i

RANCANG BANGUN MESIN UJI IMPACT DENGAN BERAT

PENDULUM 8 Kg

PROYEK AKHIR

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Ahli Madya

Disusun Oleh :

AGUS MUSTOFA

2008 - 55 - 026

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2014

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul Proyek Akhir : Rancang Bangun Mesin Uji Impact dengan Berat

Pendulum 8 Kg

Nama : Agus Mustofa

NIM : 2008-55-026

Konsentrasi : Mesin Produksi

Telah layak mengikuti ujian proyek akhir pada program Studi Diploma III Teknik

Mesin Universitas Muria Kudus.

Kudus,.....Maret 2014

Pembimbing I Pembimbing II

Sugeng Slamet., ST., M.T. Rianto Wibowo., ST., M.Eng.

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Proyek Akhir : Rancang Bangun Mesin Uji Impact dengan Berat

Pendulum 8 Kg

Nama : Agus Mustofa

NIM : 2008-55-026

Konsentrasi : Mesin Produksi

Telah diujikan pada ujian Proyek Akhir Ahli Madya pada tanggal ….…………….

dan dinyatakan LULUS pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria

Kudus.

Kudus,........Maret 2014

Ketua Penguji Anggota Penguji I Anggota Penguji II

Ir. Masruki Kabib., M.T. Taufiq Hidayat., ST., M.T. Sugeng Slamet., ST., M.T.

Mengetahui,

iv

LEMBAR PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati penulis mempersembahkan

laporan Proyek Akhir ini kepada :

1. Allah SWT, Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan segala

petunjuknya.

2. Bapak, ibu, kakak, dan adik, beserta seluruh keluarga yang telah memberikan

do’a restu dan motivasi.

3. Seluruh dosen yang terhomat karena telah mendidik dan membimbing penulis

dalam menuntut ilmu.

4. Teman-teman satu seangkatan khususnya teman-teman satu proyek terima

kasih atas dukungannya.

v

MOTTO

1. Ilmu tidak akan datang sendiri jika kita tidak mau mencari.

2. Pendidikan sangat penting untuk meraih masa depan.

3. Teruslah belajar dan jangan takut salah.

4. Menyikapi sesuatu dengan sikap sabar dan berpikir tenang.

5. Suatu permasalahan pasti ada solusinya.

6. Menjalani hidup ini harus dengan semangat dan jangan sampai menyerah.

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini

dengan baik.

Adapun tugas akhir yang penulis buat yaitu Rancang Bangun Mesin Uji

impact dengan berat pendulum 8kg. Tugas akhir ini dibuat sebagai syarat

kelulusan Program D3 Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin Universitas Muria

Kudus.

Terselesainya tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak untuk

itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Bapak Rochmad Winarso., ST., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muria Kudus.

2. Bapak Taufiq Hidayat., ST., M.T. selaku kaprogdi Teknik Mesin, Fakultas

Teknik Universitas Muria Kudus.

3. Bapak Sugeng Slamet., ST., M.T. selaku Dosen pembimbing I yang

dengan sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini.

4. Bapak Rianto Wibowo., ST., M.Eng. selaku Dosen pembimbing II yang

dengan sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini.

5. Segenap Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus

yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap perkuliahan.

6. Kedua orang tua yang memberikan segala dorongan dan kasih sayang

dengan penuh keihklasan.

vii

7. Teman-teman mahasiswa seperjuangan yang telah banyak membantu

sehingga tersusunlah laporan ini.

8. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah

membantu penulis dalam penyusunan laporan ini.

Kami menyadari bahwa dalam penulisan laporan tugas akhir ini masih

banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang

bersifat membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini.

Harapan kami semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis

sendiri dan bagi pembaca pada umumnya. Kurang lebihnya penulis mohon maaf

dan terima kasih.

Kudus, Maret 2014

Penyusun

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................. iii

PERSEMBAHAN..................................................................................... ....... iv

MOTTO .......................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ........................................................................... ......... vi

DAFTAR ISI............................................................................................... ..... viii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii

ABSTRAK .............................................................................................. ........ xiv

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ........................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah .............................................................................. 3

1.4. Tujuan Proyek Akhir ...................................................................... 3

1.5. Sistematika Penulisan ..................................................................... 4

1.6. Rencana desain dan Mekanisme Kerja ............................................ 5

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Uji Impak ........................................................................................ 7

2.2. Macam – macam Pengujian Impak .................................................. 8

2.2.1. Pengujian Impak Metode Charpy ....................................... 8

ix

2.2.2. Pengujian Impak Metode Izod ............................................... 9

2.3. Mesin Uji Impak ............................................................................. 10

2.4. Spesifikasi dan Bagian Utama Alat Uji Impact Charpy.................. 11

2.5. Energi Potensial .............................................................................. 16

2.6. Energi Kinetis.................................................................................. 17

2.7. Energi Mekanis ............................................................................... 19

2.8. Spesimen .......................................................................................... 20

2.9. Mekanisme Alat Uji Impact Charpy ................................................ 22

2.10. Bagian-bagian mesin yang dirancang ............................................ 25

2.10.1. Gaya ...................................................................................... 25

2.10.2. Poros ...................................................................................... 26

2.10.3 Bantalan.................................................................................. 30

BAB III PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN

3.1.Diagram Alir Proses Perancangan ................................................ 33

