tidak bisa mengalir kearah kiri.
b.2. Shuttle Valve, Katup ini akan mengalirkan udara bertekanan dari
salah satu sisi,baik sisi kiri atau sisi kanan saja,juga disebut katup OR (Logic
OR function) .
b.3 Katup Dua Tekan,Katup ini dapat bekerja apabila mendapat
tekanan dari dua saluran masuknya,yaitu saluran X dan saluran Y secara
bersama-sama,katup ini juga disebut AND (Logic AND function).
b.4 Katup buang cepat (Quick Exhoust Valve).
c. Katup Pengatur tekanan(Pressure Regulation valve).
Berfungsi untuk mengatur besar-kecilnya tekanan udra kempa yang
akan keluar dari service unit dan bekerja pada sistem pneumatik (tekanan
kerja).
c.1.
Katup
Pembatas
Tekanan/Pengaman
(Pressure
Relief
Valve),Katup ini berfungsi untuk membatasi tekanan kerja maksimum pada
sistem.Apabila terjadi tekanan lebih maka katup out-let akan terbuka dan
tekanan lebih dibuang,jadi tekanan yang mengalir kesistem tetap aman.
c.2. Squence Valve,Prinsip kerja katup ini hampir sama dengan relief
valve,hanya fungsinya berbeda yaitu untuk membuat urutan kerja dari sistem.
c.3. Time Delay Valve (Katup penunda),Katup ini berfungsi untuk
menunda aliran udara hingga pada waktu yang telah ditentukan.Udara akan
mengalir dahulu ke tabung penyimpan,bila sudah penuh baru akan mengalir
ke saluran lainnya,katup ini juga disebut/dikenal dengan Timer.
d. Katup Pengatur Aliran (Flow Control Valve).
Katup ini berfungsi untuk mengontrol/mengendalikan besar-kecilnya
aliran udara kempa atau dikenal pula dengan katup cekik,karena akan
45
mencekik aliran udara hingga akan menghambat aliran udara.Hal ini
diasumsikan bahwa besarnya aliran yaitu jumlah volume udara yang mengalir
akan mempengaruhi besar daya dorong udara tersebut.Macamnya:
a. Fix flow control,yaitu besarnya lubang laluan tetap (tidak dapat disetel)
b. Adjustable flow control,yaitu lubang laluan dapat disetel dengan baut
penyetel.
c. Adjustable flow control dengan check valve by pass.
d. Shut of Valve.Katup ini berfungsi untuk membuka dan menutup aliran
udara.
8. Unit Penggerak (Working Element = Aktuator)
ini berfungsi untuk menghasilkan gerak atau usaha yang merupakan hasil
akhir atau out-put dari sistem.Pemilihan jenis aktuator tentu disesuaikan dengan
fungsi,beban dan tujuan penggunaan sistem pneumatik.
8.1. Single acting Cylinder.
Silinder ini mendapat suplai udara hanya dari satu sisi saja.Untuk
mengembalikan ke posisi semula biasanya digunakan pegas.Silinder kerja
tunggal hanya dapat memberikan tenaga pada satu sisi saja.
Silinder
Pneumatik
sederhana
terdiri
dari
beberapa
bagian,yaitu
torak,seal,batang torak,pegas pembalik dan silinder.Silinder sederhana akan
bekerjabila mendapat udara bertekanan pada sisi kiri,selanjutnya akan kembali
oleh gaya pegas yang ada didalam silinder pneumatik
.
8.2. Silinder Penggerak Ganda (Double Acting Cylinder)
Silinder ini mendapat suplai udara kempa dari dua sisi.Konstruksinya
hampir ama dengan silinder kerja tunggal.Keuntungannya adalah silinder ini
dapat memberikan tenaga kepada dua beban sisinya.Silinder kerja ganda ada
yang memiliki batang torak (piston road) pada satu sisi dan ada pada kedua pula
yang pada kedua sisi.Konstruksinya yang mana akan dipilih tentu saja harus
disesuaikan dengan kebutuhan.
Silinder pneumatik penggerak ganda akan maju mundur oleh karena
adanya udara bertekanan yanga disalurkan ke salah satu sisi dari dua saluran
yang ada.
