skripsi - repository.unmuhpnk.ac.idrepository.unmuhpnk.ac.id/814/1/skripsi analisa... · vi...
TRANSCRIPT
ANALISA KEKERASAN MATA PISAU BAHAN ST 60 PADA MESIN
PEMOTONG ZINCALUME DENGAN PROSES PERLAKUAN
PANAS ( HEAT TREATMENT )
SKRIPSI
BIDANG MANUFAKTUR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
RAHMAD RAMADHAN
NIM. 151210725
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PONTIANAK
2018
ii
LEMBAR PENGESAHAN
ANALISA KEKERASAN MATA PISAU BAHAN ST 60 PADA MESIN PEMOTONG
ZINCALUME DENGAN PROSES PERLAKUAN PANAS
( HEAT TREATMENT )
SKRIPSI
BIDANG MANUFAKTUR
Ditujukan untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik
RAHMAD RAMADHAN
NIM. 131210582
Skripsi ini telah direvisi dan disetujui oleh para dosen
pada tanggal 14 Agustus 2018
iii
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama lengkap Rahmad Ramadhan, lahir di Meliau,
Kabupaten Sanggau Provinsi Kalimantan Barat pada tanggal 23
Februari 1993. Penulis merupakan anak kedua dari tiga
bersaudara yang dilahirkan dari pasangan Sutarno dan Tukinem.
Penulis sekarang bertempat tinggal di RT X RW III Desa
Meliau Hilir, Kec. Meliau, Kab.Sanggau. Penulis memulai
pendidikan pada tahun 2000 di Sekolah Dasar Negeri 31
Emplasment Meliau, kemudian penulis melanjutkan pendidikan
Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Meliau pada tahun 2006
dan penulis melanjutkan di Sekolah Menengah Atas Negeri 1
Meliau dengan Jurusan IPS dan lulus pada tahun 2012. Pada tahun 2012 penulis melanjutkan
pendidikan di Politeknik Negeri Pontianak mengambil jurusan Teknik Mesin di Program
Studi DIII Teknik Mesin.penulis menyelesaikan Pendidikan di Politeknik Negeri Pontianak
pada tahun 2015.Setelah lulus dari Pendidikan D3 Teknik Mesin Politeknik Negeri
Pontianak, Penulis melanjutkan kembali pendidikan di Universitas Muhammadiyah untuk
mendapatkan gelar S1 dengan Program Studi Teknik Mesin ( Sarjana Teknik )
iv
PERNYATAAN ORISINALITAS SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa sepanjang pengetahuan
saya dan berdasarkan hasil penelusuran berbagai karya ilmiah, gagasan dan masalah
ilmiah yang diteliti dan diulas di dalam Naskah Skripsi ini adalah asli dari pemikiran
saya. tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk
memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara
tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar
pustaka.
Apabila ternyata di dalam naskah Skripsi ini dapat dibuktikan terdapat unsur -
unsur jiplakan, saya bersedia Skripsi dibatalkan, serta diproses sesuai dengan
peraturan perundang-undangan yang berlaku (UU No. 20 Tahun 2003, pasal 25
ayat 2 dan pasal 70).
Pontianak, 14 Agustus 2018
v
LEMBAR IDENTITAS TIM PENGUJI SKRIPSI
JUDUL SKRIPSI :
ANALISA KEKERASAN MATA PISAU BAHAN ST 60 PADA MESIN
PEMOTONG ZINCALUME DENGAN PROSES PERLAKUAN PANAS ( HEAT
TREATMENT )
Nama Mahasiswa : Rahmad Ramadhan
NIM : 151210725
Program Studi : Teknik Mesin
DOSEN PEMBIMBING :
Dosen Pembimbing I : Fuazen, ST., MT.
Dosen Pembimbing II : Gunarto, ST., M.Eng
TIM DOSEN PENGUJI :
Dosen Penguji I : Eko Sarwono, ST., MT.
Dosen Penguji II : Waspodo, ST., MT
Tanggal Ujian : 19 Juli 2018
Pontianak, 19 Juli 2018
vi
RINGKASAN
Rahmad Ramadhan, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Pontianak, Juli 2018, Analisa Kekerasan Mata Pisau Bahan St 60
Pada Mesin Pemotong Zincalume Dengan Perlakuan Panas ( Heat Treatment ) Dosen
Pembimbing : Fuazen, ST., MT dan Waspodo, ST., MT
Mesin pemotong zincalume merupakan mesin tepat guna untuk mempercepat suatu
produksi dalam sistem pemotongan dengan mengunakan alat bantu utama motor
listrik. Pada penelitian ini di lakukan pengujian terhadap mata pisau yang buat
memotong zincalume, dalam pengujian ini di lakukan perlakuan panas ( Heat
Treatment ) dengan pendinginan oli bekas untuk mengetahui kekerasan pada mata
pisau. Pengujian selanjutnya meliputi antara lain : Pengujian Kekerasan, Mikro
Struktur dan Komposisi untuk mengetahui perbandingan kekerasan. Teknik analisa
yang digunakan adalah analisis deskriptif yaitu mendeskripsikan data yang diperoleh,
kemudian dijelaskan dalam bentuk kalimat dan grafik sederhana yang mudah di
pahami oleh pembaca. Dari hasil pengujian di dapatkan perbandingan kekerasan mata
pisau St 60 yang sebelum di Heat Treatment dan sesudah di Heat Treatment sebesar
10 kgf.
Kata kunci: Mesin pemotong zincalume, Heat Treatment, Kekerasan, Komposisi,
Mikro struktur
vii
SUMMARY
Rahmad Ramadhan, Mechanical Engineering Study Program, Faculty of
Engineering, University of Muhammadiyah Pontianak, July 2018, Analysis of Blade
Hardness St 60 Material in Zincalume Cutting Machine with Heat Treatment
(Supervisor): Fuazen, ST., MT and Waspodo, ST., MT
Zincalume cutting machine is the right machine to accelerate a production in a cutting
system by using the main tool of an electric motor. In this study testing of the blades
for cutting zincalume, in this test heat treatment (Heat Treatment) is done by cooling
used oil to find out the hardness of the blade. Subsequent testing includes, among
others: Hardness Testing, Microstructure and Composition to determine the
comparison of violence. The analysis technique used is descriptive analysis that
describes the data obtained, then explained in the form of sentences and simple graphs
that are easily understood by the reader. From the results of the test, get a comparison
of the hardness of the St 60 blade before the Heat Treatment and after the Heat
Treatment is 10 kgf.
Keywords: Zincalume cutting machine, Heat Treatment, Hardness, Composition,
Microstructure
viii
KATA PENGANTAR
Segala puji hanya bagi Allah SWT, karena atas izinnya penulisan skripsi ini
dapat diselesaikan.
Skripsi ini berjudul “ANALISA KEKERASAN MATA PISAU BAHAN ST
60 PADA MESIN PEMOTONG ZINCALUME DENGAN PROSES PERLAKUAN
PANAS ( HEAT TREATMENT )” ditulis dengan maksud untuk memenuhi syarat
guna mencapai gelar Sarjana Teknik Prodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Pontianak.
Selama pengerjaan skripsi penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai
pihak. Untuk itu dalam penulisan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Helman Fachri, SE., MM, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah
Pontianak.
2. Bapak Fuazen, ST., MT selaku Dekan Fakultas dan Dosen Pembimbing
Akademik Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Pontianak.
3. Bapak Waspodo, ST., MT selaku Ketua jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Pontianak.
4. Bapak Fuazen,ST.,MT dan Bapak Gunarto, ST.,M.Eng selaku Dosen Pembimbing
I dan II yang penuh perhatian dan atas perkenaan memberi bimbingan
Pembimbing Utama dalam penyusunan Tugas akhir ini.
5. Bapak Eko Sarwono, ST., MT dan Bapak Waspodo, ST., MT selaku Dosen
Penguji I dan II yang telah memberi masukan yang sangat berharga berupa saran,
ralat, perhatian, pertanyaan , komentar, tanggapan, menambah bobot dan kualitas
karya tulis ini
6. Staf pengajar beserta karyawan/ti Fakultas Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Pontianak.
7. Kedua orang tua tercinta yang telah banyak memberikan doa dan motivasinya
selama penulis menuntut ilmu.
ix
8. Teman-teman Prodi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Pontianak yang tidak sempat penulis sebutkan secara satu-persatu yang juga turut
serta memberikan dorongan dan semangat serta bantuannya dalam penulisan
skripsi ini.
Semoga Allah SWT membalas kebaikan semuanya, jika ada kesalahan
di dalam penulisan skripsi ini maka penulis mengharapkan masukan yang sifatnya
membangun guna penyempurnaannya di masa mendatang.
