PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ALAT UJI TARIK DENGAN MENGGUNAKAN SPESIMEN ALUMUNIUM

TUGAS AKHIRDiajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana Strata Satu (S 1) Jurusan Teknik Mesin (S-1)

Disusun Oleh :

RACHMAT GUNTUR 12-2004-081

JURUSAN TEKNIK MESIN URUSAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL BANDUNG 2012

LEMBAR PENGESAHANTUGAS AKHIR

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ALAT UJI TARIK DENGAN MENGGUNAKAN SPESIMEN ALUMUNIUM

Disusun oleh :

RACHMAT GUNTUR 12-2004-081

Bandung, Februari 2011 Disetujui oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Ali Attamimi. ST., MT

Rachmad Hartono. Ir., MT

ABSTRAK

Kemajuan serta perkembangan teknologi pada dunia industri berkembang secara cepat. Terbukti banyaknya industri yang telah menggunakan manfaat dari kemajuan teknologi untuk mendapatkan suatu hasil yang lebih akurat dan cepat. Pada dunia industri penggunaan material perlu dikenal secara baik, karena material tersebut dipergunakan untuk berbagai macam keperluan dalam berbagai keadaan. Sifat-sifat bahan material diinginkan sangatlah banyak, salah satu diantaranya adalah sifat-sifat mekanik material seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, modulus elastisitas, keuletan, ketangguhan dan kekerasan. Uji tarik merupakan salah satu pengujian material yang dilakukan untuk mendapatkan sifat-sifat mekanik material.Material yang diuji tarik adalah aluminium dengan diameter takikan 6 mm. Pada alat uji tarik ini menggunakan dongkrak ulir untuk mendorong material uji yang dijepit pada pencekam (collet) hingga putus, data yang diperoleh dideteksi oleh sensor loadcell dan untuk membaca putaran dipakai sensor proximity kemudian diteruskan ke komputer dengan menggunakan akuisisi data dan dibaca dengan menggunakan program visual basic, sehingga diperoleh besarnya beban dan tegangan yang terjadi dan kurva tegangan regangan pada saat material mengalami patah.

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan YME karena atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Tugas akhir ini merupakan persyaratan untuk dapat menyelesaikan studi program Strata Satu (S1) di Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional, Bandung. Pokok bahasan yang menjadi objek penulis dalam laporan tugas akhir ini adalah " PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ALAT UJI TARIK DENGAN

MENGGUNAKAN SPESIMEN ALUMiNIUM. Dalam mengerjakan tugas akhir ini penulis sangat berterima kasih kepada Bapak Ali Attamimi. ST, MT selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak Rachmad Hartono. Ir., MT selaku pembimbingI I, karena bimbingan dan pengarahan dari beliau, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu hingga terselesaikannya laporan ini, khususnya kepada : 1. Bapak Encu Saefudin, Ir., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional, Bandung. 2. Seluruh asisten dan karyawan, Lab. CNC ITENAS Bapak Oman, Lab. Metalurgi ITENAS khusunya Bapak Arif , Lab. Proses Produksi Bapak Idan yang banyak membantu dalam tugas akhir ini. 3. Anak-anak Kwachie yang susah senang bersama selama tinggal di Markas Besar M04.

ii

4. Nanta,Todi, Dan Abdul,terima kasih telah menjadi partner yang baik dan lucu selama pengerjaan tugas akhir ini. 5. Teman-teman seangkatan 2004 teknik mesin ITENAS, yang telah ikut membantu memberikan motivasi dan masukan yang berguna dalam penyelesaian laporan ini. 6. Rekan-rekan di ITENAS yang juga banyak membantu dalam pengerjaan tugas akhir ini. 7. Semua pihak yang terlibat dalam penyelesaian tugas akhir ini Firman, Pras, waris dan semua yang terlibat di Lab. Kontruksi, tidak lupa juga pak satpam yang sabar membukakan pintu gedung 11. Terima kasih yang tak terhingga kepada Bapak Dan Mamaku serta Kakakku ( Ika kikko), Adik-adikku ( Bintang labolong & Surya Ho) , Keluarga yang lain, yang telah banyak membantu, memberi semangat dan mendoakan bagi kelancaran penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa isi laporan ini masih jauh dari sempurna dan terdapat beberapa kekurangan. Oleh karena itu, segala kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan untuk menambah wawasan serta ilmu pengetahuan penulis. Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini dapat berguna dan bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya.

Bandung, Februari 2012

Penulis

iii

DAFTAR ISI HALAMAN ABSTRAK .........................................................................................................i KATA PENGANTAR .......................................................................................ii DAFTAR ISI ......................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR .........................................................................................ix DAFTAR TABEL .............................................................................................xii DAFTAR LAMPIRAN .....................................................................................xiv BAB I 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 PENDAHULUAN Latar Belakang dan Rumusan Masalah ...................................................I-1 Tujuan Pembuatan...................................................................................I-2 Batasan Masalah .....................................................................................I-2 Metodelogi penulisan ..............................................................................I-3 Sistematika Penulisan .............................................................................I-5 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II 2.1

Pendahuluan .............................................................................................. II-1 2.1.1. Jenis-jenis patahan .......................................................................... II-5

2.2

Teori Uji Tarik .......................................................................................... II-6 2.2.1.1. Kekuatan Luluh (Yield) ...................................................... II-8

iv

2.2.1.2.Kekuatan Tarik (Ultimate Tensile Strength) ....................... II-8 2.2.2. Kurva Tegangan Regangan Sebenarnya ........................................ II-8 2.2.3. Penentuan Batas Regangan 0,2 %........................................................ II-9 2.2.4. Perbedaan Kurva Tegangan-Regangan Teknik Dengan Sebenarnya ....... II-10 2.2.5 Sifat-sifat Mekanik Material ................................................................ II-13 2.3.. Pegas ............................................................................................................ II-17 2.4. Pengukuran Regangan Berbasis Komputer.................................................... II-18 2.5. Sensor ............................................................................................................ II-19 2.5.1. Klasifikasi Sensor ............................................................................ II-20 2.5.2. Prinsip kerja Load ............................................................................. II-22 2.5.3. Alasan Sensor Load Cell di pilih ........................................................ II-24 2.5.4. Bagaimana Memilih Load Cell Yang Tepat ......................................... II-25 2.6. Proximity Sensor .............................................................................................. II-25 2.7. Weight Indicator ............................................................................................ II-28 2.8. Komputer ....................................................................................................... II-29 2.9. Perangkat Lunak............................................................................................. II-30 2.9. Teori Pendukung Perhitungan ........................................................................ II-31

v

BAB III 3.1 3.2

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN

Prinsip Kerjaa .......................................................................................III-1 Proses Pembuatan Komponen .................................................................III-1 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Pembuatan Poros ........................................................................III-2 Baja Balok .................................................................................III-5 Pembuatan Rangka .....................................................................III-8 3.2.3.1 3.2.3.2 3.2.3.3 3.2.3.4 Rangka 1 .......................................................................III-8 Rangka 2 .......................................................................III-10 Rangka 3 .......................................................................III-11 Rangka 4 .......................................................................III-12

3.2.4 Pencekam(collet) .........................................................................III- 14 3.2.5 Rumah Dalam Penjepit ................................................................III-15 3.2.6 Rumah Luar Penjepit ...................................................................III-16 3.2.7 Dongkrak Ulir..............................................................................III-19 3.2.8 Bearing (Bantalan).......................................................................III-20 3.2.9 Kopling Cakar .............................................................................III-21 3.2.9.1 Kopling Cakar 1 ............................................................III-21 3.2.9.2 Kopling Cakar 2 ............................................................III-23

vi

3.2.10 Cross Joint ...................................................................................III-24 3.2.11 Poros Bertingkat ..........................................................................III-24 3.2.12 Alat Pengikat ...............................................................................III-26 3.2.13 Pegas .......................................................................................III-29

3.2.14 Pengait Pegas ...............................................................................III-30 3.2.15 Motor Listrik ...............................................................................III-31 3.2.16 Reduser .......................................................................................III-32 3.2.17 Dudukan ......................................................................................III-33 3.2.18 Piringan Sensor............................................................................III-35 3.2.19 Pemutus Relay .............................................................................III-36 3.2.20 Relay .......................................................................................III-37

3.2.21 Terminal ......................................................................................III-38 3.2.22 Stop kontak ..................................................................................III-29 3.2.23 Kabel Fasa ...................................................................................III-40 3.2.24 Spesimen Almunium ...................................................................III-41 3.3 3.4 Susunan Alat .. ....................................................................................III-42

Petunjuk pengujian ..................................................................................III-43 3.4.1. Pnndahuluan ..................................................................................III-43

vii

3.4.2. Pengujian spesimen ......................................................................III-44 3.4.1. Alat dan perlengkapan yang digunakan ........................................III-45 3.4.2. Langkah-langkah pengujian .........................................................III-46 BAB IV 4.1 ANALISA ..............................................................................................IV-1

Analisa

BAB V 5.1 5.2

KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................................V-1

Kesimpulan

Saran .....................................................................................................V-1

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kurva Tegangan-Regangan .................................................. 2 Gambar 2.2 a Awal spesimen ........................................................................ 4 Gambar 2.2 b Terjadi perpanjangan dan necking ........................................... 4 Gambar 2.3 Jenis Perpatahan Pada Logam ................................................. 5 Gambar 2.4 Kurva tegangan regangan teknik .......................................... 6 Gambar 2.5 Kurva beban terhadap pertambahan panjang........................... 7 Gambar 2.6 Kurva tegangan Regangan Sebenarnya ................................ 9 Gambar 2.7 a Tegangan -Regangan Teknik ................................................... 10 Gambar 2.7 b Tegangan Regangan sebenarnya .......................................... 10 Gambar 2.8 Kurva tegangan regangan ..................................................... 13 Gambar 2.9 Kurva Tegangan Regangan .................................................. 15 Gambar 2.10 Kurva Tegangan Regangan .................................................. 16 Gambar 2.11 Modulus Elastisitas .................................................................. 17 Gambar 2.12 Macam-macam Pegas .............................................................. 18 Gambar 2.13 Tata letak alat ukur regangan berbasis computer..19 Gambar 2.14 BeberapaContohKonfigurasi Load cell ................................... 22 Gambar 2.14 Load Cell tipe S.................................................................... 23 Gambar 2.16 Data kapasitas Load cel....24 Gambar 2.18 Sensor Proximity ..................................................................... 26 Gambar 2.19 Weight indicator...................................................................... 29 Gambar 2.20 Komputer ................................................................................ 30 Gambar 3.1 2 Buah poros besi pejal ........................................................... 3

ix

Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9

2 Buah poros stainless steel .................................................... 4 Balok I Baja Pejal ................................................................... 6 Balok II Baja Pejal .................................................................. 7 Balok III Baja Pejal................................................................. 8 Rangka dudukan I ................................................................... 9 Rangka dudukan II .................................................................. 10 Rangka dudukan III................................................................. 12 Rangka dudukan IV ................................................................ 13