8.3. Double Acting Cylinder With cushioning.
46
Cushion ini berfungsi untukmenghindari kontak yang keras pada akhir
langkah.Jadi dengan sistem cushion ini kita memberikan bantalan pegas pada
akhir langkah.
9. Air Motor (Motor Pneumatik)
Motor pneumatik mengubah energi pneumatik (udara Kempa) menjadi
gerakan putar mekanik yang kontinyu.Motor pneumatik ini telah cukup
berkembang dan penggunaanya telah cukup meluas.Macam-macam motor
pneumatik,antara lain:
a. Piston Motor Pneumatik (Motor Torak)
b. Sliding Vane Motor Motor (Baling-baling Luncur)
c. Gear Motor (Motor Roda Gigi)
d. Turbines (High Flow) = Motor Aliran
Beberapa kelebihan penggunaan motor pneumatik,antara lain:
a. Kecepatan putaran dan tenaga dapat diatur secara tak terbatas.
b. Batas kecepatan cukup lebar.
c. Ukuran kecil sehingga ringan.
d. Ada pengaman lebih.
e. Tidak peka terhasadap debu,cairan,panas dan dingin.
f.
Tahan terhadap ledakan.
g. Mudah dalam pemeliharaan.
h. Arah putaran mudah dibolak-balik.
10. Sistem Kontrol Pneumatik
Komponen yang ada dalam rangkaian sistem pneumatik harus dapat
bekerja sama satu dengan lainnya,agar menghasilkan gerakan output aktuator
yang sesuai dengan kebutuhan.Bagian ini akan mendiskripsikan tentang
komponen-komponen
sistem
kontrol
pneumatik,seperti
katup
sinyal,katup
pemroses sinyal,dan katup kendali.
Pengertian sistem kontrol pneumatik,sistem udara bertekanan tidak
terlepas dari upaya mengendalikan aktuator baik berupa silinder maupun motor
pneumatik,agar
dapat
bekerja
sebagaimana
yang
diharapkan.Masukan
(input)diperoleh dari katup sinyal,selanjutnya diproses melalui katup pemroses
sinyal kemudian ke katup pengendali sinyal.Bagian pemroses sinyal dan
pengendali sinyal dikenal dengan bagian kontrol.Bagian kontrol akan mengatur
gerakan aktuator (output) agar sesuai dengan kebutuhan.sistem kontrol
pneumatik merupakan bagian pokok sistem pengendalian yang menjadikan
47
sistem pneumatik dapat bekerja secara otomatis.Adanya sistem kontrol
pneumatik ini akan mengatur hasil kerja baik gerakan,kecepatan,urutan
gerak,arah gerakan maupun kekuatannya.Dengan sistem kontrol pneumatik ini
sistem pneumatik dapat didesain untuk beberapa tujuan otomasi dalam suatu
mesin industri.
11. Analisa Aliran Fluida (V).
Udara yang melewati saluran dengan luas penampang A (m2) dengan
kecepatan udara mengalir V (m/dtk),maka akan memiliki dbit aliran Q (m3/dtk)
sebesar A (m2) x V (m/dtk).
Q (m3/dtk)= A(m2) . V (m/dtk)
A
Debit aliran Udara (Q)
Q
V
Bila
melewti
melalui
saluran
yang
memiliki
perbedaan
luas
penampang A,maka debit udara akan tetap,namun kecepatannya akan
berubah,sebanding dengan perubahan luas penampangnya,
Q1 = Q2, sehingga
V1
V2
=
A2
V1
Q1
A1
V1
Q2
A2
V2
Sistem hydrolik
1. Cairan Hydrolik
48
Cairan hydrolik yang digunakan pada sistem hydrolik harus memiliki
ciri-ciri atau watak (property) yang sesuai dengan kebutuhan.Property cairan
hydrolik merupakan hal-hal yang dimiliki oleh cairan hydrolik tersebut sehingga
cairan hydrolik tersebut dapat melaksanakan tugas dan fungsinya dengan baik
.Adapun fungsi cairan tersebut:
a. Sebagai penerus tekanan atau penerus daya.
b. Sebagai pelumas untuk bagian-bagian yang bergerak.
c. Sebagai pendingin komponen yang bergesekan.
d. Sebagai bantalan dari terjadinya hentakan tekanan pada akhir langkah.
e. Pencegah korosi.
f.