Akhir kata semoga penulisan skripsi yang berjudul “ANALISA
KEKERASAN MATA PISAU BAHAN ST 60 PADA MESIN PEMOTONG
ZINCALUME DENGAN PROSES PERLAKUAN PANAS ( HEAT TREATMENT )”
ini dapat bermanfaat bagi para mahasiswa Teknik Mesin khususnya dan
masyarakat pada umumnya.
x
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................... ii
LEMBAR PERUNTUKAN ............................................................................................. i i i
LEMBAR ORISINILITAS ............................................................................................. iv
LEMBAR INDENTITAS TIM PENGUJI SKRIPSI .................................................... v
LEMBAR RINGKASAN .................................................................................................. vi
LEMBAR SUMMARY .................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR ...................................................................................................... viii
DAFTAR ISI ..................................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ...................................................................................1
1.2 Rumusan Masalah .............................................................................................2
1.3 Batasan Masalah ...............................................................................................2
1.4 Tujuan ..............................................................................................................2
1.5 Manfaat .............................................................................................................3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................................................4
2.1.1 Heat Treatment .......................................................................................5
2.1.2 Proses - Proses Heat Treatment .............................................................5
2.1.3 Faktor Laju Pendinginan ........................................................................7
2.1.4 Pengujian Kekerasan .............................................................................9
2.1.5 Pengujian Mikro .....................................................................................12
2.1.6 Pengujian Komposisi ..............................................................................13
2.2 Konsep Dasar Perencanaan ...............................................................................14
2.3 Bentuk Dan Kontruksi Mesin ...........................................................................14
2.4 Prinsip Kerja Alat .............................................................................................16
xi
2.5 Dasar Perancangan Mesin .................................................................................16
2.5.1 Perhitungan Tegangan Izin Bahan .........................................................16
2.5.2 Tegangan Yang di Izinkan Suatu Benda ................................................17
2.5.3 Tegangan Geser Yang di Izinkan Poros .................................................17
2.5.4 Momen Puntir ........................................................................................17
2.5.5 Menentukan Diameter Poros...................................................................18
2.6 Konsep Dasar Pembuatan ..................................................................................19
2.6.1 Pembubutan ............................................................................................19
2.6.2 Pengeboran .............................................................................................21
2.6.3 Pengelasan ..............................................................................................22
2.6.4 Penggerindaan ........................................................................................22
2.6.5 Mesin Dan Peralatan Pendukung ...........................................................23
2.7 Komponen Utama Alat .....................................................................................23
2.7.1 Motor Listrik .........................................................................................23
2.7.2 Pillow Block ..........................................................................................24
2.7.3 Reduser .................................................................................................24
2.7.4 Roda Gigi ..............................................................................................25
2.7.5 Mata Pisau .............................................................................................25
2.7.6 Poros .....................................................................................................26
2.7.7 Kerangka Mesin ....................................................................................26
2.7.8 Ulir Penyetel .........................................................................................27
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian ..........................................................................................28
3.1.1 Tempat dan Waktu Penelitian .............................................................28
3.1.2 Alat dan Bahan Pengujian .................................................................28
3.1.3 Langkah – Langkah Dalam Penelitian ................................................29
3.2 Diagram Alir ( flowchart ) .............................................................................30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengujian Mata Pisau ............................................................................33
4.1.1 Heat Treatment ...................................................................................33
4.1.2 Uji Kekerasan .....................................................................................36
4.1.3 Mikro Struktur ....................................................................................39
xii
4.1.4 Uji Komposisi ....................................................................................41
4.2 Data Teknis Perhitungan .............................................................................46
4.3 Analisa Gaya dan Perhitungan ......................................................................46
4.3.1 Perhitungan Perbandingan Putaran Motor Listrik .............................46
4.3.2 Mencari Luas Tembereng .................................................................47
4.3.3 Tegangan Izin Pada Poros .................................................................47
4.3.4 Menghitung Daya Motor ...................................................................48
4.4 Perhitungan Kekuatan Las .........................................................................49
4.5 Proses Pembuatan dan Perakitan ...............................................................50
4.6 Waktu Pengerjaan ......................................................................................50
4.6.1 Mesin Bubut ....................................................................................50
4.6.2 Proses Pengeboran ...........................................................................57
4.7 Proses Pembubutan ......................................................................................58
4.7.1 Proses Pembuatan Rangka ................................................................58
4.7.2 Proses Pembuatan Pisau ...................................................................59
4.7.3 Proses Pembuatan Dudukan Pisau ....................................................60
4.7.4 Proses Pembuatan Poros ...................................................................61
4.7.5 Proses Pembuatan Dudukan Bantalan ..............................................62
4.7.6 Proses Pembuatan Dudukan Mesin ..................................................63
4.7.7 Proses Pembuatan Siku Penahan ......................................................64
4.7.8 Proses Pembuatan Dudukan Ulir ......................................................65
4.8 Keselamatan Kerja ( K3 ) ............................................................................66
4.9 Perakitan ......................................................................................................66
4.10 Finishing ......................................................................................................66
4.11 Estimasi Biaya .............................................................................................67
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ...............................................................................................68
5.2 Saran .........................................................................................................68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Alat Uji Rockwell ........................................................................................10
Gambar 2.2 Alat Uji Brinell ...........................................................................................11
Gambar 2.3 Alat Uji Vickers ..........................................................................................12
Gambar 2.4 Alat Uji Struktur Mikro ..............................................................................12
Gambar 2.5 Kandungan Baja Karbon ...........................................................................13
Gambar 2.6 Kontruksi Mesin ........................................................................................15
Gambar 2.7 Mesin Bubut ..............................................................................................19
Gambar 2.8 Jenis Pahat Bubut .......................................................................................20
Gambar 2.9 Mesin Bor ..................................................................................................21
Gambar 2.10 Mesin Gerinda ...........................................................................................23
Gambar 2.11 Motor Listrik .............................................................................................24
Gambar 2.12 Bearing ......................................................................................................24
Gambar 2.13 Reduser .....................................................................................................25
Gambar 2.14 Roda Gigi ..................................................................................................25
Gambar 2.15 Mata Pisau ................................................................................................26
Gambar 2.16 Poros .........................................................................................................26
Gambar 2.17 Kerangka Mesin ........................................................................................27
Gambar 2.18 Ulir Penyetel Poros ...................................................................................27
Gambar 4.1 Diagram Continuos Cooling ......................................................................34
Gambar 4.2 Proses Heat Treatment ...............................................................................35
Gambar 4.3 Pendinginan ...............................................................................................35
Gambar 4.4 Struktur Baja Karbon Rendah ....................................................................40
Gambar 4.8 Putaran Motor .............................................................................................45
Gambar 4.9 Luas Tembereng ........................................................................................46
Gambar 4.9 Poros ..........................................................................................................47
Gambar 4.10 Rangka .....................................................................................................57
Gambar 4.11 Mata Pisau .................................................................................................58
Gambar 4.12 Dudukan Pisau ...........................................................................................59
Gambar 4.13 Poros ..........................................................................................................60
Gambar 4.14 Plat Dudukan Bantalan ..............................................................................61
Gambar 4.15 Plat Dudukan Mesin ..................................................................................62
xiv
Gambar 4.16 Siku Penahan .............................................................................................63
Gambar 4.17 Dudukan Ulir Penekan ...............................................................................64
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat Mekanisme Baja Struktur ......................................................................17
Tabel 2.2 Faktor-Faktor Koreksi ....................................................................................19
Tabel 2.3 Sifat Minimum Logam Las ............................................................................22
Tabel 3.1 Pengujian Bahan .............................................................................................29
Tabel 4.1 Skala Kekerasan .............................................................................................37
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sebelum Heat Treatment .....................................................38
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Sesudah Heat Treatment ......................................................38
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Sesudah Heat Treatment pada pisau bawah ........................39
Tabel 4.5 Hasil Uji Komposisi .......................................................................................43
Tabel 5.1 Estimasi Biaya ................................................................................................66
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Melihat pada masa sekarang penggunaan zincalume di dunia industri
semakin meningkat, antara lain produk produk rumah tangga yang banyak terbuat
dari zincalume, oleh karena itu maka banyak orang yang memproduksi barang dari
bahan ini, namun pada proses pemotongan zincalume ini masih banyak yang
menggunakan alat yang masih manual seperti gunting dan gerinda.