Gambar 3.10 Collet ....................................................................................... 15 Gambar 3.11 Unit Penjepit (Collet) .............................................................. 16 Gambar 3.12 Poros Penghubung load cell dengan balok III ........................ 17 Gambar 3.13 Rumah luar penjepit bagian atas ............................................. 18 Gambar 3.14 Rumah luar penjepit bagian bawah ......................................... 18 Gambar 3.15 Dongkrak Uir .......................................................................... 19 Gambar 3.16 Bearing (Batalan) .................................................................... 21 Gambar 3.17 Kopling Cakar I....................................................................... 22 Gambar 3.18 Kopling Cakar II ..................................................................... 23 Gambar 3.19 Cross Joint............................................................................... 24 Gambar 3.20 Poros bertingkat ...................................................................... 25 Gambar 3.21 Alat pengikat mur ................................................................... 27 Gambar 3.22 Alat pengikat baut ................................................................... 28 Gambar 3.23 Pegas pembalik posisi awal .................................................... 29 Gambar 3.24 Pendorong cekam Collet ......................................................... 30 Gambar 3.25 Pengait pegas .......................................................................... 31 Gambar 3.26 Motor listrik ............................................................................ 32x

Gambar 3.27 Reduser ................................................................................... 33 Gambar 3.28 Dudukan Sensor ...................................................................... 34 Gambar 3.29 Dudukan relay ......................................................................... 35 Gambar 3.30 Piringan sensor ........................................................................ 36 Gambar 3.31 Pemutus sensor........................................................................ 37 Gambar 3.32 Pemutus sensor I ( Bawah ) .................................................... 38 Gambar 3.33 Pemutus sensor II ( Atas ) ....................................................... 38 Gambar 3.34 Terminal .................................................................................. 39 Gambar 3.35 Stok kontak ............................................................................. 40 Gambar 3.36 Kabel ....................................................................................... 40 Gambar 3.37 Spesimen Uji ........................................................................... 41 Gambar 3.38 Susunan alat uji tarik............................................................... 42 Gambar 3.39 Spesimen Uji ........................................................................... 43 Gambar 3.40 Sistem Skema Pengujian ......................................................... 45 Gambar 3.41 Grafik hasil pengujian ............................................................. 47

xi

DAFTAR TABEL

Table 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 3.5 Tabel 3.6 Tabel 3.7 Tabel 3.8 Tabel 3.9 Tabel 3.10 Tabel 3.11 Tabel 3.12 Tabel 3.13 Tabel 3.14 Tabel 3.15 Tabel 3.16 Tabel 3.17 Tabel 3.18 Tabel 3.19 Tabel 3.20 Tabel 3.21 Tabel 3.22

2 Buah poros besi pejal ............................................................ 39 2 Buah poros stainless steel .................................................... 41 Balok I baja pejal ..................................................................... 42 Balok II baja pejal.................................................................... 43 Balok III baja pejal .................................................................. 44 Rangka dudukan I .................................................................... 45 Rangka dudukan II................................................................... 47 Rangka dudukan III ................................................................. 48 Rangka dudukan IV ................................................................. 50 Collet ....................................................................................... 51 Unit penjepit (Collet) ............................................................... 52 Poros penghubung load cell dengan balok III ......................... 53 Rumah luar penjepit bagian atas .............................................. 54 Rumah luar penjepit bagian bawah ......................................... 55 Dongkrak ulir .... .56 Bearing (Bantalan) ................................................................... 57 Kopling cakar I ........................................................................ 58 Kopling cakar II ....................................................................... 59 Cross joint ................................................................................ 60 Poros bertingkat ...................................................................... 61 Alat pengikat ( mur ) ............................................................... 63 Alat pengikat ( baut ) .............................................................. 64

xii

Tabel 3.25 Tabel 3.26 Tabel 3.27 Tabel 3.28 Tabel 3.29 Tabel 3.30

Pengait pegas .......................................................................... 67 Motor listrik ............................................................................ 68 Reduser ................................................................................... 69 Dudukan sensor....................................................................... 70 Dudukan relay ......................................................................... 71 Piringan sensor ........................................................................ 72

xiii

DAFTAR LAMPIRANL1.a Tabel alumunium ultimate strength ........................................................... 1 L1.b Tabel alumunium uji keras L2 ........................................................................ 2

Tabel Hubungan Antara Dimensional Benda uji Tarik Yang Dipergunakan diantara negara yang berbeda ................................................ 2

L3 L4 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 L15 L16 L17L18. L19 L20 L21 L22

Tabel Harga Modulus Elastisitas Pada Bebagai Suhu Tabel Sifat Mekanis Baja Pegas Tabel Harga Modulus Geser (G)

..................

3 3 4 5 5 6 7 7 8 8 9 9

..................................................... ....................................................

Tabel Bahan Pegas silindris Menurut Pemakainnya ........................... Tabel Bilangan Kekuatan Baut atau sekrup Mesin dan Mur .............. Tabel Ukuran Standard Ulir Kasar Metris (JISB 0205) Gambar Spesimen Uji Gambar Spesimen Uji Nomor 1 Gambar Spesimen Uji Nomor 2 Gambar Spesimen Uji Nomor 3 Gambar Spesimen Uji Nomor 4 Gambar Spesimen Uji Nomor 5 .................

................................................ .................................................... .................................................... .................................................... .................................................... ....................................................

Tabel konversi vickers ke brinell................................................................. Tabel uji keras ............................................................................................. Gambar teknik .............................................................................................. 10Nama-nama komponen.................................................................................. Gambar poros bertingkat ................................................................................ Gambar joint 1 ............................................................................................... 11 12 13

Gambar joint II ....................................................................................................... 14 Cross ........................................................................................................................ 15 xiv

L23 L24 L25 L26 L27 L28

Kopling cakar I ........................................................................................................ 16 Kopling cakar II..................................................................................................... 17 Kopling cakar III ................................................................................................... 18 Kopling cakar IV .................................................................................................... 19 Motor listrik ............................................................................................................ 20 Reduser ................................................................................................................... 21

xv

16

BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANGUji tarik merupakan salah satu pengujian material yang populer dilakukan untuk mendapatkan sifat-sifat mekanik material seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, modulus elastisitas, keuletan, ketangguhan dll. Dalam pembuatan alat uji ini dibuat untuk menghasilkan hasil pengujian yang berupa kurva tegangan regangan yang belum tercapai dari mesin uji tarik sebelumnya. Alat uji yang akan dirancang ini mempunyai beberapa kelebihan dari pada alat uji yang sudah ada (di laboratorium), yaitu mempunyai dimensi atau ukuran yang tidak begitu besar, ringan sehingga fleksibel untuk dilakukan pengujian dimana saja, dan proses pengujiannya menggunakan akuisi data dan sensor. Pada proses pengujian, dilakukan secara komputerisasi dengan bantuan beberapa perangkat keras seperti data akuisisi dan sensor. Hal ini dilakukan dengan alasan hasil dari pengujian dan pengukuran akan lebih akurat, karena kesalahan dari pengukuran akan lebih kecil dibandingkan dengan pengukuran yang dilakukan secara manual. Data yang ingin didapat akan lebih cepat terbaca dan terkumpul. Selain itu penggunaan teknologi data akusisi dengan bantuan sensor sebagai alat pengukur, pengukuran akan dapat dilakukan secara bersamaan dengan kata lain beberapa pengukuran dilakukan dalam sekali waktu.I-1

1.2. TUJUAN PEMBUATANYang menjadi tujuan Ppembuatan tugas akhir adalah : a. Dapat membuat dan merakit alat uji tarik yang mempunyai bentuk dan pengoperasian yang sederhana dan dapat bekerja dengan baik sesuai dengan perancangan.. b. Mengetahui hasil dari pengujian alat uji tarik berupa beban dan juga tegangan yang terjadi sampai spesimen alumunium tersebut mengalami patah, dan juga grafik tegangan regangan.

1.3.

BATASAN MASALAHMengingat masalah yang ada, penulis membatasi masalah untuk tugas akhir ini, penulis hanya membuat Alat Uji Tarik ini sesuai dengan teori-teori dari buku-buku yang penulis baca dan juga media elektronik berupa gambar-gambar yang mungkin dapat dijadikan acuan untuk kami coba praktekkan dan merancang alat uji ini. Dengan harapan alat uji yang dibuat tidak berbeda jauh sistem kerjanya, dan tentunya mempunyai nilai lebih dibanding dengan alat yang telah ada. Dikarenakan alat ini merupakan alat uji yang masih membutuhkan perencanaan yang lebih matang lagi, maka alat uji ini dibangun dengan skala laboratorium yang kapasitasnya tidak begitu besar, dan menggunakan material uji berpenampang bulat atau poros, yaitu aluminium yang berdimensi tidak begitu besar pula. Adapun ruang lingkup dari kajian ini adalah :

I-2

A.

Ruang lingkup pembuatan : Dimensi komponen alat uji regangan yang dibuat yaitu sesuai dengan hasil dari perancangan.

B.

Ruang lingkup pengujian : Perhitungan tegangan dan beban yang terjadi pada spesimen aluminium yang diberi pembebanan tarik sampai mengalami patah dan juga grafik tegangan regangan.

1.4.

METODELOGI PENULISANUntuk mencapai tujuan yang diharapkan, pada penelitian ini dilakukan beberapa tahapan, antara lain : 1. Pengumpulan data Proses pengumpulan data terdiri dari : a. Melihat dan meneliti alat uji tarik yang sudah ada atau pernah dibuat. b. Studi literatur yaitu dengan cara mengumpulkan data yang berkaitan dengan proses uji tarik serta teori-teori yang berhubungan dengan proses uji tarik dari berbagai sumber referensi, baik dari buku, internet, makalah, dan lainnya.

I-3

c.

Studi banding dengan pihak-pihak yang lebih memahami tentang proses uji tarik.

2.

Proses pembuatan Pada pembuatan alat uji tarik ini dilakukan tahapan-tahapan proses

sebagai berikut: a. Pembelian bahan baku material serta alat-alat yang digunakan. b. Pembuatan rangka melalui proses pemesinan,

penyambungan logam dan lain sebagainya. c. 3. Perakitan alat ukur uji tarik

Pengujian Setelah pembuatan alat uji tarik selesai, dilakukan pengujian.

Pengujian

dilakukan

dengan

menggunakan

spesimen

alumunium,

spesimen tersebut di jepit dan di tarik dengan bantuan dorongan sistemdongkrakulir. Untuk mendapatkan data dari proses pengujian, dilakukan secara komputerisasi dengan bantuan beberapa perangkat keras seperti data akuisisi dan sensor.