Penghanyut bram/chip yaitu partikel-partikel kecil yang mengelupas dari
komponen.
g. Sebagai pengirim isyarat (signal)
1.1 Syarat Cairan Hydrolik.
1. Kekentalan (Viscositas) yang cukup.
Cairan hydrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat
memenuhi fungsinya sebagai pelumas.Apabila terlalu rendah film oli yang
terbentuk
sangat
tipis
sehingga
tidak
mampu
untuk
menahan
gesekan.Sebaliknya terlalu kental tenaga pompa semakin berat melawan
gaya viskositas cairan.
2. Indek Viskositas yang Baik.
Dengan viscosity index yang baik maka kekentalan cairan hydrolik
akan stabil digunakan pada sistem dengan perubahan suhu kerja yang cukup
fluktuatif.
3. Tahan Api (tidak mudah terbakar)
Sistem
hydrolik
sering
juga
beroperasi
ditempat-tempat
yang
cenderung timbul api atau berdekatan dengan api.Oleh karena itu perlu cairan
tahan api.
4. Tidak Berbusa (Foaming)
Bila
cairan
hydrolik
banyak
berbusa
akan
berakibat
banyak
gelembung-gelembung udara yang terperangkap dalam cairan hydrolik
sehingga akan terjadi compressable dan akan mengurangi daya tranfer,serta
kemungkinan terjilat api akan lebih besar.
5. Tahan Dingin
Tahan dingin adalah tidak mudah membeku bila beroperasi pada suhu
dingin.Titik cair atau titik beku yang dikehendaki kisaran 10o - 15o C dibawah
49
suhu permulaan mesin dioperasikan (star-up).Hal ini untuk mengantisipasi
block (penyumbatan) oleh cairan hydrolik yang membeku.
6. Tahan Korosi dan Tahan Aus.
Harus mampu mencegah terjadinya korosi karena dengan tidak terjadi
korosi ,konstruksi akan tidak mudah aus ,mesin jadi awet.
7. Demulsibility (Water Separable)
Adalah kemampuan cairan hydrolik karena air akan mengakibatkan
terjadinya korosi bila berhubungan dengan logam.
8. Minimal Compressibility
Secara
teoritis
cairan
adalah
uncomprtessble
(Tidak
dapat
dikempa),kenyataanya dapat dikempa sampai dengan 0,5 % volume untuk
setiap penekanan 80 bar.
1.2. Karakteristik Cairan Hydrolik yang dikehendaki.
Cairan hydrolik harus memiliki kekentalan yang cukup agar dapat
memenuhi persyaratan dalam menjalankan fungsinya;
2. KOMPONEN HYDROLIK
Komponen hydrolik memiliki symbol dan tidak jauh beda dengan
pneumatik,komponen utamanya adalah:
2.1. Pompa hydrolik.
50Berfungsi untuk menghisap fluida oli hydrolik yang akan disirkulasikan
dalam siste hydrolik,merupakan sistem tertutup,setelah disirkulasi pada
rangkaian akan kembali pada tangki oli.
Jenis pompa hydrolik:
a. Pompa Roda Gigi
b. Pompa sirip Burung
c. Pompa torak aksial
d. Pompa skrup
2.2. Aktuator Hydrolik
Seperti halnya pada pneumatik,aktuator hydrolik dapat berupa silinder
hydrolik,maupun motor hydrolik.Silinder hydrolik bergerak secara translasi
sedangkan motor hydrolik bergerak secara rotasi.Dilihat dari daya yang
dihasilkan lebih besar (dapat mencapai 400 bar atau 4 x 107 Pa) dibanding
pneumatik.
2.3. Silinder Hydrolik penggerak ganda
Silinder hydrolik penggerak ganda akan melakukan gerakn maju dan
mundur akibat adanya aliran fluida/oli hydrolikyang dimasukkan pada sisi kiri
(maju) dan sisi kanan (mundur).Tekanan fluida akan diteruskan melalui torak
selanjutnya menjadi gerakan mekanik melalui stang torak
Prinsip Hukum Pascal.
Perhitungan gaya hydrolik torak pada bejana berhubungan dengan
luas penampang berbeda.