Penggunaan alat manual ini banyak memakan tenaga dan hasil pemotongan
ya tidak rapi dan membutuhkan waktu yang lumayan lama, sehingga efesiensi
produksi yang di hasilkan akan semakin kecil. Oleh karena itu maka di butuhkan
mesin pemotong zincalume yang dapat membantu dalam proses produksi, sehingga
efesiensi produksi akan tercapai lebih baik
Dalam pembuatan mesin zincalume yang telah ada masih terdapat
kekurangan yang terdapat di bagian mata pisau yang mengunakan bahan baja St 60
sehingga dalam pemotongannyamata pisau tidak tahan lama dan mudah tumpul. Di
dalam permasalahan ini penulis akan redesain mata pisau mesin pemotong
zincalume dengan menggunakan baja St 60 dengan melakukan sistem heatreatment
serta pendinginannya.
Proses heatreatment merupakan proses untuk mengubah struktur logam
dengan jalan memanaskan specimen pada elektrik terance ( tungku ) pada
temperature rekristalisasi selama periode waktu tertentu kemudian di dinginkan
pada media pendingin.
Penulis melakukan proses heatreatment ini dengan temperatur suhu 900º C
dengan penahanan selama 15 menit, kemudian di lakukan pendinginan
menggunakan oli supaya unsur carbon semakin tinggisehingga bahan mata pisau
yang di gunakan bisa bertahan lama dan tidak mudah tumpul. Mesin zincalume
akan sangat membantu dan mempermudah proses pemotongan selain itu mesin ini
juga tidak memerlukan tenaga manusia yang berlebihan , hasil pemotongan juga
akan lebih rapi di banding dengan mengunakan manual, sehingga efesiensi
produktifitas akan meningkat.
2
1.2 Rumusan Masalah
Agar penulisan tugas akhir ini lebih di mengerti , dan adapun permasalahan
yang di hadapi oleh penulis dalam redesain dan membuat mesin pemotong
zincalume ini adalah sebagai berikut
1. Bagaimana cara redesain mata pisau mesin zincalume supaya tahan lama dan
tidak mudah tumpul
2. Mencari nilai kekerasan pada bahan St 60 yang sebelum dan sesudah di Heat
Treatment
3. Mencari nilai Carbon pada bahan St 60 yang sebelum dan sesudah di Heat
Treatment
4. Bagaimana cara merancang mekanisme kerja dari mesin pemotong zincalume
5. Bagaimana cara melakukan perhitungan yang sesuai dengan beban yang akan
terjadi pada mesin pemotong zincalume.
1.3 Batasan Masalah
Agar penulisan tugas akhir ini tidak terlalu meluas ,mengingat waktu yang
relatif singkat, dan keterbatasan ilmu serta kemampuan yang di miliki,untuk itu di
perlukan adanya batasan masalah , di antaranya
1. Plat yang di potong mempunyai ketebalan maksimum 1 mm.
2. Lebar maksimum plat yang akan di potong 40 cm
3. Mesin hanya di gunakan untuk memotong lurus
4. Hanya untuk jenis bahan zincalume
1.4 Tujuan
Tujuan dari redesain dan pembuatan mesin zincalume adalah sebagai berikut
1. Dapat mengubah mata pisau mesin pemotong zincalume
2. Dapat mengaplikasikan ilmu yang di dapat di dalam perkuliahan
3. Dapat menciptakan mesin yang dapat membantu dunia industri
4. Dapat mengetahui kekuatan pada mata pisau
5. Mengetahui pengaruh perlakuan panas
3
1.5 Manfaat
Adapun manfaat dari pembuatan mesin zincalume ini antara lain
1. Bagi mahasiswa,perancangan alat bantu ini merupakan perwujudan dari ilmu
atau teori yang di dapatkan selama perkuliahan dan dapat di jadikan sebagai
modal belajar aktif dalam menginovasi teknologi bidang teknik mesin
2. Bagi jurusan teknik mesin Universitas Muhammadiyah Pontianak ,bermanfaat
untuk pengembangan ilmu, terutama di dalam menginovasi alat bantu produksi
serta dapat di terapkan sebagai ide ide untuk memodifikasi.
3. Bagi industri, sebagai informasi dalam perancangan alat bantu produksi yang
dapat di buat dan di gunakan untuk menghasilkan komponen komponen yang
seragam dengan ukuran yang persisi dalam waktu yang relatif singkat
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Zincalume merupakan hasil pengembangan dari seng ( zinc ) , bertujuan
untuk meningkatkan kualitas maupun estetikanya, maka dari itu seng ( zinc ) di
kembangkan dengan cara mencampurkan bahan seng ( zinc) dengan alumunium,
dari hasil penggabungan dua material ini menghasilkan material yang berdaya
tahan tinggi dan semakin artistik dalam penampilannya
Komposisi campuran bahan dalan zincalume itu sendiri adalah 43,5 persen
seng ( zinc ) dan 55 persen alumunium, serta di tambahkan 1,5 persen silicon.
Zincalume juga memiliki struktur bahan yang lebih lunak/ulet karena bahan
campurannya di dominasi oleh alumunium.
Zincalume memiliki ketahanan terhadap korosi 2-6 kali lebih kuat di
bandingkan dengan seng biasa, selain itu zincalume juga memiliki sifat proteksi
panas yang baik. Oleh karena itu pada zaman sekarang banyak orang yang
menggunakan zincalume sebagai atap rumah, selain itu zincalume juga sering di
gunakan untuk membuat perabotan rumah tangga, karena bahan ini mudah di
bentuk.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ary Setya Kurniawan
,Solichin,Rr. Poppy Puspita sari tentang “Analisis kekuatan tarik dan struktur micro
pada baja akibat perbedaan ayunan elektroda pengelasan SMAW ’’di dapat bahwa
struktur mikro dan makro yang terjadi pada baja menunjukan patah ulet,hal ini
menunjukan dengan banyaknya dimple atau cekungan pada hasil foto struktur
micro daerah patahan.
Berdasarkan penelitian yang di lakuakn oleh Suratman tentang “ Mesin
pemotong zincalume’’ di dapat proses pemotongan yang lurus dengan ketebalan 1
mm dan lebar bisa di sesuaikan dengan keinginan kita sendiri.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Rina Dwi Yani, Tri Pratomo,
Hendro Cahyono tentang “ Pengaruh perlakuan panas terhadap struktur mikro
logam St 60 ’’ di dapat proses perlakuan panas akan mempengaruhi struktur mikro
logam. Dengan adanya perubahan struktur maka baja akan bertambah keras,apabila
kandungan pearlite mendominasi pada logam,maka logam akan menjadi semakin
lunak
5
Untuk menyempurnakan mata pisau yang akan di lakukan buat pemotongan
zincalume maka penulis melakukan beberapa pengujian buat pendukung dalam
pembuatan skripsi, antara lain : Heat Treatment, Kekerasan, Mikro struktur dan
Komposisi
2.1.1 Heat Treatment
Heat Treatment ( perlakuan panas ) adalah salah satu proses untuk
mengubah struktur logam dengan jalan memanaskan specimen pada elektrik
terance ( tungku ) pada temperature rekristalisasi selama periode waktu tertentu
kemudian didinginkan pada media pendingin seperti udara, air, air faram, oli dan
solar yang masing-masing mempunyai kerapatan pendinginan yang berbeda-beda.
Sifat-sifat logam yang terutama sifat mekanik yang sangat dipengaruhi
oleh struktur mikrologam disamping posisi kimianya, contohnya suatu logam atau
paduan akan mempunyai sifat mekanis yang berbeda-beda struktur mikronya
diubah. Dengan adanya pemanasan atau pendinginan degnan kecepatan tertentu
maka bahan-bahan logam dan paduan memperlihatkan perubahan strukturnya.
Perlakuan panas adalah proses kombinasi antara proses pemanasan aatu
pendinginan dari suatu logam atau paduannya dalam keadaan padat untuk
mendaratkan sifat-sifat tertentu. Untuk mendapatkan hal ini maka kecepatan
pendinginan dan batas temperature sangat menetukan.
2.1.2 Proses – Proses Heat Treatment
Ada beberapa proses-proses pada perlakuan pada Heat Treatment yaitu
sebagai berikut
1. Quenching ( pengerasan )
Proses quenching atau pengerasan baja adalah suatu proses pemanasan
logam sehingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk
mendapatkan kehomogenan ini maka audtenit perlu waktu pemanasan yang
cukup.Selanjutnya secara cepat baja tersebut dicelupkan ke dalam media
pendingin, tergantung pada kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk
mencapai kekerasan baja. Ini mencegah proses suhu rendah, seperti
transformasi fase, dari terjadi hanya menyediakan jendela sempit waktu di
mana reaksi ini menguntungkan kedua termodinamika dan kinetis diakses,
dapat mengurangi kristalinitas dan dengan demikian meningkatkan
ketangguhan dari kedua paduan dan plastik (dihasilkan melalui
polimerisasi).