I-4

4.

Revisi Tahapan revisi dilakukan apabila hasil pengujian tidak sesuai

dengan yang diharapkan. Tahapan revisi ini dilakukan sampai alat uji tarik ini sesuai dengan tujuan utama. 5. Penulisan laporan Penulisan laporan ini dilakukan untuk mempertanggungjawabkan hasil penelitian, analisa hasil pengujian, fenomena-fenomena yang terjadi pada saat pengujian, kesulitan apa saja yang dialami, dan lain sebagainya. 6. Konsultasi

Mengadakan konsultasi dengan pembimbing, dosen mata kuliahtertentu yang berhubungan dengan masalah yang dihadapi, dalam penyusunan tugas akhir ini.

1.5. SISTEMATIKA PENULISANDalam penulisan tugas akhir ini terdiri dari lima bab, dimana tiap bab saling berhubungan satu sama lainnya, seperti akan dituliskan berikut ini : Bab I pendahuluan ini berisi tentang latar belakang, ruang lingkup kajian, tujuan penulisan, metoda penelitian dan sistematika pembahasan.

I-5

Pada bab II tinjauan pustaka ini berisikan tentang teori uji tarik secara umum baik fenomena-fenomena yang terjadi pada uji tarik maupun teori tentang kekuatan material uji tarik, akusisi data dan sensor yang digunakan,uji keras pada material alumunium dan proses pemesinan. Pada Bab III ini berisikan tentang mengenai konsep pembuatan dan pengujian, dimana untuk pembuatan kriteria komponen alat uji serta penyusunan alat uji tarik, dan juga bentuk pengoprasian dan pengujian berisikan tentang hasil pengujian alat uji tarik serta pengolahan data yang diperoleh pada alat uji tarik. Pada Bab IV berisikan mengenai analisis terhadap hasil pengujian yang dilakukan terhadap alat uji tarik. Pada Bab V berisikan mengenai kesimpulan yang dapat diambil dari pengujian dan saran-saran yang berguna untuk pengembangan selanjutnya. Pada bagian akhir berisikan Daftar Pustaka dan Lampiran yang menjadi faktor penunjang pada laporan akhir ini.

I-6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

PENDAHULUANSifat-sifat bahan industri perlu dikenal secara baik, karena bahan tersebut dipergunakan untuk berbagai macam keperluan dalam berbagai keadaan.Sifat-sifat bahan yang diinginkan sangatlah banyak, salah satu diantaranya adalah sifat-sifat mekanik material seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, modulus elastisitas, keuletan, ketangguhan dan kekerasan.Uji tarik merupakan salah satu pengujian material yang populer dilakukan untuk mendapatkan sifat-sifat mekanik tersebut diatas. Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik satu sumbu yang bertambah besar secara kontiniu, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai fenomena-fenomena yang terjadi pada benda uji tersebut. Dalam prakteknya, bagian-bagian struktur yang mempunyai sifat-sifat mekanik tersebut sebagian besar memiliki penampang lingkaran ataupun bentuk tabung atau poros. Pada uji tarik terdapat fenomena-fenomena yang terjadi, yaitu :

II-1

1. Deformasi Deformasi adalah perubahan dimensi suatu material pada saat material mengalami perubahan penampang atau dimensi. Deformasi terbagi menjadi : Deformasi Plastis Yaitu perubahan dimensi suatu material akibat pembebanan dan akan menetap ketika beban dihilangkan. Deformasi Elastis Yaitu perubahan dimensi suatu material akibat pembebanan dan akan kembali kebentuk semula ketika beban dihilangkan. Deformasi Seragam Yaitu perubahan dimensi material yang terjadi masih sebanding. Deformasi Tidak Seragam Yaitu perubahan dimensi suatu material yang tidak sebanding.

Gambar 2.1 Kurva tegangan regangan

II-2

Keterangan : DDS = Daerah Deformasi Seragam DDTS = Daerah Deformasi Tida SeragamCatatan :

Rumus-rumus dibawah ini tidak berlaku pada daerah deformasi tidak Seragam.

(1 e) s = + = In(1+ e) Ao x lo = Ai x lI

2. Necking Yaitu penyempitan penampang setempat, dimana terjadi distribusi tegangan.Pembentukan penyempitan setempat pada benda uji tarik

menimbulkan tegangan tiga sumbu pada daerah itu.Daerah penyempitan setempat sebenarnya merupakan takik halus. Fenomena necking terjadi pada saat tegangan mencapai ultimate, tegangan akan menambah terus disertai dengan meningkatnya tegangan (deformasi tidak seragam).

II-3

(a)

(b)

Gambar 2.2 (a) Awal spesimen, (b) terjadi perpanjangan dan necking

Untuk selanjutnya, deformasi terjadi pada necking satu batang sampai patah.

II-4

2.1.1

Jenis-jenis patahan Jenis

(a)(b) (a) b)

(c)

(d)

Gambar 2.3 Jenis Perpatahan Pada Logam

Keterangan : a. Patah getas kristal tunggal dan polikristal. b. Patah besar pada kristal tunggal yang liat. c. Patah liat sempurna pada suatu polikristal. d. Patah getas pada polikristal.

II-5

2.2.

TEORI UJI TARIK2.2.1. Kurva Tegangan Regangan Teknik Kurva Tegangan regangan Teknik

Gambar 2.4 Kurva tegangan regangan teknik

Tegangan () yang dipergunakan pada kurva adalah tegangan membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan tersebut diperoleh dengan cara membagi beban dengan luas awal penampang lintang benda uji. Regangan (e) yang digunakan untuk kurva tegangan-regangan teknik adalah regangan linear rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan panjang ukur (gauge length) benda uji, , dengan panjang awal.

II-6

Kurva Beban Terhadap Pertambahan Panjang

Gambar 2.5 Kurva beban terhadap pertambahan panjang

Karena tegangan dan regangan diperoleh dengan cara membagi beban dan perpanjangan dengan faktor yang konstan, kurva beban terhadap pertambahan panjang akan mempunyai bentuk yang sama seperti kurva tegangan-regangan teknik. Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan adalah kekuatan luluh (y), kekuatan tarik (u), persen perpanjangan, dan pengurangan luas.Kedua terakhir menyatakan keliatan bahan.

II-7

2.2.1.1. Kekuatan Luluh (Yield)

Tegangan dimana deformasi plastis atau batas luluh mulai teramati tergantung pada kepekaan pengukuran tegangan.Sebagian besar bahan mengalami perubahan sifat dari elastis menjadi plastis yang berlangsung sedikit demi sedikit, dan titik dimana deformasi plastis mulai terjadi dan sukar ditentukan secara teliti. Biasanya material akan mengalami luluh pada saat 0,1% sampai dengan 0,2 % lebih panjang daripada saat keadaan diam.

2.2.1.2. Kekuatan Tarik (Ultimate Tensile Strength)

Fenomena ini terjadi pada saat dalam pengujian dicapai suatu titik dimana pengurangan luas penampang lintang lebih besar dibandingkan pertambahan deformasi beban yang diakibatkan oleh pengerasan regang. Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum adalah beban maksimum dibagi luas penampang lintang awal benda uji.

2.2.2. Kurva Tegangan Regangan Sebenarnya

Kurva tegangan regangan teknik tidak memberi indikasi sesungguhnya tentang karakteristik deformasi bahan, sebab kurva tersebut seluruhnya didasarkan atas ukuran asli benda uji, dan ukuran ini terus menerus berubah

II-8

selama pengujian. Dalam proses pengubahan bentuk logam, benda kerja mengalami perubahan yang cukup berarti dalam luas penampang melintang.

Kurva regangan dan tegangan sebenarnya.

Gambar 2.6 Kurva tegangan Regangan Sebenarnya

2.2.3. Penentuan Batas Regangan 0,2 %

Jika suatu bahan saat penaikkan terus-menerus tidak menunjukkan batas batas, maka ditentukan batas regangan 0,2 % seperti halnya dari diagram tarik jika regangan telah putus adalah (e). maka regangan 0,2 %.mempunyai

II-9

perpatahan sepanjang 0,2 %. Perpanjangan diukur pada diagramtarik. Suatu garis pada jarak 0,2 % ditarik sejajar dengan garis modul danakan memotong digram tarik pada tempat data regangan 0,2 %. 2.2.4. Perbedaan Kurva Tegangan-Regangan Teknik Dengan Sebenarnya Tegangan Regangan Sebenarnya

Pada dasarnya kedua kurva tersebut saling melengkapi, yang mana kurva tegangan regangan teknik memberikan gambaran tentang karakteristik tegangan-regangan deformasi logam yang terjadi pada dimensi spesimen sesungguhnya. Pada kejadian sebenarnya logam kurva tegangan - regangan sebenarnya memberikan gambaran akan karakteristik aliran plastis dari suatu specimen serta memberikan gambaran bahwa spesimen masih mengalami pergeseran regangan hingga patah yang dibutuhkan untuk melanjutkan deformasi yang bertambah besar.

z

Gambar 2.7. (a) Tegangan -Regangan Teknik Regangan (b) Tegangan Regangan sebenarny sebenarnya

II-10

Keterangan :

Titik 1 Batas elastis yang didefinisikan sebagai tegangan tertinggi yang diteima spesimen tanpa danya regangan plastis.

Titik 2 Batas Proposional adalah tegangan tertinggi yang masih mengikuti hokum HOOKE . Catatan : Perbedaan batas elastis dan proposional merupakan hasil percobaan yang tergantung pada sensitifitas alat ukur regangan yang digunakan.

Titik 3 Batas elastis JOHNSON didefinisikan sebagai tegangan tertinggi dengan modulus elastis yang besarnya telah turun 50% modulus elastis awal.

Titik 4 Kekuatan luluh ( Offset Yield Point Strenght 0,2% ) adalah perpotongan antara kurva dengan garis yang sejajar modulus elastis awal pada regangan 0,2%.

Titik 5 Kekuatan luluh ( Offset Yield Point Strenght 0,5% ) untuk bahan yang daerah perprosionalnya tidak jelas misalnya tembaga dengan kekuatan luluh 0,5%.

II-11

Titik 6 Kekuatan tarik ( Ultimate Tension Strenght ) adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh spesimen.

Titik 7 Batas regangan seragam,sampai beban maksimum sehingga terjadinya pengecilan luas penampang yang seragam.

Titik 8 Batas keuletan spesimen sehinggga terjadinya pengecilan luas penampang setempat (necking ) sampai spesimen putus ( Facture ). Catatan : semakin besar regangan yang terjadi maka bahan tersebut semakin ulet. Alpha ( ) Modulus elastis suatu bahan yang berpengaruh terhadap elastisitas pembagian tangensial dan tegangan terhadap regangan. Gambar (b), memperlihatkan fenomena luluh yang tajam Yield Strenght Area.