F1
Torak
F2
A1
V
S1
V2
S2
51
V1
Pe
A2
P1 = P2 = Pe =
F1
A1
=
F2
A2
atau
F1
F2
=
A1
A2
A=
=
d12/4
=
d12
A2
d22/4
d22
S1
A2
Bila,V1
=
V2, maka : A1 . S1 = A2 . S2, jadi ;
=
S2
A1
3. Pemeliharaan Cairan Hydrolik
Cairan hydrolik termasuk barang mahal.Perlakuan yang kurang atau
bahkan
tidak baik terhadap cairan hydrolik atau semakin menambah
mahalnya harga sistem hydrolik,bila kita mentaati aturan-aturan tentang
perlakuan/pemeliharaan cairan hydrolik maka kerusakan cairan maupun
komponen sistem akan terhindar dan cairan akan lebih awet.
Panduan pemeliharan cairan sebagai berikut:
a. Simpanlah cairan hydrolik (drum) pada tempat yang kering,dingin can
terlindung dari(panas,hujan dan angin)
b. Pastikan menggunakan cairan yang benar-benar bersih untuk menambah
atau mengganti cairan kedalam sistem.Gunakan peralatan yang bersih
untuk memasukkannya.
c. Pompakanlah cairan hydrolik dari drum ketangki melalui saringan (pre-
filter)
d. Pantaulah
(monitor)
dan
periksalah
secara
berkala
dan
berkesinambungan kondisi cairan hydrolik.
e. Aturan sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat
sambung sendiri yang ada pada saluran balik.
f.
Buatlah interval penggantian cairan sedemikian rupa sehingga oksidasi
dan kerusakan cairan dapat terhindar,(periksa dengan pemasok cairan
hydrolik)
g. Cegah jangan sampai terjadi kontaminasi,gunakan filter udara dan filter oli
yang baik.
h.
Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan,bila perlu pasang
pendingin (cooling),atau dipasang unloading pump juga excessive
resistence.
52
i.
j.
Perbaikilah dengan segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan seorang
maintenanceman yang terlatih.
Bila akan mengganti cairan hydrolik (apa lagi bila cairan hydrolik yang
berbeda),pastikan bahwa komponen dan seal-sealnya cocok dengan
cairan yang baru,demikian pula seluruh sistem harus dibilas (flushed)
secara baik dan benar-benar bersih.
6. PROSES DASAR OTOMASI
Sejarah Perkembangan Otomasi Industri.
Teknologi Otomasi muali ada sejak berabad-abad yang lalu,terutama
sejak ditemukannya komponen cam dan governor.Pada tahun 1932,Nyquist
mengembangkan suatu prosdur yang relatif sederhana untuk menentukan
kestabilan sistem loop tertutup pada basis respon loop terbuka terhadap
masukan
tunak
(Steady
State)
sinusoida.Pada
tahun
1934,
Hazien
memperkenalkan
istilah
servo
mekanisme
untuk
sistem
kontrol
posisi,membahas desain servo mekanisme relay yang mampu mengikuti
dengan baik masukan yang berubah.Pada dekade 1940 1950 pemakaian
sistem kontrol otomatis telah berkembang,mulai tahun 1960 dengan
berkembangnya perangkat peralatan (plant) dengan multi masukan dan multi
keluaran maka sistem kontrol menjadi semakin komplek.
Selanjutnya secara berangsur-angsur mulai memanfaatkan komponen
elektronik-mekanik seperti relay,transistor.Kemudian ditemukannya komponen
mikroelektronik dalam bentuk IC (Integrated Circuit) pada awal tahun 1960-
an.Teknologi Otomasi semakin berkembang dengan pesat sejak munculnya
mikroprosesor pada tahun 1973,sejak itu memasuki berbagai sektor kegiatan
manusia,
Pada dasarnya teknologi otomasi dibedakan menjadi dua;fixed
automation (otomasi tetap) biasanya masih menggunakan peralatan mekanik
dan flexible automation (otomasi fleksibel) yang sudah menggunakan sistem
pengatur berbasis komputer,dirancang agar mudah diubah sesuai dengan
kebutuhan.
Pemanfaatan teknologi otomasi pada proses produksi meliputi bidang
yang
sangat
luas,misal;Product
Design,Production
Planning
dan
Control,Inventory
control,Sales
dan
Marketing,Engineering,Industrial
Engeneering,banyak yang lebih berupa pengolahan secara otomatis dan
elektronis
53
D.METODE
A. PENDEKATAN : Pengajaran Langsung atau Konstruktivisme.
B. METODE
: Ceramah,Tanyajawab,simulasi dan Pengamatan.