6
Pada waktu pendinginan yang cepat pada fase austenit tidak sempat
berubah menjadi ferit atau perlit karena tidak ada kesempatan bagi atom-
atom karbon yang telah larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan
difusi dan bentuk sementitoleh karena itu terjadi fase lalu yang mertensit,
imi berupa fase yang sangat keras dan bergantung pada keadaan karbon.
2. Anneling
Proses anneling atau melunakkan baja adalah prose pemanasan baja di
atas temperature kritis ( 723 °C )selanjutnya dibiarkan beberapa lama
sampai temperature merata disusul dengan pendinginan secara perlahan-
lahan sambil dijaga agar temperature bagian luar dan dalam kira-kira
samahingga diperoleh struktur yang diinginkan dengan menggunakan
media pendingin
Tujuan proses anneling :
1. Mengeraskan serta ulet
2. Menghilangkan tegangan dalam / sisa
3. Memperbaiki butir-butir logam.
3. Normalizing
Normalizing adalah suatu proses pemanasan logam hingga mencapai
fase austenit yang kemudian diinginkan secara perlahan-lahan dalam media
pendingin udara. Hasil pendingin ini berupa perlit dan ferit namunhasilnya
jauh lebih mulus dari anneling. Prinsip dari proses normalizing adalah
untuk melunakkan logam. Namun pada baja karbon tinggi atau baja paduan
tertentu dengan proses ini belum tentu memperoleh baja yang lunak.
Mungkin berupa pengerasan dan ini tergantung dari kadar karbon.
4. Tempering
Proses tempering adalah pemanasan baja sampai temperature sedikit di
bawah temperature kritis, kemudian didiamkan dalam tungku dan suhunya
dipertahankan sampai merata selama 15 menit. Selanjutnya didinginkan
dalam media pendingin. Jika kekerasan turun, maka kekuatan tarik turun
pula. Dalamhal ini keuletan dan ketangguhan baja akan meningkat.
Meskipun proses ini akan menghasilkan baja yang lebih lemah. Proses ini
berbeda dengan anneling karena dengan proses ini belum tentu memperoleh
7
baja yang lunak, mungkin berupa pengerasan dan ini tergantung oleh kadar
karbon.
Tempering dibagi dalam:
Tempering pada suhu rendah (150-300˚C).
Tujuannya hanya untuk mengurangi tegangan tegangan kerut dan
kerapuhan dari baja. Proses ini digunakan untuk alat alat kerja yang tidak
mengalami beban yang berat, seperti misalnya alat alat potong mata bor
yang dipakai untuk kaca dan lain lain.
Tempering pada suhu menengah (300-500˚C)
Tujuannya menambah keuleatan dan kekerasannya menjadi sedikit
berkurang. Proses ini digunakan pada alat alat kerja yang mengalami
beban berat seperti palu, pahat, pegas pegas(Mustofa Ahmad Ary,2006)
Tempering pada suhu tinggi (500-650˚C)
Tujuannya untuk memberikan daya keuletan yang beasar dan sekaligus
kekerasan menjadi agak rendah. Proses ini digunakan pada roda gigi,
poros, batang penggerak dan lain lain
2.1.3 Faktor- faktor yang mempengaruhi laju pendinginan media pendingin
1. Densitas
Semakin tinggi densitas suatu media pendingin, maka semakin cepat
proses pendinginan oleh media pendingin tersebut.
2. Viskositas
Semakin tinggi viskositas suatu media pendingin, maka laju
pendinginan semakin lambat, Viskositas adalah sebuah ukuran
penolakan sebuah fluida terhadap perubahan bentuk di bawah tekanan
shear. Biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakan
terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam
fluida kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk
mengukur gesekanfluida. Air memiliki viskositas rendah,
sedangkan minyak sayur memiliki viskositas tinggi.Pengaruh
Viskositas dan Density berdasarkan media pendingin:
a. Air garam
8
Air memiliki viskositas yang rendah sehingga nilai kekentalan
cairan kurang, sehingga laju pendinginan cepat dan massa jenisnya
lebih besar dibandingkan dengan media pendingin lainnya seperti
air,solar,oli,udara, sehingga kecepatan media pndingin besar dan
makin cepat laju pendinginannya.
b. Air
Air memiliki massa jenis yang besar tapi lebih kecil dari air garam,
kekentalannya rendah sama dengan air garam. Laju
pendinginannya lebih lambat dari air garam.
c. Solar
Solar memiliki viskositas yang tinggi dibandingkan dengan air dan
massa jenisnya lebih rendah dibandingkan air sehingga laju
pendinginannya lebih lambat.
d. Oli
Oli memiliki nilai viskositas atau kekentalan yang tertinggi
dibandingkan dengan media pendingin lainnya dan massa jenis
yang rendah sehingga laju pendinginannya lambat.
Udara tidak memilki viskositas tetapi hanya memiliki massa jeni
sehingga laju pendinginannya sangat lambat.
Besi cor yang berada pada suhu outektoid yaitu pada suhu 1148 °C
rata-rata mengandung 2,5% - 4% kadar karbon yang kaya besi
mengandung 2,1% berat atau 9% atom. Atom-atom karbon ini larut
secara intertisi dalam besi KPS.Baja yang mengandung 1,2%
karbon dapat mempunyai fasa tunggal pada proses penempaan atau
proses pengerjaan panas lainnya yaitu sekitar 1100°C – 1250°C
pada daerah yang kaya besi 99% Fe dan 1% C diagram Fe-Fe3C
berada dengan diagram lainnya.Perbedaan ini karena besi adalah
paimorf pada daerah 700°C – 900°C. Daerah karbon 0% - 1%.
Pada diagram ini struktur mikro baja dapat diatur.
9
2.1.4 Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan adalah kemampuan suatu bahan terhadap beban
dalam perubahan yang tetap. Ketika suatu benda yang akan diuji diberikan gaya
tertentu yang mendapat pengaruh pembebanan, benda uji akan mengalami
deformasi. Dengan melakukan tekanan pada benda yang diuji maka dapat dianalisis
seberapa besar tingkat kekerasan dari bahan tersebut melalui besarnya beban yang
diberikan terhadap luas bidang yang menerima pembebanan tersebut.
Kita harus mempertimbangkan kekuatan dari benda kerja ketika memilih
bahan benda tersebut. Dengan pertimbangan itu, kita cenderung memilih bahan
benda kerja yang memiliki tingkat kekerasan yang lebih tinggi. Alasannya, logam
keras dianggap lebih kuat apabila dibandingkan dengan logam lunak. Meskipun
demikian, logam yang keras biasanya cenderung lebih rapuh dan sebaliknya, logam
lunak cenderung lebih ulet dan elastis. Pengujian kekerasan ini terbagi menjadi
beberapa pengujian, antara lain :
1. Pengujian Rockwell
Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan
kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap benda uji
(speciment) yang berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan
pada permukaan material uji tersebut
Pengujian kekerasan dengan metode rockwell ini diatur berdasarkan standar
DIN 50103. Tingkat skala kekerasan menurut metode rockwell adalah
berdasarkan pada jenis indentor yang digunakan pada masing-masing skala.
Dalam metode rockwell ini terdapat dua macam indentor yang ukurannya
bervariasi, kedua jenis indentor itu adalah :
a. Kerucut intan dengan besar sudut 1200, dikenal pula dengan “Rockwell
cone”.
b. Bola baja dengan berbagai ukuran, dikenal pula dengan “Rockwell”.
Untuk cara pemakaian skala ini, lebih dahulu ditentukan dan dipilih
ketentuan angka kekerasan meksimum yang boleh digunakan oleh skala
tertentu. Jika pada skala tetentu tidak tercapai angka kekerasan yang akurat,
maka kita tentukan skala lain yang dapat menunjukan angka kekerasan yang
jelas. Sebagaimana rumus tertentu, maka skala memiliki standar atau acuan.
Untuk mendapatkan nilai HRB harus menggunakan sebuah indentor berupa
bola baja yang disepuh dengan ukuran Ø 1/16” dan ini digunakan untuk jenis
10
logam yang tidak mendapatkan perlakuan pengerasan sebelummya (sepuh)
dan untuk semua jenis non-ferrous dalam kondisi padat. Sedangkan untuk
mendapatkan nilai HRC digunakan sebuah indentor kerucut diamond yang
memiliki sudut puncak 120o yang ujungnya dibundarkan dengan jari-jari 0,2
mm dan dipakai untuk menentukan kekerasan baja-baja yang telah dikeraskan.
Gambar 2.1 Alat Uji Rockwell
2. Pengujian Brinell
Metoda uji kekerasan yang di ajukan oleh J.A Brinell pada tahun
1900an ini merupakan uji kekerasan lekukan yang pertamakali banyak
digunakan dan di susun pembakuannya (dieter, 1987). Uji kekerasan ini
berupa pembentukan lekukan pada permukaan logam menggunakan
indentor. Indentor untuk brinell berbentuk bola dengan diameter 10mm,
diameter 5mm, diameter 2,5mm, dan diameter 1mm, itu semua adalah
diameter bola standar internasional.