Titik 9 Pada daerah elastis regangan membesar dengan semakin tingginya tegangan sampai titik luluh atas.

Titik 10 Tegangan lurus secara mendadak samapi titik luluh bawah.

Titik 11 Regangan bertambah besar meskipun tegangan semakin besar.

II-12

2.2.5. Sifat-sifat Mekanik Material

Dari kurva tegangan-regangan teknik dan kurva tegangan-regangan sebenarnya dapat ditentukan beberapa sifat mekanik material, yaitu : a. Kekuatan. Kekuatan adalah suatu bahan atau material menahan beban persatuan luas.Dinyatakan dengan dengan satuan kurva N/mm2, Kg/mm2 dan Pa. Kurva tegangan atau beban terhadap regangan (pertambahan panjang) pada baja karbon.

Gambar 2.8 Kurva tegangan regangan

Keterangan : BCT = Baja Carbon Tinggi

BCM = Baja Carbon Medium BCR = Baja Carbon Rendah

= Tegangan = Beban = Regangan

P e

II-13

l

= Pertambahan panjang

b. Keuletan Yaitu kemampuan suatu logam atau material untuk dapat

berdeformasitanpa patah.Cara untuk pengukuran keuletan yang diperoleh dari uji tarikadalah regangan teknik pada saat patah biasanya dinamakan perpanjangan (f)dan pengukuran luas penampang pada patahan (q). Kedua sifat ini didapatkansetelah terjadi patah dengan cara menaruh benda uji kembali yang telah patah.Baik perpanjangan maupun pengurangan luas biasanya dinyatakan dalampersentase. Pada kurva tegangan-regangan beberapa baja karbon dapat

diketahuibahwa BCN BCR BCT e >e >emaka dapat di simpulkan bahwa keuletan BCM >keuletan BCR > keuletan BCT. Cara yang lazim untuk digunakan untukpengukuran keuletan yang diperoleh dari uji tarik adalah :

Keterangan : Af Aolf lo

= luas penampang saat patah = luasa penampang awal = panjang saat patah = panjang awal

II-14

c. Ketangguhan Yaitu kemampuan suatu material untuk menyerap energi pada daerah deformasi plastis dan elastis. Salah satu cara unuk menyatakan ketangguhan adalah meninjau luas keseluruhan dibawah kurva tegangan-regangan. Luas ini menunjukan luas energi tiap satuan volume yang dapat dikenakan pada bahan tanpa mengakibatkan pecah.

Gambar 2.9 Kurva Tegangan Regangan

Untuk logam-logam getas, kadang-kadang tegangan-regangan dianggap

sebagai parabola dan luas kurva t ( u f ) U semua hubungan diatas

hanya pendekatan untuk mengetahui luas dibawah kurva tegangan-regangan.

II-15

Kurva-kurva tersebut tidak menggambarkan perilaku yang sejati pada daerah elastis, karena pembuatan kurva didasarkan pada luas semula.

d. Kelentingan Kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada daerah elastis. Kelentingan biasanya dinyatakan sebagai modulus kelentingan yaitu energy regangan tiap satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol (0) hingga tegangan luluh y .

Gambar 2.10 Kurva Tegangan Regangan

e. Kekakuan Yaitu kemampuan suatu material untuk menahan defleksi

kelendutan.Kekakuan biasanya dinyatakan sebagai ukuran tertentu atau modulus elestisitas.Makin besar modulus elastisitas maka makin kecil

II-16

regangan elastisitas yang dihasilkan akibat pemberian tegangan. Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antar atom, karena gaya-gaya ini tidak dapat diubah tanpa terjadi perubahan mendasar sifat bahannya, maka modulus elastisitas merupakan salah satu dari banyak sifat-sifat mekanik yang tidak mudah diubah. Sifat ini hanya sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan panas, atau pengerjaan dingin.

Gambar 2.11 Modulus ElastisitasE = t. g .

dimana : E = Modulus Elastisitas

2.3

PEGASPegas dapat berfungsi sebagai pelunak tumbukan atau kejutan seperti pada pegas kendaraan, sebagai penyimpan enersi seperti pada jam, sepertipada timbangan, sebagai penegang atau penjepit, sebagai pembagi ratatekanan dan lain-lain. Adapun macam-macam pegas seperti gambar dibawah ini :

II-17

Gambar 2.12 Macam-macam pegas

2.4

PENGUKURAN REGANGAN BERBASIS KOMPUTERAkuisisi data merupakan proses pengumpulan data dari suatu system fisik. Hampir semua ilmuwan bekerja dengan data yang kebanyakan dalam bentuk angka (numerik), dan biasanya dikumpulkan, disimpan dan dianalisis. Pengambilan data hasil pengukuran atau yang lebih popular dikenal sebagai proses akuisisi data. Bentuk yang paling sederhana, akuisisi data dilakukan oleh manusia menggunakan alat tulis langsung dengan mencatat hasil pengukuran dari voltmeter, ohmmeter,atau tampilan instrument lain.

II-18

Proses pengukuran regangan berbasis computer dilakukan karena, pada proses pengukuran regangan secara manual tidak dapat menghasilkan data yang akurat. Karena pada pengukuran yang manual regangan yang akan didapat hanya nilai regangan yang besar. Sedangkan pada pengukuran regangan berbasis computer nilai regangan yang kecilpun akan didapat dan lebih akurat, selain itu data akan lebih cepat terbaca dan tercatat. Berikut ini adalah tata letak alat ukur regangan berbasis computer.

2.14 Tata letak alat ukur regangan berbasis computer Keterangan Gambar : 1. Komputer 2. Perangkat Lunak 3. Kartu ADC 4. Pre-Amplifier 5. Sensor Berdasarkan proses pengukuran regangan berbasis computer, dibutuhkan dua macam perangkat pendukung proses pengukuran yaitu:

II-19

Perangkat keras Perangkat lunak

2.5

SENSORSensor merupakan peralatan atau komponen yang dibuat sebagai sistem pengaturan otomatis.Sensor ini memiliki ketepatan dan kesesuaian yang sangat tinggi. Dalam memilih sebuah sensor harus benar-benar teliti karena akan sangat menentukan kinerja dari sistem pengaturan secara otomatis. Besaran masukan pada kebanyakan sistem kendali adalah bukan besaran listrik, seperti besaran fisika, kimia, mekanis dan sebagainya.Untuk memakaikan besaran listrik pada sistem pengukuran, atau sistem manipulasi atau sistem pengontrolan, maka biasanya besaran yang bukan listrik diubah terlebih dahulu menjadi suatu sinyal listrik melalui sebuah alat yang disebuttransducer.

2.5.1

Klasifikasi Sensor

Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian yaitu: a. sensor thermal (panas) b. sensor mekanis c. sensor optik (cahaya)

II-20

Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu. Contohnya; bimetal, termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photodioda, photo multiplier, photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dsb.

Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level dsb. Contoh; strain gage, linear variable deferential transformer (LVDT),proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb.

Sensor optic atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan. Contoh; photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photomultiplier, pyrometer optic, dsb.

Pengukuran posisi dapat dilakukan dengan cara analog dan digital. Untuk pergeseran yang tidak terlalu jauh pengukuran dapat dilakukan menggunakan cara-cara analog, sedangkan untuk jarak pergeseran yang lebih panjang lebih baik digunakan cara digital. Hasil sensor posisi atau perpindahan dapat digunakan untuk mengukur perpindahan linier atau angular. Teknis perlakuan sensor dapat dilakukan dengan cara terhubung langsung (kontak) dan tidak terhubung langsung (tanpa kontak).II-21

Pada Uji tarik ini yang dibutuhkan adalah jenis sensor mekanis dimana sensor yang digunakan adalah Load Cell. Fungsi dari Load Cell sendiri adalah untuk mengetahui beban maksimum yang bisa diterima oleh suatu material. 2.5.2 Prinsip kerja Load Cell

Ketika adanya beban yang diterima pada suatu benda uji (specimen) yang telah mengalami proses pembebanan dimana kondisi load cell yang sudah terpasang pada mesin uji tarik, akan menerima sinyal masukan berupa sinyal listrik melalui sebuah alat yang disebut transducer. Transducer yaitu pengubah sinyal mekanik diubah menjadi sinyal listrik.Sedangkan sensor yaitu suatu alat penditeksi sinyal dimana sinyal yang diterima berupa sinyal mekanik.

2.5.2.1 Beberapa Contoh Konfigurasi Load Cell

II-22

Tipe jenis load cell yang digunakan pada uji tarik ini adalah S beam load cell, dimana beban maksimum yang bisa diterima dari load cell tersebut adalah 5000 kg.

2.16 Load Cell tipe S

II-23

2.17 Data kapasitas Load cel

2.5.3

Alasan Sensor Load Cell di pilih

Load cell memiliki keistimewaan terutama di kontruksi alat-alat berat. Keuntungan load cell di antara lain yaitu :

Load Cell memiliki kepekaan yang sangat tinggi, dimana load cell memiliki ketepatan dan keakuratan dalam pembacaannya.

Sensor yang bisa menerima beban besar adalah load cell karena asumsi yang kita rencanakan melebihi 1700 kg. Dan load cell ini bisa mendeteksi beban mencapai 5000 kg. Adapun kerterbatasan yang dimiliki oleh load cell yaitu terhadap

energi thermal, karena load cell ini memiliki sensitivitas tinggi, apabila load

II-24

cell terkena temperature yang tinggi akan mengakibatkan kerusan pada load cell, contohnya temperature dari pengelasan, load cell tidak boleh terkena lasan. 2.5.4 Bagaimana Memilih Load Cell Yang Tepat

Beberapa perameter teknis perlu diperhatikan pada saat memilih danmenentukan Load Cell mana yang sesuai untuk pengukuran yang akan dilakukan. Tentunya beberapa yang menjadi pertimbangan adalah jenis material yang menjadi objek, ukuran dimensi benda objek, nilai / besaran yang ingin diperoleh dari hasil pengukuran tersebut.

