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