Bola brinell yang standar internasional tersebut ada 2 bahan
pembuatannya. Ada yang terbuat dari baja yang di keraskan/dilapis
chrom, dan ada juga yang terbuat dari tungsten carbide. Tungsten carbide
lebih keras dari baja, jadi tungsten carbide biasanya dipakai untuk
pengujian benda yang keras yang dikhawatirkan akan merusak bola baja.
Namun untuk pengujian bahan yang tingkat kekerasannya belum
diketahui, alangkah baiknya jika kita mengujinya terlebih dahulu
menggunakan metoda rockwell c, dengan menggunakan indentor kerucut
intan, untuk menghindari rusaknya indentor. Seperti yang kita ketahui
bahwa intan adalah logam yang paling keras saat ini, jadi intan tidak akan
rusak jika di indentasikan ke material yang keras.
11
Uji kekerasan Brinell dilakukan dengan cara menekankan sebuah
bola baja berdiameter 10 mm pada permukaan benda uji (spesimen)
dengan gaya atau beban 3000 kgf untuk besi dan baja, serta dengan
periode waktu tertentu (biasanya 10 - 15 detik).
g
a
Gambar 2.2 Alat Uji Brinell
3. Pengujian Vickers
Metode pengujian kekerasan vickers dilaksanakan dengan cara
menekan benda uji atau spesimen dengan indentor intan yang berbentuk
piramida dengan alas segi empat dan besar sudut dari permukaan-
permukaan yang berhadapan 136°. Penekanan oleh indentor akan
menghasilkan suatu jejak atau lekukan pada permukaan benda
uji.Rentang beban ujj yang digunakan pada pengujian kekerasan vickers
berkisar antara 1 kgf sampaj 120 kgf, dan beban uji yang umum
digunakan adalah 5, 10, 30 dan 50 kgf. Sedangkan waktu penerapan
beban uji (dwell time) standar biasanya dilaksanakan selama 10 -15
detik.
Di dalam pengujian kekerasan vickers perlu diperhatikan mengenai
jarak minimal dari titik pusat jejak ke bagian pinggir spesimen, di mana
menurut standar ASTM adalah sebesar 2,5 kali diagonal jejak. Dan
jarak minimal antara jejak-jejak yang berdekatan juga 2,5 kali diagonal
jejak. Sedangkan menurut standar ISO, jarak minimal dari titik pusat
jejak ke bagian pinggir benda uji adalah 2,5 d untuk baja dan paduan
tembaga dan 3 d untuk logam-logam ringan, sementara jarak minimal
antara jejak adalah 3 d untuk baja dan paduan tembaga, dan 6 d untuk
logam-logam ringan.Ada dua rentang kekuatan yang berbeda, yaitu
12
micro (10g – 1000g) dan macro (1kg – 100kg).
Gambar 2.4 Alat Uji vickers
2.1.5 Struktur Mikro
Struktur mikro merupakan struktur yang dapat diamati dibawah mikroskop
optik.Meskipun dapat pula diartikan sebagai hasil dari pengamatan menggunakan
scanning electron microscope (SEM).Mikroskop optik dapat memperbesar struktur
hingga 1500 kali.
Gambar 2.4 Alat Uji Struktur Mikro
Untuk dapat mengamati struktur mikro sebuah material oleh mikroskop
optik, maka harus dilakukan tahapan-tahapan sebagai berikut :
1. Melakukan pemolesan secara bertahap hingga lebih halus dari 0,5 mikron.
13
Proses
ini biasanya dilakukan dengan menggunakan ampelas secara bertahap dimulai
dengan grid yang kecil (100) hingga gird yang besar (2000). Dilanjutkan
dengan pemolesan oleh mesin poles dibantu dengan larutan pemoles.
2. Etsa dilakukan setelah memperluas struktur mikro. Etsa adalah membilas atau
mencelupkan permukaan material yang akan diamati ke dalam sebuah larutan
kimia yang dibuat sesuai kandungan paduan logamnya. Hal ini dilakukan untuk
memunculkan fasa-fasa yang ada dalam struktur mikro.
Untuk mengetahui sifat dari suatu logam, kita dapat melihat struktur
mikronya.Setiap logam dengan jenis berbeda memiliki struktur mikro yang
berbeda. Dengan melalui diagram fasa, kita dapat meramalkan struktur
mikronya dan dapat mengetahui fasa yang akan diperoleh pada komposisi dan
temperatur tertentu. Dan dari struktur mikro kita dapat melihat :
Ukuran dan bentuk butir
Distribusi fasa yang terdapat dalam material khususnya logam
Pengotor yang terdapat dalam material
Dari struktur mikro kita juga dapat memprediksi sifat mekanik dari suatu
material sesuai dengan yang kita inginkan.
Gambar 2.5 Kandungan baja karbon
2.1.6 Pengujian Komposisi
Pengujian komposisi logam digunakan untuk mengetahui kandungan unsur
yang terdapat dalam logam dasar tersebut. Pengujian komposisi logam dilakukan
dengan mesin uji komposisi yang ada di Politeknik Negeri Pontianak (POLNEP).
Pengujian komposisi dilakukan dengan mesin spektrum komposisi kimia Optical
Emission Spectrometer untuk mengetahui persentase unsur kimia yang terkandung
di dalam spesimen. Unsur unsur yang terkandung di dalam baja sangat
14
mempengaruhi sifat mekanis dari baja yang bersangkutan. Jenis jenis baja pada
umumnya di tentukan berdasarkan kandungan unsur karbon yang terkandungdi
dalam material baja tersebut.
2.2 Konsep Dasar Perencanaan
Dalam perancangan mesin pemotong zincalume, hal hal yang perlu di
perhatikan sebagai berikut
1. Membuat gambar sketsa mesin pemotong zincalume
2. Merencanakan kapasitas pemotong zincalume
3. Menentukan daya/menghitung daya yang di butuhkan oleh mesin pemotong
zincalume
4. Merencanakan bentuk pisau pemotong zincalume
5. Merencanakan jenis jenis material yang di gunakan untuk membuat mesin
pemotong zincalume
6. Merencanakan ukuran roda gigi pisau atas dan pisau bawah
7. Merencanakan ukuran poros dan bearing
8. Survey bahan/material yang di gunakan dalam pembuatan mesin pemotong
zincalume
9. Menghitung biaya yang di butuhkan untuk membuat mesin pemotong
zincalume
10. Merancang dan membuat gambar kerja
2.3 Bentuk dan kontruksi mesin yang di rancang
Mesin pemotong zincalume merupakan salah satu inovasi yang di lakukan
penulis untuk membantu pekerjaan di dunia industri, mengingat pada zaman
sekarang penggunaan zincalume sangatlah banyak, namun dalam proses
pemotongannya masih banyak menggunakan manual, khususnya di lingkungan
industri menengah kebawah , oleh karena itu penulis membuat mesin pemotong
zincalume dengan tujuan dapat membantu dalam proses pemotongan zincalume. Di
dalam pembuatan mesin pemotong zincalumeini masih ada beberapa keuntungan
dan kekurangan dalam penggunaan mesin pemotong zincalume ini, di antaranya :
1. Keuntungan
a. Dapat mempermudah pekerjaan di dalam proses pemotongan zincalume
b. Dapat menghemat waktu pengerjaan
15
c. Meningkatkan produktifitas produksi
2. Kekurangan
a. Harus menggunakan energi listrik untuk mengoperasikan mesin
b. Untuk proses pemotongan plat hanya bisa maksiamal 1 mm dan lebar 40
Gambar 2.6 Kontruksi Mesin
Keterangan :
1. Rangka
2.Dudukan mesin
3.Motor liatrik
4.Reduser
5.Roda gigi
6.Pillow block UCF
7. Pillow block UCT
8. Dudukan pillow block
9.Dudukan penyetel
16
10.Poros penahan
11.Poros atas
12.Poros bawah
13.Kopling
14.Dudukan pisau
15.Mata pisau
16.Poros penyetel
17. Siku penahan
2.4 Prinsip Kerja Alat
Prinsip kerja dari mesin pemotong zincalume ini dimana menggunakan
sistem pisau yang berputar, pisau di sini terdiri dari dua buah pisau atas bawah di
mana pisaunya akan saling bersinggungan karena ada sudut dari pisau maka akan
di hasilkan pemotongan zincalume, pisau di sini di pasangkan pada poros yang
berputar , putaran poros di hasilkan dari motor listrik dan di konversikan ke reduser
agar putaran poros tidak laju. Pisau juga dapat di geser sesuai keinginan pengguna
mesin, sehingga mempermudah untuk melakukan pemotongan sesuai dengan yang
kita inginkan.