2.6

SENSOR PROXIMITYProximity adalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek,

proximity Juga biasa di gunakan untuk mendeteksi penghalang berupa dinding atau penghalang lainnya.Sebuah sensor jarak adalah sensor mampu mendeteksi keberadaan benda di sekitarnya tanpa ada kontak fisik. Sebuah sensor jarak sering memancarkan medan elektromagnetik atau listrik, atau sinar radiasi elektromagnetik (inframerah, misalnya), dan mencari perubahan sinyal lapangan atau kembali. Objek yang merasakan sering disebut sebagai target sensor jarak itu. sensor jarak target berbeda permintaan sensor yang berbeda. Sebagai contoh, sensor kapasitif atau fotolistrik mungkin cocok untuk target plastik, sebuah

II-25

sensor jarak induktif membutuhkan target logam logam. Jarak maksimum yang sensor ini dapat mendeteksi didefinisikan "kisaran nominal".Beberapa sensor memiliki penyesuaian dari kisaran nominal atau sarana untuk melaporkan jarak deteksi lulus. Jarak sensor dapat memiliki keandalan yang tinggi dan kehidupan fungsional lama karena tidak adanya bagian mekanik dan kurangnya kontak fisik antara sensor dan merasakan objek. Jarak sensor juga digunakan dalam monitoring mesin getaran untuk mengukur variasi jarak antara poros dan bantalan dukungannya. Hal ini biasa terjadi di turbin uap besar, ak kompresor, dan motor yang menggunakan lengan jenis bantalan. lengan-jenis jarak Sebuah sensor disesuaikan dengan rentang yang sangat singkat sering digunakan sebagai saklar sentuh. Sebuah sensor jarak terbagi dalam dua bagian dan jika dua bagian pindah dari satu sama lain, maka sinyal diaktifkan. Sebuah sensor jarak dapat digunakan di windows, dan ketika jendela terbuka alarm diaktifkan.

Gambar 2.18 Sensor Proximity

II-26

Spesifikasi sensor proximity

II-27

2.7

WEIGHT INDICATORWeight Indicator atau Display yang berfungsi untuk

menterjemahkan regangan yang terjadi pada Load Cell dan mengubahnya menjadi nilai berat. Dan pada aplikasinya dilapangan khususnya dalam pengujian alat uji tarik ini, Weight Indicator memiliki sistem kerja yang lebih komplek. Karena apabila Load Cell hanya memberikan nilai regangan dalam besaran volt, Weight Indicator selain harus menterjemahkan nilai regangan tersebut menjadi angka (diwakili oleh chip Analog to Digital Converter), juga harus memiliki chip Display Controller yang berfungsi untuk memvisualisasikan angka berat penimbangan, yang tentunya kedua chip tersebut dipandu dan dikoordinasikan oleh BIOS (Basic Input Output System). Bahkan beberapa Weight Indicator juga melengkapi diri dengan chip Communication Controller sehingga WeighIndicator memungkinkan untuk dapat berkomunikasi dengan Printer maupun Komputer untuk secara langsung mencetak berat hasil penimbangan maupun untuk komputerisasi dan otomatisasi penimbangan.

II-28

Gambar 2.18 Weight indicator

2.8

KOMPUTER OMPUTERKomputer jenis intel disini sangat berperan dalam proses akuisisi, pengolahan serta analisis data. Arsitektur computer secara garis besar terdiri dari berbagai komponen. Komponen komponen tersebut antara lain: Komponen-komponen Mainboard, yang terdiri dari slot-slot untuk berbagai macam kartu slot slot (card) RAM, berfungsi sebagai memori computer Processor, berfungsi sebagai otak computer Hardisk, berfungsi sebagai tempat penyimpanan data Komputer membaca sinyal dari ADC yang berbentuk sinyal digital,karena dalam semua proses dilakukan oleh computer dalam bentuk digital.

II-29

Gambar 2.19 Komputer

2.9

PERANGKAT LUNAKPerangkat lunak atau program yang digunakan dalam suatu prosesakuisisi data bermacam-macam, disesuaikan dengan jenis program yangdiinginkan. Proses akuisisi data tegangan dan regangan pada tugas akhir ini,memakai perangkat lunak yang telah dibuat terlebih dahulu.

Perangkatlunaknya adalah VISUAL BASIC,. Visual Basic adalah bahasa pemrograman yang digunakan

untukmembuat aplikasi windows yang berbasis Graphical User Interface (GUI).Microsoft Visual Basic merupakanevent-driven

programming

(pemrogramanterkendali event) artinya program menunggu sampai ada respon dari pemakai berupa event (kejadian) yang berhubungan dengan event (prosedur event) akan dijalankan.

II-30

Pada Microsoft Visual Basic terdapat fasilitas API (Application Programming Interface) yaitu sekumpulan fungsi-fungsi eksternal yang terdapat dalam file-file perpustakaan windows atau disebut dengan file library yang dapat digunakan oleh program. Fungsi ini dapat menangani semua yang berhubungan dengan Windows, seperti pengaksesan disk, interface printer, grafik Windows, kotak dialog (buka file, simpan file, memilih font, memilih warna, dan lain-lainnya), Windows shell, setting sistem operasi, penanganan file, mengakses sistem library, mamainkan music dan sebagainya.

2.10 TEORI PENDUKUNG PERHITUNGANBeberapa persamaan yang digunakan dalam analisis hasil uji tarik : 1. Tegangan dan regangan teknik.=

=

2. Tegangan dan regangan sebenarnyas = = ln

Dengan menggunakan persamaan volume konstan Aolo = Ai li Didapat persamaan untuk daerah deformasi seragams= (1+ e) = ln (1+ e)= ln

II-31

3. Hukum Hooke = E.e

4. Hubungan tegangan - regangan sebenarnya (kurva alir)s= K.n

Dengan n adalah eksponen pengerasan regangan. Harga do dan lo diperoleh dari pengukuran dengan mengetahui domaka diperoleh harga AoAo =.

dan l = li lo

Penurunan rumus dalam melakukan analisis hasil uji tarik :Hukum Hooke = E.e

Dimana :

= tegangan

E = Modulus elastisitase = tegangan teknik

Pembuktian : =. .

.

=

, karena

e = dan =

II-32

Hubungan tegangan-regangan sebenarnya (Kurva alir)s= K.n(Kg/mm2)

dimana : K = Koefesien kekuatan n = eksponen pengerasan regangan

= s = =

e=

.(1)

Asumsi volume konstan : Ao lo = Ai li= =

= 1 + .(2)

II-33

BAB III PEMBUATAN DAN PENGUJIAN

3.1

PRINSIP KERJAAlat yang di gunakan untuk mendorong spesimen hingga putus adalah dongkrak ulir yang berkapasitas 3000 Kg, serta pencekam (collet) sebagai penjepit spesimen ketika melakukan pengujian, dan juga data akusisi juga sensor untuk membaca hasil dari pengujian

3.2

PROSES PEMBUATAN KOMPONENProses pembuatan alat uji tarik ini terdapat keunggulan dari alat uji tarik sebelumnya yaitu adanya grafik tegangan-regangan diwaktu spesimen akan putus. Pada proses pembuatan komponen setengah jadi menjadi komponen jadi diperlukan proses produksi. Dalam pembuatan proses produksi ini kita menggunakan beberapa mesin yang sesuai dengan fungsinya masingmasing, seperti : Mesin bubut yang berfungsi untuk proses pembuatan lubang pada kopling cakar, proses pembuatan pengecilan diameter specimen. Mesin Drill yang berfungsi untuk proses pelubangan. Las listrik yang berfungsi untuk menyambungkan beberapa buah material yang lebih dari satu. Gergaji yang berfungsi sebagai pemotong suatu material sesuai ukuran yang diinginkan.III-1

Gerinda yang berfungsi untuk meratakan permukaan.

3.2.1 Pembuatan Poros Poros disini berfungsi sebagai dudukan dari rangka ke baja balok tempat kedudukan penjepit (collet). Pada alat uji tarik ini kita menggunakan 2 buah poros besi pejal dan 2 buah poros stainless stell yang mana masing-masing poros mempunyai 2 ukuran yang berbeda. 1. Poros Besi Pejal Poros penyambung ini awalnya berukuran dengan diameter 35 mm dengan panjang 800 mm. kemudian dilakukan proses pembubutan untuk diameter yang kita inginkan yaitu diameter 30 mm, dan dilakukan pemotongan untuk mengurangi panjangnya sesuai yang kita inginkan yaitu panjang 550 mm. Pada kedua ujung poros ini dibuat ulir yang berfungsi sebagai pengikat poros ke rangka. Dengan ukuran M-30 dan panjang 30 mm untuk ulir bagian bawah, sedangkan ulir bagian atas dengan ukuran M-30 dan panjang 80 mm.

III-2

Gambar 3.1 . 2 Buah poros besi pejal

Bahan

PanjangAwal Akhir

DiameterAwal Akhir

Diameter ulirAtas Bawah

Panjang ulirAtas Bawah

Proses Mesin, bubut, Gergaji besi

Baja pejal

800 mm

550 mm

35 mm

30 mm

M30 mm

M30 mm

30 mm

80 mm

Table 3.1 2 buah poros besi pejal

2. Poros Stainless Steel Poros ini berfungsi sebagai slide yang didorong keatas oleh dongkrak hidrolik untuk menarik spesimen hingga putus. Yang pada kedua ujung atas dan bawah dijepit oleh baja pejal .

III-3

Poros penyambung ini awalnya berukuran dengan diameter 25 mm dengan panjang 1000 mm. kemudian dilakukan proses pembubutan untuk diameter yang kita inginkan yaitu diameter 20 mm, dan dilakukan pemotongan untuk mengurangi panjangnya sesuai yang kita inginkan yaitu panjang 730 mm. Pada kedua ujung poros ini dibuat ulir yang berfungsi sebagai pengikat poros ke rangka. Dengan ukuran diameter ulir M-20 dan panjang 80 mm untuk ulir bagian atas dan bawah

Gambar 3.2. 2 Buah poros stainless steel

III-4

Bahan

PanjangAwal Akhir

DiameterAwal Akhir

Diameter ulirAtas Bawah

Panjang ulirAtas Bawah

ProsesMesin bubut, Gergaji besi

Stainless Steel

1000 mm

730 mm

25 mm

20 mm

M20 mm

M20 mm

80 mm

80 mm

Table 3.2 2 Buah poros stainless steel

3.2.2 Baja Balok Baja balok ini berfungsi sebagai kedudukan penjepit (collet) dan sebagai penahan kedua ujung poros yang dijepit. Pada alat uji tarik ini terdapat 3 buah baja balok dengan ukuran : Balok II dan III ukurannya sama yaitu : Lebar 50 mm, panjang 280 mm dan tinggi 50 mm. Balok I dengan ukuran yaitu : Lebar 50 mm, panjang 430 mm dan tinggi balok 75 mm. 1. Balok I Pada awalnya balok ini mempunyai ukuran panjang yang berbeda yaitu 1000 mm tetapi tinggi balok sama ukurannya 50 mm lebar balok 75 mm. Sehingga dilakukan proses pemotongan sesuai ukuran yang kita inginkan dengan panjang 430 mm. Proses

pemotongan disini menggunakan las asetilen, kemudian bekas pemotongan diratakan dengan menggunakan gerinda tangan supaya permukaan menjadi rata. Pada balok ini terdapat 4 buah lubang dengandiameter yang berbeda. Pembuatan lubang tersebut dengan menggunakan mesin bor. Fungsi balok I ini sebagai tempat dudukanIII-5

penjepit (collet) bagian bawah. Balok I ini tidak bergerak naik atau turun.