E. KEGIATAN PEMBELAJARAN
1. PENDAHULUAN
-Melakukan riviu pengetahuan.
-Menjelaskan gejala realitas yang ada
-Menunjukkan permasalahan yang akan dibahas
-Memotivasi dan menjelaskan tujuan pembahasan
2. INTI
-Melakukan pengamatan objek
-melakukan study pustaka
-Melakukan penyajian data
-Melakukan analisa data
-Membuat kesimpulan
3. TINDAK LANJUT
-Menerapkan Konsep
-Pengembangan konsep
-Penugasan (PR).
F. SUMBER/ALAT /BAHAN
SUMBER : Lingkungan,Buku referensi,Nara sumber.
ALAT
: Peralatan Lab,Alat peraga,Alat sederhana
BAHAN : Alat Tulis (Alat habis pakai).
G. EVALUASI
SOAL.
1. a.
b.
Toleransi adalah?
b
Garis tipis kontinue digunakan untuk?
c.
c
a
d
Artikan penempatan perintah,kekasaran dan simbol pada tanda pengerjaan?
2. Mesin Bubut adalah?
54
3. Sebutkan bagian utama mesin bubut dan penggunaanya?
4. Mesin frais adalah?
5. Las oxy asetylen / OAW ( Oxy Acetylene Welding ) adalah?
6. Metal working adalah?
7. Pengecoran logam (Casting ) adalah?
8. Karakteristik udara untuk pneumatik dapat diidentifikasi,sebutkan!
9. Fungsi cairan hidrolik adalah?
10. Teknologi Otomasi dibedakan menjadi dua,jelaskan?
H. JAWAB.
1. a.
- Garis berpotongan
- Garis proyeksi
- Garis arsir
- Garis sumbu pendek
- Garis ukur
- Garis penunjukan
- Garis ulir
b.
Batasan penyimpangan ukuran dari ukuran nominal,penyimpangan tersebut
dapat membesar atau mengecil dari ukuran nominal.
c.
a
b
a. = harga kekasaran
b = cara/proses pengerjaan
c
d
c = ukuran yang dilebihkan
d = arah alur/serat bekas pengerjaan
2.
Mesin bubut (turning machine) adalah suatu jenis mesin perkakas yang dalam
proses kerjanya bergerak memutar benda kerja dan menggunakan mata potong
pahat (tools) sebagai alat untuk menyayat benda kerja tersebut.Mesin bubut
merupakan salah satu mesin proses produksi yang dipakai untuk membentuk
benda kerja silindris.
3. a. Sumbu Utama (Main Spindel)
Merupakan suatu sumbu utama mesin bubut yang berfungsi sebagai dudukan
chuck (cekam),plat pembawa,kolet,senter tetap,dan lain-lain.
b. Meja Mesin (Bed)
Berfungsi sebagai tempat dudukan kepala lepas,eretan,penyangga diam
(steady rest),penyangga jalan (follow rest),dan merupakan tumpuan gaya
pemakanan waktu pembubutan.
c. Eretan (Carriage)
Terdiri atas eretan memanjang (longitudinal carriage) yang bergerak
sepanjang alas mesin,eretan melintang (cross cariage) yang bergerak
melintang alas mesin,dan eretan atas ( top cariage) yang bergerak sesuai
dengan posisi penyetelan diatas eretan melintang.
55
d. Kepala Lepas ( Tail Stock)
Digunakan untuk dudukan senter putar sebagai pendukung benda kerja pada
saat pembubutan,dudukan bor tangkai tirus,dan cekam bor sebagai penjepit
bor.
e. Tuas Pengatur Transporter dan Sumbu Pembawa.
Digunakan untuk mengatur kecepatan poros transporter dan sumbu
pembawa.
f. Pelat Tabel
Adalah tabel besarnya kecepatan yang ditempel pada mesin bubut yang
menyatakan besarnya perubahan antara hubungan roda-roda gigi didalam
kotak roda gigi ataupun terhadap roda pulley didalam kepala tetap (head
stock).
g. Tuas Penguibah Pembalik Transporter dan Sumbu Pembawa.
Digunakan untuk membalikkan arah putaran s