3.2. Dimensi Pendulum ...................................................................... 34

3.3. Perhitungan Energi ...................................................................... 35

3.4. Menentukan Lengan Pengayun ................................................... 35

3.5. Perancangan dan Perhitungan Poros ............................................ 37

3.6. Perencanaan dan Perhitungan bantalan ....................................... 40

BAB IV PROSES PEMBUATAN

4.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Mesin ........................................ 44

4.2 Alat dan Bahan ............................................................................... 45

4.2.1. Peralatan .............................................................................. 45

x

4.2.2. Bahan ................................................................................... 46

4.3. Proses Pembuatan ......................................................................... 46

4.3.1. Pembuatan Rangka .............................................................. 44

4.3.2. Pembuatan Pendulum .......................................................... 51

4.3.3. Pembuatan Poros ................................................................. 52

4.4. Analisa Ekonomi ........................................................................... 53

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 58

5.2. Saran ................................................................................................ 59

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Rencana Desain Mesin Uji Impak ............................................... 5

Gambar 2.1 Pembebanan Metode Charpy dan Metode Izod ........................... 8

Gambar 2.2 Mesin Uji Impact Charpy ............................................................. 10

Gambar 2.3 Bentuk Takikkan .......................................................................... 11

Gambar 2.4 Alat Uji Impact Tipe Charpy Kapasitas 85 joule ......................... 12

Gambar 2.5 Bagian – bagian utama alat uji impak tipe charpy ....................... 12

Gambar 2.6 Badan Alat Uji Impact Tipe Charpy ............................................ 13

Gambar 2.7 Bearing ......................................................................................... 14

Gambar 2.8 Busur Derajat Dan Jarum Penunjuk ............................................. 15

Gambar 2.9 Pisau Pemukul .............................................................................. 15

Gambar 2.10 Dimensi Alat Uji Impact Tampak Samping ............................... 16

Gambar 2.11 Dimensi Alat Uji Impact Tampak Depan ................................... 16

Gambar 2.12 Gaya Angkat (FA) dan Perpindahan Benda (h) ......................... 17

Gambar 2.13 Energi Kinetis ............................................................................. 18

Gambar 2.14 Energi Mekanis .......................................................................... 20

Gambar 2.15 Arah Beban Impak Charpy ......................................................... 21

Gambar 2.16 Variasi Dimensi Specimen ......................................................... 21

Gambar 2.17 Ilustrasi Skematis Pengujian Impak ........................................... 22

Gambar 2.18 Macam –Macam Bantalan Gelinding ......................................... 32

Gambar. 3.1 Diagram Alir Perancangan dan Perhitungan ............................. 33

Gambar 3.2 design pendulum .......................................................................... 34

xii

Gambar 3.3 Analisa gaya pada poros uji impak .............................................. 37

Gambar 3.4 SFD dan BMD Poros uji impak .................................................. 38

Gambar 4.1. Diagram alir proses pembuatan mesin ........................................ 44

Gambar 4.2. Rangka ......................................................................................... 47

Gambar 4.3 Hasil pengelasan penggabungan rangka mesin .......................... 51

Gambar 4.4 Desain pendulum .......................................................................... 51

Gambar 4.5 Desain poros ................................................................................. 53

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Daftar biaya kebutuhan mesin uji impak ....................................... 54

Tabel 4.2. Biaya Pembelian Komponen ........................................................... 55

Tabel 4.3. Biaya Pembuatan Komponen .......................................................... 56

Tabel 4.4. Biaya Non Produksi ........................................................................ 57

Tabel 4.5. Laba Yang di kehendaki ................................................................. 57

Tabel 4.6. Taksiran Harga Produksi ................................................................. 57

xiv

RANCANG BANGUN MESIN UJI IMPACT DENGAN BERAT

PENDULUM 8Kg

Oleh :

Agus Mustofa

2008-55-026

Pembimbing I : Sugeng slamet., ST., M.T.

Pembimbing II: Rianto Wibowo., ST., M.Eng.

ABSTRAK

Tujuan dari penulisan proyek akhir ini adalah agar mahasiswa mampu

mendesain dan membuat mesin uji impact tipe charpy, mengetahui mekanisme

kerja, dan menganalisa performa alat sekaligus mengkalibrasinya berdasarkan

energi impak spesimen. Situasi sekarang semakin disadari pentingnya faktor

keamanan pada sebuah konstruksi terutama pada pembebanan kejut. Pengujian

impak merupakan analisa bahan untuk mengetahui ketangguhan bahan menerima

beban dinamis karena bahan-bahan yang akan digunakan untuk membangun

sebuah struktur maupun fungsi lainnya harus mampu menahan beban yang akan

diterimanya.

Metodologi yang diterapkan mempunyai empat poin utama, yaitu

perancangan konstruksi, proses pabrikasi, pengambilan data, uji performa dan

kalibrasi. Dari uji performa alat uji impak metode charpy menghasilkan energi 85

Joule.

Dari rancang bangun uji impact didapatkan hasil sebagai berikut : Berat

Pendulum 8 kg, energy yang dihasilkan 85 Joule, standart bahan uji aluminium,

panjang poros lengan pengayun 600 mm diameter 20 mm, poros panjang 400 mm,

diameter 20 mm.

Kata kunci: mesin uji impact charpy, uji impak, uji ketangguhan.