Gambar 3.3 Balok I baja pejal

Bahan

PanjangAwal Akhir

TinggiAwal Akhir

LebarAwal Akhir

Proses Las asetilen, Gerinda, Mesin bor

Baja Pejal

1000mm 430mm 50mm

50mm

75mm

75mm

Table 3.3 Balok I baja pejal

2. Balok II dan Balok III Pada balok II dan III awalnya berukuran yang sama seperti balok I diatas, begitu juga dengan proses pengerjaannya. Hanya terdapat ukuran lebar dan panjang yang berbeda dengan balok I, yaitu panjang balok I 430 mm lebar 75 mm, sedangkan balok II dan balok III, panjangnya 280 mm, lebar 50 mm. Fungsi balok II dan III berbeda,

III-6

serta mempunyai jumlah lubang yang berbeda pula,pada balok III terdapat 3 lubang sedangkan pada balok II terdapat 2 lubang. Pada balok II berfungsi sebagai pendorong balok III yang digerakkan oleh dongkrak hidrolik, sedangkan balok III berfungsi sebagai dudukan penjepit (collet),dudukan loadcell serta menarik spesimen uji yang didorong oleh balok I menggunakan

dongkrakdongkrak hidrolik serta poros stainless stell.

Gambar 3.4 Balok II Baja Pejal

Bahan

PanjangAwal Akhir

TinggiAwal Akhir

LebarAwal Akhir

Proses Las asetilen, Gerinda, Mesin bor

Baja Pejal

1000mm 280mm 50mm

50mm

50mm

50mm

Table 3.4 Balok II Baja Pejal

III-7

Gambar.3.5 Balok III Baja Pejal

Bahan

PanjangAwal Akhir

TinggiAwal Akhir

LebarAwal Akhir

Proses Las asetilen, Gerinda, Mesin bor

Baja Pejal

1000mm 280mm 50mm

50mm

50mm

50mm

Table 3.5 Balok III Baja Pejal

3.2.3 Pembuatan rangka 3.2.3.1 Rangka 1 Rangka ini berfungsi sebagai dudukan porosdan dongkrak Ulir. Pembuatan rangka menggunakan baja profil U dan lembaran pelat yang tebal 12 mm. Proses pembuatan rangka ini menggunakan las listrik yang berfungsi untuk menyambungkan beberapa pelat. Alat pemotongan yang digunakan adalah las asetilen, Pada proses meratakanIII-8

permukaan bekas pemotongan las asetilen dan las listrik menggunakan gerinda tangan. Serta proses pelubangan sebagai tempat dudukan poros dan dongkrak hidrolik menggunakan mesin bor, yang telah ditentukan ukurannya oleh pembuat alat uji ini, yaitu dengan panjang 530 mm, lebar 600 mm dan tinggi 155 mm tebal 12 mm.

Gambar 3.6 Rangka dudukan I

Bahan

PanjangAkhir

TinggiAwal Akhir

LebarAwal Akhir

TebalAwal Akhir

Proses Las asetilen, las listrik,

Baja profil U, Awal dan Lembaran 530 pelat mm

530 mm

155 mm

155 mm

600 mm

600 mm

12 mm

12 mm

gerinda, mesin bor

Table 3.6 Rangka Dudukan I

III-9

3.2.3.2 Rangka 2 Rangka ini berfungsi sebagai dudukan motor, Proses pembuatan rangka ini menggunakan Drill untuk pelubangan, lubang dengan diameter 17 mm kemudian untuk dudukan motor menggunakan Freis agar memudahkan motor untuk di gerakkan maju dan mundur. Serta alat pemotongan yang digunakan adalah pemotongan gergaji besi, yang telah ditentukan ukurannya oleh pembuatalat uji ini, yaitu dengan panjang 500 mm, lebar 50 mm tinggi 45 mm, mm, dan tebal 4 mm.Pada proses meratakan permukaan bekas mm.Pada pemotongan menggunakan kikir dan gerinda tangan

Gambat 3.7 Rangka Dudukan II

III-10

Bahan

PanjangAwal Akhir

TinggiAwal Akhir

LebarAwal Akhir

TebalAwal Akhir

Proses Mesin drill, mesin freis, gergaji besi, kikir, gerinda dan

1000 Baja profil U, mm

500 mm

45 mm

45 mm

50 mm

50 mm

4 mm

4 mm

Table 3.7 Rangka Dudukan II

3.2.3.3 Rangka 3 Rangka ini berfungsi sebagai dudukan reduser, Proses pembuatan rangka ini menggunakan Freis sebagai pelubanganagar memudahkan motor untuk di gerakkan maju dan mundur.Serta alat pemotongan yang digunakan adalah gergaji besi, Pada proses meratakan permukaan bekas pemotongan kikir dan gerinda tanganyang telah ditentukan ukurannya oleh pembuatalat uji ini, yaitu dengan panjang 500 mm, lebar 50mm, tinggi 45 mm, dan tebal 4 mm.

III-11

Gambat 3.8 Rangka Dudukan III

Bahan

PanjangAwal Akhir

TinggiAwal Akhir

LebarAwal Akhir

TebalAwal Akhir

Proses Mesin drill, mesin freis, gergaji besi, kikir, gerinda dan

1000 Baja profil U, mm

500 mm

45 mm

45 mm

50 mm

50 mm

4 mm

4 mm

Table 3.8 Rangka Dudukan III

3.2.3.4 Rangka 4 Rangka ini berfungsi sebagai duudkan Bearing( Bantalan ), Bearing( Proses pembuatan rangka ini menggunakan Proses pembuatan rangka ini menggunakan las listrik yang berfungsi untuk menyambungkan beberapa pelat. Alat pemotongan yang digunakanIII-12

adalah gergaji, Pada proses meratakan permukaan bekas proses pemotongan Kikir dan gerinda tangan. Serta proses pelubangan sebagai tempat dudukan Bearing( bantlan ) menggunakan mesin Bearing( bor, yang telah ditentukan ukurannya oleh perancang alat uji ini, perancang yaitu dengan panjang 198 mm, lebar 50 mm dan tinggi 110 mm m tebal 4 mm dan diameter lubang 14 ( jarak antar ujung rangka ke titik pusat lubang 53,5 mm dan jarak antar lubang 91 mm ).

Gambat 3.9 Rangka Dudukan IV

III-13

Bahan

PanjangAwal Akhir

TinggiAwal Akhir

LebarAwal Akhir

TebalAwal Akhir

Proses Las listrik

500 Baja profil U, mm

198 mm

110 mm

110 mm

50 mm

50 mm

4 mm

4 mm

gergaji besi, kikir, gerinda dan

Table 3.9 Rangka Dudukan IV

3.2.4 Pencekam (collet) Pencekam (collet) mempunyai karakteristik khusus yaitu hanya dapat mencekam material yang berpenampang bulat saja, dengan ukuran yang khusus. Yang digunakan dalam pengujian ini adalah ukuran dengan diameter lubang penjepit 12,5 mm, tinggi 40 mm, lehernya tirus dengan kemiringan 4o dengan bahan ST - 37 yang terdiri pencekam (collet) atas dan pencekam (collet) bawah. Pada proses pembuatan ulir dalam digunakan mesin bubut, kemudian penjepit tersebut dibuat berbentuk tirus. Kemudian penjepit ini dibelah menjadi 2 buah penjepit dan membuang sedikit ukurannya dengan menggunakan gergaji mesin. Alat ini menggunakan 2 buah penjepit bagian atas dan bawah

III-14

Gambar 3.10 Collet

Bahan Baja biasa

Diameter lubang penjepit12,5 mm

Tinggi 40 mm

Kemiringan 4

Proses Mesin bubut gergaji besi dan

Table 3.10 Collet

3.2.5 Rumah Dalam Penjepit Rumah penjepit ini berfungsi sebagai tempat dudukan penjepit (collet). Alat ini ada dijual dipasaran, hanya kita membuat ulir luarnya dan tutup rumah yang mempunyai ulir dalam. Denganmenggunakan proses bubut. Rumah yang mempunyai diameter 45 mm dan tinggi 52 mm

III-15

Didalam rumah penjepit ini terdapat pegas yang berfungsi sebagai pendorong collet agar menekan lebih kuat . Alat uji tarik ini menggunakan 2 buah rumah dalam penjepit atas dan bawah.

Gambar 3.11 Unit Penjepit ( Collet )

BahanBaja pejal

Diameter45 mm

Tinggi52 mm

ProsesBubut

Table 3.11 Unit Penjepit ( Collet )

3.2.6 Rumah Luar Penjepit Rumah luar penjepit ini berfungsi sebagai penahan rumah dalam penjepit diwaktu melakukan uji tarik. Komponen ini ada dijual dipasaran. Tetapi tutup rumahnya belum berlubang, sehingga diberi lubang dengan menggunakan mesin bor, diameter lubang 25III-16

mm. Pada rumah luar penjepit bagian atas dilakukan penambahan material setebal 27 mm dimana dibuat juga poros pengikat dengan diameter 20 mm yang berfungsi sebagai pengikat loadcell, kemudian untuk mengikat sensor loadcell dengan balok III dibuat poros berulir sepanjang 100 mm dengan diameter 20

mm,sedangkan pada rumah penjepit luar bagian bawah dilakukan penyambungan dengan cara pengelasan pada balok I.

Gambar 3.12 Poros penghubung load cell dengan balok III

Nama BendaPoros penghubung

Diameter20 mm

Panjang100 mm

ProsesGergaji besi dan Snew

Table 3.12 Poros penghubung load cell dengan balok III III-17

Gambar 3.13 Rumah luar penjepit bagian atas

Nama bendaBaja Pejal

Diameter25 mm

Penambahan material ( Tebal )27 mm

Diameter pengikat20 mm

poros ProsesMesin bor dan Gergaji besi

Table 3.13 Rumah luar penjepit bagian atas

Gambar 3.14 Rumah luar penjepit bagian bawah

III-18

Nama BahanBaja pejal

Diameter Lubang25 mm

ProsesMesin Las dan Mesin Bor

Table 3.14 Rumah luar penjepit bagian bawah

3.2.7 Dongkrak Ulir Dongkrak ulir yang berkapasitas 3000 kgini berfungsi untuk mengangkat dan mendorong beban keatas, untuk memutuskan keatas, spesimen yang akan di uji. Dongkrak ulir yang dipakai pada pengujian tarik ini berkapasitas 3000 Kg dengan mengadopsi dongkrak mobil yang 3000 dimodifikasi. dimodifikasi

Gambar 3.15 Dongkrak Uir

III-19

Nama Benda Dongkrak Ulir

Kapasitas3000 Kg

Table 3.15 Dongkrak Uir

3.2.8

Bearing ( Bantalan ) Bearing atau bantalan merupakan suatu elemen mesin yang

digunakan untuk menahan poros berbeban, beban tersebut dapat berupa beban aksial atau beban radial.Dan juga sebagai peredam pada putaran tinggi dan beban yg besar, biasanya bearing dilengkapi dengan pelumasan agar panas karena gesekan antara bearing dengan poros dapat diminimalisasi. Pada dasarnya material bearing memiliki sifat-sifat sebagai berikut : 1. Tahan terhadap bebas statis maupun dinamis 2. Koefisien gesek rendah 3. Tahan aus 4. Tahan karat

III-20

Gambar 3.16 Bearing ( Bantalan )

Nama Benda Bearing

Sifat-sifat Tahan terhadap bebas statis dan dinamis Koefisien gesek rendah Tahan aus Tahan karat Peredam putaran tinggi dan beban yang besar

Table 3.16 Bearing ( Bantalan )

3.2.9

Kopling Cakar 3.2.9.1 Kopling cakar I Kopling cakar ini meneruskan momen dengan kontak positip (tidak perantaraan gesekan) hingga tidak dapat slip Ada dua

III-21

bentuk kopling cakar, yaitu kopling cakar persegi dan kopling cakar spiral.