2.5 Dasar Dasar Perancangan Mesin Pemotong Zincalume
Setiap melakukan perancangan pada mesin kita harus memperhitungkan
setiap komponen dari bagian mesin pemotong zincalume
2.5.1 Perhitungan tegangan Izin Bahan
Menurut Ferdinand L. Singer,1985, faktor keamanan adalah faktor yang
digunakan untuk mengevaluasi keamanan dari suatu bagian mesin, seorang
perancang harus memahami dan selalu mengaplikasikan pengetahuannya tentang
faktor keamanan guna keselamatan pembuat dan pengguna, nilai atau batas-batas
faktor keamanan telah ditentukan dalam tabel, seorang perancangan harus mengacu
pada standarisasi dan kode-kode yang telah ada.
Jika pengambilan faktor keamanan sangat rendah, maka kemungkinan
kegagalan dalam perencanaan akan menjadi tinggi. Oleh sebab itu, rancangan
strukturnya mungkin tidak diterima. Sebaliknya, bila faktor keamanan sangat besar,
maka pemakaian bahan akan boros dan stuktur menjadi berat sehingga tidak cocok
dari segi fungsi, disamping nilai ekonomisnya lebih mahal.
17
Nilai faktor keamanan yang dipilih minimal adalah 1,0 hingga sampai 15.
Penentuan angka faktor keamanan dipertimbangkan berdasarkan berikut ini :
Kemungkinan pembebanan melampaui batas dari stuktur
Jenis pembebanan (stastis, dinamis, impact).
Ketidaktelitian dalam stuktur.
Variasi dalam sifat-sifat bahan.
Keburukan yang disebabkan oleh kondisi atau efek-efek lingkungan
yang lain.
2.5.2 Tegangan Yang Diizinkan Pada Suatu Benda
Pembebanan tetap sebenarnya dibagi 2 macam, yaitu :
Pembebanan tetap dalam keadaan diam (statis), v = 1 – 4
Pembebanan tetap dalam keadaan bergerak (dinamis), v = 4 – 8
Pembebanan tidak tetap (beban periodik), v = 8 – 10
Pembebanan impak (kejut), v = 10 – 15
Tegangan izin = 𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑙𝑢𝑙𝑢ℎ
𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 𝑘𝑒𝑎𝑚𝑎𝑛𝑎𝑛 =
𝜎𝑢
𝑣
…………………………….2.1
Dimana :𝜎 = tegangan izin, N/𝑚𝑚2
𝜎𝑢 = tegangan bahan, luluh, N/𝑚𝑚2
v= faktor keamanan
Tabel 2.1 Sifat mekanis baja struktur
Jenis Naja
Tegangan putus
minimum, fu
(Mpa)
Tegangan leleh
minimum, yf
(Mpa)
Peregangan
Minimum
( % )
BJ 34
BJ 37
BJ 41
BJ 50
BJ 60
340
370
410
500
600
210
240
250
290
410
22
20
18
16
13
Sumber : Amon dkk, 1996
18
2.5.3 Tegangan geser yang di ijinkan poros
Poros yang di rancang untuk meneruskan daya motor sebesar 0,5
Hp dan bahan poros menggunakan St 37 (𝜎𝑡= 370N/𝑚𝑚2 ). Dimana factor
koreksi yang di ambil dengan perhitungan beban yang terjadi pada poros
sesuai standart ASME adalah sebagai berikut
Faktor ( Fc ) = 1,2
Faktor (𝑠𝑓𝑘1) = 6,0
Faktor (𝑠𝑓𝑘2) = 2,0
Faktor (𝐾𝑚) = 1,5
Faktor ( 𝐾𝑡 ) = 2,0
𝜏𝑔=𝜎𝑡
( 𝑠𝑓𝑘1. 𝑠𝑓𝑘2 )(N/𝑚𝑚2)……………………………………….2.2
2.5.4 Momen Puntir (Torsi)
T = F.r (N.mm)
…………………………………………………………..2.3
Dimana :
F = Gaya (N)
r = jarak lengan (mm)
T = Torsi (Nmm)
(sularso ; 2002 ; 7)
2.5.5 Menentukan Diameter Poros (𝒅𝒔)
Meskipun dalam perkiraan sementara ditetapkan bahwa hanya terdiri
atas momen puntir saja, perlu ditinjau pula apakah ada kemungkinan
pemakaian dengan beban lentur maka dapat dipertimbangkan pemakaian
faktor 𝐾𝑚 yang harganya antara 1,2 sampai2,3. Jika diperkirakan tidak
terjadi pembebanan lentur maka 𝐾𝑚 diambil 1,0.Untuk perancangan poros
diperlukan persamaan untuk tegangan kombinasi puntir dan lentur dengan
memasukkan faktor 𝐾𝑚 dan 𝐾𝑡.
Untuk faktor-faktor koreksi dan tumbuhan (𝐾𝑚 dan𝐾𝑡) dapat di lihat
pada tabel lampiran di bawah ini.
19
Tabel 2.2 Faktor-Faktor Koreksi (𝐾𝑚&𝐾𝑡)
Jenis Pembahasan 𝑲 𝒕 𝑲𝒎
Poros diam
Beban berangsur-angsur 1,0 1,0
Beban kejut 1,5 – 2,0 1,5 – 2,0
Beban bergerak
Beban tenang 1,5 1,5
Beban kejut ringan 1,5 – 2,0 1,5 – 2,0
Beban kejut berat 1,5 – 3,0 1,5 – 2,0
𝑑𝑠 = [1,5
𝜏𝑔.𝐾𝑡.𝐾𝑚.]
1
3
…………….………………………………………..…2.4
Dimana :
𝜏𝑔 = Tegangan geser yang di ijinkan (N/𝑚𝑚2)
𝐾𝑡 = Faktor koreksi untuk momen puntir (1,5)
𝐾𝑚 = Faktor pembebanan Lentur (1,0)
T = momen puntir (N/𝑚𝑚2)
(Sularso 2002 ; 8)
2.6 Konsep Dasar Pembuatan
Dalam proses pembuatan mesin potong zincalume ini melalui proses
permesinan. Adapun mesin perkakas yang digunakan dalam pembuatan mesin
pemotongan plat alumunium ini antara lain :
2.6.1 Pembubutan
Proses pembubutan merupakan proses merubah bentuk benda kerja dengan
cara menyayat benda kerja tersebut. Prisip kerja mesin bubut yaitu benda kerja
yang bergerak, sedangkan pahat bubut hanya dapat di gerakan lurus kedepan
maupun ke samping. Contoh bentuk mesin bubut dapat dilihat pada gambar 2.7
Gambar 2.7 Mesin bubut
20
Adapun bagian –bagian dari mesin bubut adalah sebagai berikut :
1. Bagian-bagian dari mesin bubut
1) Kepala tetap
2) Kepala lepas
3) Eretan
4) Poros pembawa
Menurut sumber (http://an-tika.blogspot.com/2011/07/jenis-jenis-pahat-
bubut.)