Kopling cakar persegi dapat meneruskan putaran dalam dua arah putaran, tetapi tidak dapat dihubungkan dalam keadaan putaran, berputar.Dengan demikian tidak dapat berfungsi sepenuhnya sebagai kopling tak tetap yang sebenarnya.Sebaliknya kopling cakar spiral dapat dihubungkan dalam keadaan berputar, tetapi hanya baik untuk satu putaran saja.Namun demikian karena timbul tumbukan yang besar jika dihubungkan dalam keadaan berputar.

Gambar 3.17 Kopling Cakar I

Nama Benda Kopling Cakar

Nama BahanBaja ( st 50 ) ( 50-1

Jari-jari luar Jari27,5 mm

Jari-jari dalam jari14 mm

Tinggi13 mm

Proses Mesin dan Tap bor

Table 3.17 Kopling Cakar I III-22

3.2.9.2 Kopling cakar II Kopling cakar ini fungsinya sama halnya dengan kopling cakar I tetapi tempat dan fungsinya berbeda dengan kopling cakar I, kopling cakar ini berada diantara motor listrik dan reduser. Berfungsi untuk meneruskan daya putaran dari motor ke reduser Adapun proses pembuatan pasak baut dengan menggunakan drill ( mata bor 6 ) sampai kedalaman titik pusat yang di tentukan sampai perancang kemudian Tap dengan menggunakan mata Tap M 8 dan M 10

Gambar 3.18 Kopling Cakar II

Nama Benda Kopling Cakar

Nama BahanAlMg3

Jari-jari luar Jari27,5 mm

Jari-jari dalam jari14 mm

Tinggi13 mm

Proses Mesin dan Tap bor

Table 3.18 Kopling Cakar II

III-23

3.2.10 Cross joint Cross joint yang dimaksud disini adalah poros penyambung daya yang memungkinkan terjadinya sudut antara pemutar dan yang diputar. Proses pembuatan alur pasak dengan menggunakan mesin skrap yang ukuran panjang, lebar, dan kedalamannya ( L =35 mm, b = 6 mm, dan h = 3 mm )

Gambar 3.19 Cross Joint

Nama Benda Cross Joint

Panjang 35 mm

Lebar 6 mm

Kedalaman 3 mm

Table 3.19 Cross Joint

3.2.11 Poros bertingkat Poros bertingkat ini adalah poros yang menghubungkan cross joint ke dongkrak.yang berguna untuk meneruskan putaran dari reducerIII-24

kemudian di sambungkan ke bearing ( bantalan ) lalu dari bearing ke cross joint . Proses pembuatan poros bertingkat dengan penampang penampang persegi

menggunakn mesin skrap dengan ukuran penampang Lebar 12 mm dan Tinggi 14 mm

Gambar 3.20 Poros bertingkat

Nama Benda Poros Bertingkat

Diameter Awal 14 mm

Luas Penampang Lebar 12 mm Tinggi 14 mm

Proses Gergaji besi, Kikir, Gerinda

Table 3.20 Poros bertingkat

III-25

3.2.12 Alat Pengikat Alat pengikat yang dimaksud disini adalah mur dan baut. Pemilihan mur dan bautsebagai alat pengikat harus dilakukan dengan seksama untuk mendapatkan ukuran yang sesuai. 1. Mur Mur yang digunakan mempunyai beberapa ukuran yaitu M - 20 sebanyak 13 buah,dimana 10 buah yang mengikat poros (slider) ke baja balok,2 buah pengikat pada sensor loadcell,1 buah pengikat loadcell dengan balok III, M - 30 sebanyak 6 buah yang mengikat baja silinder pejal ke landasan dan baja balok, dimana selebihnya menggunakan las

untukpenyambungan pelat pada landasan alat uji dan M 14 sebanyak 12 buah, dimana 4 buah mengikat baut pada motor, 4 buah mengikat baut pada reduser, 2 buah mengikat baut pada rangka 2 yang terhubung dengan rangka 1, dan 2 buah mengikat baut pada Bearing, M 17 sebanyak 8 buah dimana 8 buah mengikat baut sebagai dudukan rangka 3 agar dapat di atur tinggi rendah rangka tersebut.

III-26

Gambar 3.21 Alat pengikat mur

Nama Benda Mur

M-306 Buah

M-20 13 Buah

M-17 8 Buah

M-14 12 Buah

Table 3.21 Alat pengikat mur

2. Baut Baut yang di gunakan disini mempunyai beberapa ukuran yaitu : Baut 17 sebanyak 12 buah, dimana 4 buah mengikat mur pada motor, 4 buah mengikat murpada reduser, 2 buah mengikat mur pada rangka 2 yang terhubung dengan rangka 1, dan 2 buah mengikat mur pada Bearing, Baut 19 sebanyak 8 buah dimana 8 buah mengikat mur sebagai dudukan rangka 3 agar dapat di atur tinggi rendah rangka tersebut, Dan baut L M- 10 sebanyakIII-27

8 buah dimana 2 buah mengikat kopling cakar I, 2 buah mengikat kopling cakar II, 2 buah mengikat dongkrak ulir, dan 2 buah mengikat dudukan relay ( pemutus arus ),

Gambar 3.22 Alat pengikat baut

Nama Benda Baut

Baut 19 8 Buah

Baut 17 12 Buah

Baut L M 10 M--10 8 Buah

Table 3.22 Alat pengikat baut

III-28

3.2.13 Pegas Pada alat uji tarik ini terdapat 4 buah pegas yang berfungsi membantu mengembalikan posisi awal dongkrak setelah melakukan uji tarik, apabila sekrup pada hidrolik diputar kekiri (membuka) sehingga dongkrak ulir turun kembali ke posisi semula. (gambar a) dibawah ini.

Gambar 3.23 Pegas pembalik posisi awal

Didalam rumah penjepit dalam juga terdapat pegas yang berfungsi sebagai pengencang pencekam pada saat spesimen dijepit dan penutup rumah penjepit dikunci. (gambar b) dibawah ini.

III-29

Gambar 3.24 Pendorong cekam Collet

3.2.14

Pengait Pegas Pada komponen ini pengait pegas berfungsi sebagai tempat

dudukan pegas yang terletak pada 2 buah poros stainles steel. Dengan ukuran tinggi 25 mm, diameter dalam 21 mm dan diameter luar 38 mm. Pengait pegas ini berbentuk silinder. Di dinding pengait ini dibuat tuas sebagai dudukan pegas dengan cara di las sebagai pengikat.

III-30

Gambar 3.25 Pengait pegas

Nama Benda Pengait Pegas

BahanStainles Steel

Tinggi 25 mm

Diameter Dalam 21 mm

Diameter Luar 38 mm

Table 3.25 Pengait pegas

3.2.15 Motor Listrik Motor listrik yang digunakan pada alat uji tarik ini adalah motor listrik tiga ( 3 ) fase. Daya yang dihasilkan sebesar 1,5 KW dan putaran sebesar 1400 rpm.

III-31

Gambar 3.26 Motor listrik

Nama Benda Motor listrik 3 fase

Daya 1,5 KW

Putaran 1400 rpm

Table 3.26 Motor listrik

3.2.16 Reduser Fungsi reduser disini adalah mereduksi putaran tinggi menjadi putaran rendah dengan perbandinga rasio roda gigi 1 : 60 ( 1 kali puatan outputnya 60 kali puataran )dengan type 70.

III-32

Gambar 3.27 Reduser

Nama Benda Reduser

Type WPA

Size 70

Rasio 1 : 60

No. 0707

Table 3.27 Reduser

3.2.17 Dudukan 1. Dudukan sensor proximity Dudukan ini berfungsi sebagai pemegang sensor agar sensor dapat sejajar dengan sumbu yang akan di di deteksi. Proses pembuatan dudukan ini menggunakan mesin skrap dengan diameter 12 .III-33

Gambar 3.28 Dudukan sensor

Nama Benda Dudukan Sensor

Nama BahanBesi Biasa

Diameter12 mm

Panjang80 mm

Sudut30

Proses Mesin ,Gergaji, Bubut bor

Table 3.28 Dudukan sensor

2. Dudukan relay ( pemutus arus ) Dudukan relay ini berfungsi sebagai tempat sandaran relay. Proses pembuatan dudukan ini dengan menggunakan mesin bubut dan pembuatan lubang menggunakan drill dengan diameter lubang 6 dan 8 , kemudian dilanjutkan dengan proses tap dengan diameter 10.

III-34

Gambar 3.29 Dudukan relay

Nama Benda Dudukan Relay

Bahan Aluminium

Diameter 6 mm , 8 mm, dan M M10

Proses Bubut Dan Tap , Drill,

Table 3.29 Dudukan relay

3.2.18 Piringan sensor piringan sensor ini berfungsi sebagai pendeteksi sinyal dari sensor proximity. Proses pembuatan piringan sensor ini dengan menggunakan mesin bubut membentuk keliling lingkaran, Drill dengan diameter 6, dan tap dengan diameter 8, setiap jarak antar lubang adalah 30o .

III-35

Gambar Gamba 3.30 Piringan sensor

Nama BendaPiringan Sensor

BahanAluminum

Diameter6 mm dan 8 mm

Jarak Antar Lubang 30

ProsesBubut, Drill, Tap

Table 3.30 Piringan sensor

3.2.19 Pemutus relay Pemutus relay ini berfungsi sebagai pemutus dimana relay I dan relay II apabila menyentuh pemutus relay maka secara otomatis motor akan mati dengan sendirinya.

III-36

Gambar 3.31 Pemutus sensor

3.2.20 Relay 3.2.19.1 Relay I dan II Relay I dan II ini berfungsi sebagai pemutus arus yang naik secara otomatis tanpa memutuskan arus dari motor, agar dongkak tidak terus menerus naik atau turun sesudah specimen yang di uji patah.

III-37

Gambar 3.32 Pemutus sensor I ( Bawah )

Gambar 3.33 Pemutus sensor II ( Atas )

3.2.21 Terminal( colokan listrik 3 fasa ) Terminal ini berfungsi untukmengalirkan arus listrik dari PLN dimana nantinya arusdari PLN di teruskan ke stop kontak.

III-38

Gambar 3.34 Terminal

3.2.22 Stop kontak Fungsinya untuk menghidupkan dan mematikan motor

listrik.untuk, posisi tanda ( ) putaran motor listrik bergerak ke kanan, posisi tanda ( ) putaran motor listrik bergerak ke kiri, dan posisi ( O ) fungsinya mematikan motor.

III-39

Gambar 3.35 Stok kontak

3.2.23 Kabel Fasa Kabel yang di gunakan disini adalah kabel 3 ( tiga) fasa, yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik, kabel ini di hubungkan langsung dari terminal kemudian di sambung ke stok kontak lalu di teruskan ke motor listrik.

`

Gambar 3.36 Kabel III-40

3.2.24 3.2.2 Spesimen aliminium Spesimen uji ini menggunakan bahan aluminium.

Proses pembuatannya dengan cara di bubut dan untu pemotongan untuk menggunakan gergaji besi besi.

Gambar 3.37 Spesimen Uji

Bahan Keseluruh an 160 mm

Panjang Daerah Susut 54 mm Daerah Akhir 50 mm

Diameter Awal 12 mm Susut

Sudut Takikan 30

Proses Bubut dan gergaji besi

Aluminu m

6 mm

Table 3.37 Spesimen Uji

III-41

3.3

SUSUNAN ALATAlat uji tarik ini disusun dari berbagai komponen sederhana yang telah dibuat. Sehingga terbentuk suatu alat uji tarik.

Gambar 3.38 Susunan alat uji tarik

III-42

3.4

PETUNJUK PENGUJIAN3.4.1 Pendahuluan Uji tarik merupakan salah satu pengujian material yang populer dilakukan untuk mendapatkan sifat-sifat mekanik material seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, modulus elastisitas, keuletan, ketangguhan dll. Alat uji tarik ini di rancang untuk menguji kekuatan tegangan dan regangan suatu spesimen yaitu Aluminium yang berbentuk silinder. Dimensi spesimen yang akan digunakan mempunyai ukuran sebagai berikut :

Gambar 3.39 Spesimen uji

Di mana : L : Panjang keseluruhan = 160 mm Panjang daerah sudut = 54 mm Panjang daerah akhir = 50 mm Diameter daerah sudut= 6 mm Sudut takikan Diameter Awal = 3 = 12 mmIII-43

A : B :

D : R C : :

3.4.2 Pengujian Spesimen Pengujian spesimen dilakukan untuk mengetahui kekuatan tarik pada jenis spesimen yang akan di uji. Adapun pengujian spesimen yang dilakukan adalah mengunakan pengujian uji keras dengan metoda uji vickersterbagi dalam 4 titik pengujian dengan beban 0,5 kg dan data yang didapat adalah sebagai berikut :

No 1 2 3 4

Metoda Vickers Posisi 1 Posisi 2 Posisi 3 Posisi 4

pengujian Nilai VHN 67,9 69,5 70,1 73,2

Kekerasan

Jenis spesimen

Rata-rata

280.7/4 = 70

Type 3003 H16[5]

temper

Table 3.38 Pengujian dengan metode Vickers

Dari pengujian didapat bahwa spesimen aluminium yang akan diuji mempunyai harga kekerasannya sebesar 70 kg/mm. Hal ini dapat dikonverst pada tabel Brinell, kemudian didapat nilai kekerasan brinell dan lihat pada tabel aluminium maka didapat bahwa material yang digunakan merupakan aluminium type 3003 dengan temper H16.

Dalam bab ini

dijelaskan langkah-langkah kerja dan persiapan

dalam melakukan pengujian. Hal ini diharapkan akan dapat mempermudah dalam pengoperasian alat uji tarik

III-44

3.4.3 Alat dan Perlengkapan Yang Digunakan Alat yang harus dipersiapkan dalam melakukan pengujian ini antara lain adalah : 1. Alat uji tarik 2. Material uji (spesimen) berbentuk silinder 3. Pencekam (collet), sesuai dengan ukuran material yang akan diuji 4. Akuisi data dan sensor,computer

3.4.5

Skema Sistem Pengujian

Gambar 3. sistem skema pengujian 3.40

III-45

3.4.6

Langkah-Langkah Pengujian

1. Mempersiapkan spesimen uji. 2. Memasangkan sensor loadcell ke balok III dan ke rumah luar penjepit bagian atas. 3. Memasangkan alat perangkat keras uji tarik,dimana kabel load celldimasukan ke chanel 0 pada akuisi data, kabel power supply yang negative dihubungkan ( R )+VS dan yang positifnya dihubungkan ke ( B )GND pada akuisi data,kabel RS 232 dihubungkan ke AGND pada akuisi data dan ke CPU computer.Setelah terpasang sambungkan power supply ke sumber arus 4. Kedua ujung specimen kemudian dijepit (collet) dan dimasukan kedalam unit rumah penjepit. 5. Memasukkan spesimen yang sudah dijepit kedalam rumah luar penjepit . Kemudian tutup rumah luar penjepit tersebut dengan cara diputar agar rumah dalam penjepit tidak bergerak atau goyang. 6. Setelah rumah penjepit terkunci,kemudian menyalakan program sebelum di runing,mengkalibrasi masukan signal yang diterima dari akuisi data sampai didapat harga nol. 7. Setelah proses persiapan program selesai,maka dilakukan uji tarik dengan menggunakan dongkrak ulir, hingga spesimen putus. 8. Setelah spesimen putus,dilakukan pengesafepan data yang

didapat,kemudian diconvert ke microsoft excel untuk pembuatan grafik tegangan regangan.

III-46

9.

Mengeluarkan spesimen uji yang telah putus dari kedua penjepit tersebut.

10.Pengujian selesai,maka outputnya berupa grafik dan tabel. 11. Grafik

Grafik 3.1 Hasil Pengujian

III-47

BAB IV ANALISA

1.

Ketepatan untuk mengkalibrasi load cell sangat penting karena menentukan nilai dari beban yang diberikan pada saat pengujian, Beban yang dikalibrasi harus sebenernya artinya beban berharga 10 kg harus sesuai dengan yang ditampilkan ke indicator yaitu 10 kg pada saat dikalibrasi ke laod cell dengan beban yang diberikan tersebut, sehingga harga yang di dapat tidak merubah nilai pembacaan data kedalam program.

2.

Pemasangan specimen pada alat ujitarik yang diakibatkan kurang sentralnya dudukan pengunci bagian atas sehingga dapat mempengaruhi saat pembacaan sinyal. Untuk mendapatkan pembacaan sinyal yang benar oleh loadcell, maka pemasangan specimen pada alat uji tarik harus benar dan tepat sehingga arah aksis gauge dari loadcell sejajar dengan arah regangan yang akan diukur dari material yang diuji.

3. Kebanyakan specimen yang diuji patahannya sama yaitu berbentuk serabut, karena specimen uji mempunyai sifat putusnya yaitu berserabut pada daerah putusnya,ada juga yang patahannya berupa patahan yang membentuk sudut 45 derajat hal ini dikarenakan tegangan geser maksimumnya terjadi pada sudut 45 derajat.

IV-1

IV-1

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN5.1 Kesimpulan Dari hasil pengujian hasil rancang bangun mengenai alat uji tarik, penulis dapat ,mengambil kesimpulan antara lain : 1. Dalam perhitungan dan pengujian alat uji tarik ini diperlikan sekali suatu ketelitian dan keakuratan untuk menentukan titik sentral dalam menentukan dimensi alat uji tersebut. 2. Dalam pembuatan dudukan collet alat uji tarik ini diperlukan suatu pamasangan specimen yang lebih efisien, dimana hal ini diperlukan supaya dalam pemasangan collet lebih mudah sehingga lebih efisien dalam masalah waktu pemasangan . 3. Alat uji tarik yang dibuat ini, hanya menggunakan spesimen aluminium yang dimensinya sesuai dengan standar ASTM.

V-1

5.2

Saran Alat uji tarik ini masih membutuhkan penyempurnaan dan pengembangan selanjutnya, Maka dari itu berikut ini beberapa saran yang mengkin dapat menjadi pertimbangan dalam pengembangan selanjutnya : 1. Untuk rangkaian elektronik, sebaiknya kurangi pemakaian kabel yang berlebih agar nilai hambatan yang tidak ada tidak terlalu besar sehingga pembacaan akuisi data lebih optimal. 2. Dalam pemakaian sensor dengan data akuisi maupun bahasa

pemograman sebaiknya lebih diperhatikan lagi karena hal tersebut merupakan factor yang penting dalam mengolah suatu data yang lebih optimal. 3. Selain alat uji ini hanya untuk pengujian tarik juga dapat digunakan sebagai pengujian bending dengan syarat merubah dimensi poros dan penambahan 2 buah collet (penjepit) yang sama dengan collet yang digunakan sekarang karena sensor yang digunakan yaitu load cell dapat digunakan pada uji bending.

V-2

DAFTAR PUSTAKA

1. Dieter, G.E., MetalurgiMekanik, Edisiketiga., Erlangga, 1996 2. Dieter, G.E., Engineering Design a Material and Processing Approach, McGraw Hill, inc., London, 1991 3. Lawrence H. Van Vlack., IlmudanTeknologiBahan (IlmuLogamdanBukan Logam), Edisikelima, Erlangga, Jakarta, 1984 4. Sularso., DasarPerencanaan Dan PemilihanElemenMesin, Cetakankesembilan,

PradayaParamita, Jakarta 1997 5. http://www.rajaloadcell.com 6. Rochim. Taufig Teori&Teknologi proses Pemesinan. Penerbit ITB Bandung 1993

LAMPIRANLl.a. Tabel aluminium ultimate tensile strength

1

L1.b

Aluminium uji keras

L2. Tabel Hubungan antara dimensional benda uji tarik yang dipergunakan diantara negara yang berbeda-beda

2

L3 . Tabel Harga modulus elastisitas pada berbagai suhu.

L4. Tabel Sifat mekanis baja pegas

3

L4. Tabel Sifat mekanis bajaPerlakuan panas ('C) Lambang Celup dingin Temper Batas mulur (Regangan permanen Kekuatan tarik (kg/mm1)

Kekerasan