Jenis dan bentuk dari pahat bubut dapat dilihat pada gambar 2.8
Gambar 2.8 Jenis pahat bubut
Berdasarkan bentuknya, pahat bubut diatas dari kiri ke kanan adalah :
1. Pahat sisi kanan
2. Pahat pinggul/champer kanan
3. Pahat sisi/permukaan kanan
4. Pahat sisi/permukaan kanan (lebih besar)
5. Pahat ulir segitiga kanan
6. Pahat alur
7. Pahat alur segitiga (kanan kiri)
8. Pahat ulir segitiga kiri
9. Pahat sisi kiri
10. Pahat pinggul kiri
Kecepatan putaran mesin bubut dapat ditentukan oleh beberapa faktor yaitu :
1. Sifat benda kerja
2. Kedalaman pemotongan
3. Jenis pahat bubut yang digunakan
4. Kehalusan permukaan bidang yang diinginkan
21
5. Ketajaman pahat bubut
6. Jenis dan kondisi mesin bubut
Kecepatan potong, (Herman jutz dan eduard scharkus, 1996)
𝑉𝑐 = 𝜋.𝐷.𝑛
1000 ………………………………………………………………..2.5
Sedangkan untuk mencari putaran mesin didapat dengan rumus :
𝑉𝑐 =
1000.𝑉𝑐
𝜋.𝐷 (𝑟𝑝𝑚)…………….………………………………………….2.6
Dimana : Vc = kecapatan potong ( m/menit)
n = putaran mesin (rpm)
𝜋 = konstanta (3,14)
D = diameter benda kerja (mm)
Waktu kerja mesin (herman jutz dan eduard scharkus, 1996)
𝑡𝑚 =𝐿
𝑆𝑛.𝑛……………………………………………………………………2.7
Dimana : 𝑡𝑚 = waktu yang dibutuhkan (menit)
L = panjang pemakanan (mm)
𝑆𝑟 = kecepatan pemakanan (mm/putaran)
n = putaran mesin (rpm)
2.6.2 Pengeboran
Mesin Bor Meja adalah mesin bor yang diletakkan di atas meja. Mesin ini
digunakan untuk membuat lubang benda kerja dengan diameter kecil (terbatas
sampai dengan diameter 16mm). Mesin bor meja digunaka untuk proses bor
sederhana (aplikasi ringan) pada benda kerja yang kecil. Menurut sumber
(http://panicatcampus.blogspot.co.id/2013/07/mesin mesin perkakasproduksi.html)
mesin bor dapat dilihat pada gambar 2.9
Gambar 2.9 Mesin bor
22
N=1000.𝑉𝑐
𝜋.𝑑 ………………………………………………………………….2.8
dimana :
𝑉𝑐 = kecepatan potong (m/menit)
D = diameter bor (mm)
Waktu pengerjaan mesin :
Tm = 𝐿
𝑆𝑟.𝑛 ………………………………………………………………….2.9
tm = waktu kerja mesin (menit)
L = panjang pengeboran (mm)
Sr = pemakanan bor tiap putaran (mm/putaran)
n = putaran mesin bor (rpm)
panjang pengeboran L adalah :
L = 1 + 0,3 d ………………………………………………………….2.10
Dimana :
L = kedalaman pengeboran (mm)
d = diameter bor (mm)
2.6.3 Pengelasan
Pengelesan merupakan salah satucara dalam menyatukan setiap bagian
logam sehingga menjadi satu kesatuan menahan atau menerima beban yang
diterima. Penyatuan dari logam tersebut dapat terjadi dikarenakan adanya tekanan
dan peleburan. Sifat minimun logam las dapat dilihat pada tabel 2.2 dibawah ini :
Tabel 2.2 Sifat minimum logam las
No. Elektroda Kekuatan tarik Kekuatan mulir
Regangan
AWS Kpsi Kpsi %
E60xx 62 50 17 - 25
E70xx 70 57 22
E80xx 80 67 19
E90xx 90 77 14 - 17
E100xx 100 87 13 -
16
E120xx 120 107 14
1 Kpsi = 6.894.757 N/𝑚2
23
a) Tegangan geser kawat las (Elektroda)
𝜏 =1
2×
𝜎𝑏………………………………………………………………..2.11
Dengan :
𝜏 = tegangan geser (N/m2)
𝜎𝑏 = tegangan tarik elektroda (N/mm2)
2.6.4 Penggerindaan
Mesin Gerinda adalah suatu alat ekonomis untuk menghasilkan bahan dasar
benda dengan permukaan dasar maupun permukaan yang halus untuk mendapatkan
hasil dengan ketelitian yang tinggi. Mesin Gerinda dalam pengoprasiannya
menggunakan Mata Gerinda, jadi mesin gerinda merupakan salah satu jenis mesin
perkakas dengan mata potong jamak, dimana mata potongnya berjumlah sangat
banyak yang mana digunakan untuk kemampuan dalam penggunaan untuk
mengasah maupun sebagai alat potong benda kerja. Prinsip kerja mesin gerinda
adalah batu gerinda berputar bersentuhan dengan benda kerja sehingga terjadi
pengikisan, penajaman, pengasahan, pemolesan, maupun pemotongan.
Menurut sumber (hhtp://panicatcampus. Blogspot.co.id/2013/07/mesin
mesin perkakasproduksi.html) mesin gerinda tangan dapat dilihat pada gambar 2.10
Gambar 2.10 Mesin gerinda
2.6.5 Mesin dan Peralatan Pendukung Yang Digunakan
Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan mesin pemotong
zincalume ini adalah sebagai berikut :
1. Mistar Baja dan Penyiku 6. Kikir Kasar 11. Pahat
2. Penggores 7. Kikir halus 12. Mata bor
3. Penitik 8. Palu besi 13.Tap tangan
24
4. Jangka sorong 9. Topeng las 14. Senai
5. Gergaji besi 10.Pahat bubut (HSS) 15. Gerinda tangan
2.7 Komponen Utama Alat
2.7.1 Motor Listrik
Pada motor listrik ini di ubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini di
lakukan dengan mengubah energi listrik menjadi magnet yang di sebut sebagai
elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : katub – katub dari magnet yang
senama akan tolak menolak dan katub – katub tidak sama , tarik – menarik . maka
kita dapat memperoleh gerakan jika menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros
yang dapat berputar, dan magnet lain pada suatu yang tetap
Gambar 2.11 motor listrik
2.7.2 Pillow block
Bearing adalah elemen mesin yang menumpu poros berbeban , sehingga
putaran atrau gerakan bolak balik dapat berlangsung secara halus , aman dan
panjang umur. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta
elemen mesin lainnya bekerja dengan baik.
Gambar 2.12 Bantalan/Bearing
25
2.7.3 Reduser
Reduser merupakan mesin yang sangat penting di alat pemotong zincalume
ini di karenakan reduser yang mengatur cepat lambat ya putaran di alirkan oleh
motor listrik Di dalam mesin pemotong zincalumeharus mengunakan reduser agar
gerak putar porostidak bergerak cepat dan memiliki perbandingan dengan motor
listrik yang di gunakan, apabila terlalu cepat maka pemotonganya tidak rapi.
Gambar 2.13 Reduser
2.7.4 Roda gigi
Roda gigi adalah bagian dari mesin yang berputar yang berguna untuk
mentransmisikan daya. Roda gigi memiliki gigi-gigi yang saling bersinggungan
dengan gigi dari roda gigi yang lain. Dua atau lebih roda gigi yang bersinggungan
dan bekerja bersama-sama disebut sebagai transmisi roda gigi, dan bisa
menghasilkan keuntungan mekanis melalui rasio jumlah gigi. Roda gigi mampu
mengubah kecepatan putar, torsi,dan arah daya terhadap sumber daya. Tidak semua
roda gigi berhubungan dengan roda gigi yang lain
Gambar 2.14 Roda gigi
26
2.7.5 Mata pisau
Mata pisau adalah dari bagian utama dari mesin pemotong zincalume yang
sangat berperan penting, mata pisau yang digunakan dalam pemotongan ini
menggunakan bahan St 60 yang kemudian akan di keraskan, pengerasan yang di
lakukan berfungsi supaya mata pisau tersebut tahan ketajamannya.
Gambar 2.15 Mata pisau
2.7.6 Poros
Poros merupakan sebuah elemen berbentuk silinder pejal yang berfungsi
sebagai tembat duduknya elemen-elemen lain seperti roda gigidan mata
pisau.Hampir semua mesin mengandung mekanisme bergerak/berputar memiliki
poros, dari ukuran kecil sampai ukuran yang besar. Kemudian berdasarkan posisi
dalam mesin, poros bisa di letakan secara horizontal maupun vertical
Gambar 2.16 Poros
27
2.7.7 Kerangka mesin
Kerangka mesin merupakan dudukan dari semua semua komponen seperti
motor listrik, poros, reduser dan komponen lainnya.Kerangka terbuat dari bahan
baja , dalam pembuatan rangka ini terlebih dahulu memperhitungkan spesifikasi
dalam pembuatannya
Gambar 2.17 Kerangka mesin
2.7.8 Ulir penyetel poros
Di dalam pemotongan zincalume ini untuk mengatur seberapa tebal
zincalume yang akan kita potong maka akan di lakukan penyetelan poros bawah,
untuk melakukan penyetelan maka ulir prnyetel yang telah terhubung ke poros di
putar agar dapat menentukan berapa ukuran yang kita inginkan .Bahan yang di
gunakan dalam pembuatan ulir penyetel ini menggunakan St 37.
Gambar 2.18 Ulir penyetel poros
28
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Metode penelitian merupakan tata cara bagaimana suatu penelitian akan di
laksanakan dengan cara mengumpulkan informasi yang aktual secara rinci yang
melukiskan gejala yang ada dengan cara melakukan pendekatan atau wawancara
,dalam penelitian ini ada beberapa yang perlu di perhatiakn, diantaraya
3.1.1 Tempat dan waktu penelitian serta pembuatan alat
Penelitian ini di laksanakan di lab dan bengkel Politeknik Negeri Pontianak
,penulis melalukan pengujian bahan material mata pisau St 60 yang akan di buat
untuk komponen mesin pemotong zincalume, serta melakukan perancangan dan
pembuatan ulang, dalam melakukan pembuatan ulang mesin di perlukan waktu
kurang lebih 3 bulan.
3.1.2 Alat dan Bahan pada pengujian dan pembuatan mesin
1. Alat dan bahan pengujian Heat Treatment
Baja St 60
Mesin Heat Treatment
Oli bekas
Penjepit
2. Alat dan bahan pada pembuatan mesin pemotong zincalume
Gambar rancangan
Baja St 60
Baja St 37
Plat
Sarung tangan
Kaca mata las
Mesin las
Mesin frais
Mesin gerinda
Mesin bubut
Mesin bor
29
Meteran
Pengaris siku
Elektroda
Mata gerinda
3.1.3 Langkah langkah dalam penelitian
Langkah langkah yang akan di lakukan dalam penelitian yang di hadapi
dalam rancang bangun mesin pemotong zincalumedan pengujian bahan sebagai
berikut
1. Memahami proses atau paduan dalam melakukan pengerasan atau Heat
Treatment
2. Memahami cara kerja mesin Heat Treatment
3. Suhu temperature harus di sesuaikan menurut paduan buku
4. Memahami proses mesin pemotong zincalumeyang baik dan benar
5. Membuat gambar desain awal dari mesin pemotong zincalume
6. Menghitung komponen komponen baik ukuran, kekuatan termasuk pemilihan
bahan material dari mesin yang di rancang
7. Gambar akhir, baik gambar komponen maupun gambar assembeling dari
mesin pemotong zincalume
8. Perhitungan biaya pembuatan mesin pemotong zincalume
Tabel 3.1 Pengujian pada bahan St 60 yang terdapat di mata pisau
Sample Beban minor beban mayor Total Hasil
Pengujian F0 (kgf) F1(kgf)
30
3.2 Diagram Alir (flow chart)
Dalam proses perancangan mesin pemotong zincalume ini terlebih dahulu
harus mengumpulkan data dan spesifikasi dari alat, seperti perhitungan daya motor
listrik yang cocok dengan perbandingan dari mesin reduser yang bisa
mempengaruhi putaran poros, dari bahan atau bacterial yang kita gunakan harus
benar-benar dapat memenuhi kenerja mesin, bahan yang di gunakan dalam
pembuatan mesin pemotong zincalume ini anatara lain baja St,60 dan St 37. Bahan
St 60 di gunakan dalam pembuatan mata pisau pemotong , karena mata pisau yang
di buat harus memiliki kekuatan yang tinggi supaya mata pisau yang gunakan tidak
mudah tumpul, bahan ini juga harus di lakukan sistem pengerasan yang di sebut
Heat Treatment. Sedangkan bahan St 37 dapat di gunakan dalam pembuatan ,
poros, ulir penyetel, poros penahan, kopling.
Konsep dasar dalam pembuatan mesin pemotong zincalume ini antara lain
proses pembubutan, frais, las, gerinda, pengeboran. Proses pembuatan merupakan
tahap-tahap yang perlu di lakukan di dalam pembuatan mesin zincalume, dengan
tujuan agar proses pembuatan lebih teratur sehingga tidak menimbulkan hal-hal
yang tidak di inginkan seperti waktu yang terbuang ataupun kecelakaan kerjayang
mungkin saja terjadi. Dalam perakitannya sendiri merupakan kegiatan yang di
lakukan setelah pembuatan selesai dimana di dalam perakitan sendiri harus
menentukan bagian-bagian mana yang harus di assembly terlebih dahulu.
Dalam suatu kegiatan perancangan dan pembuatan mesin pemotong
zincalume ini penulis menerapkan sistem flowchart yang dapat membantu kenerja
kita dalam susunan kegiatan yang akan kita lakukan. Berikut flowchart dari
perancangan dan pembuatan mesin pemotong zicalume yang telah di buat
31
MULAI
DESAIN GAMBAR KOMPONEN
SESUAI
Tidak
A
Studi literature dan observasi lapangan
Persiapan
Baja bahan ST 60
Proses Heat treatment
Uji Struktur Mikro Uji Kekerasan
Analisa Data
Hasil dan pembahasan
Uji Komposisi
32
Gambar 3.1 Diagram Alir (flow chart)
Tidak
Ya
SELESAI
PEMBUATAN KOMPONEN
1. Proses pembuatan rangka
2. Proses pembuatan poros atas/bawah
3. Proses pembuatan dudukan ulir penekan
4. Proses pembuatan mata pisau
5. Proses pembuatan roda gigi
6. Proses pembuatan dudukan pillow block
7. Proses pembuatan dudukan pisau
8. Proses pembuatan rangka dudukan mesin
9. Proses pembuatan kopling
10. Proses pembuatan pengarah
PERAKITAN
ALAT BEKERJA
SESESUAI YANG DI
RENCANAKAN
A
UJI COBA
33
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data pengujian bahan mata pisau
Untuk mengetahui kekerasan pada bahan St 60 yang terdapat pada mata pisau
mesin zincalume, penulis melakukan beberapa pengujian di Laboratorium
pengujian bahan Politeknik Negeri Pontianak, diantaranya :
1. Heat Treatment
2. Uji kekerasan
3. Uji mikro struktur
4. Uji komposisi
4.1.1 Heat Treatment
Heat Treatment merupakan suatu metode yang di gunakan sifat fisik, dan
kadang kadang sifat kimia dari suatu material.Secara umum perlakuan panas
adalah memanaskan atau mendinginkan material, biasa dalam suhu ekstrem, untuk
mencapai hasil yang di inginkan seperti pengerasan atau pelunakan material
.Perlakuan panas sengaja di lakukan untuk tujuan mengubah sifat secara khusus,
tujuannya untuk mengubah sifat struktur logam . Dalam hal ini penulis melakukan
pengerasan dengan sistemquenching
1. Quenching
Proses quenching atau pengerasan baja adalah suatu proses pemanasan
logam sehingga mencapai batas austenit yang homogen. Untuk mendapatkan
kehomogenan ini maka audtenit perlu waktu pemanasan yang
cukup.Selanjutnya secara cepat baja tersebut dicelupkan ke dalam media
pendingin, tergantung pada kecepatan pendingin yang kita inginkan untuk
mencapai kekerasan baja. Ini mencegah proses suhu rendah, seperti
transformasi fase, dari terjadi hanya menyediakan jendela sempit waktu di
mana reaksi ini menguntungkan kedua termodinamika dan kinetis diakses,
dapat mengurangi kristalinitas dan dengan demikian meningkatkan
ketangguhan dari kedua paduan dan plastik (dihasilkan melalui polimerisasi).
Pada waktu pendinginan yang cepat pada fase austenit tidak sempat
berubah menjadi ferit atau perlit karena tidak ada kesempatan bagi atom-atom
karbon yang telah larut dalam austenit untuk mengadakan pergerakan difusi
34
dan bentuk sementitoleh karena itu terjadi fase lalu yang mertensit, imi
berupa fase yang sangat keras dan bergantung pada keadaan karbon.
Dalam prakteknya proses pendinginan pada pembuatan material baja
dilakukan secara menerus mulai dari suhu yang lebih tinggi sampai dengan
suhu rendah.Pengaruh kecepatan pendinginan manerus terhadap struktur
mikro yang terbentuk dapat dilihat dari diagram Continuos Cooling
Transformation
Gambar 4.1 Diagram Continuos Cooling Transformation
Penjelasan diagram :
Pada proses pendinginan secara perlahan seperti pada garis (a) akan
menghasilkan struktur mikro perlit dan ferlit.Pada proses pendinginan
sedang, seperti, pada garis (b) akan menghasilkan struktur mikro perlit dan
bainit.Pada proses pendinginan cepat, seperti garis ( c ) akan menghasilkan
struktur mikro martensit.Sistem pendinginan produk baja secara cepat
dengan cara penyemprotan air pada pencelupan serta perendaman produk
yang masih panas kedalam media air atau oli. Sistem pendinginan ini
seperti garis-c diagram diatas di namakan proses quenching
Dari perlakuan quenching yang telah di lakuakn supaya baja yang di
lakukan pengujian agar menjadi ulet dank eras, supaya dalam pemotongan
zincalume bisa bertahan lama
35
Gambar 4.2 Proses Heat Treatment
Di dalam proses ini temperature suhu pada saat melakukan Heat Treatmen sebesar
900º C ,dengan penahan selama 15 menit
Gambar 4.3 Pendinginan mengunakan oli
Media Pendingin Proses quenching dilakukan pendinginan secara cepat
dengan menggunakan media udara, air sumur, oli dan larutan garam. Kemampuan
suatu jenis media dalam mendinginkan spesimen bisa berbeda-beda, perbedaan
kemampuan media pendingin di sebabkan oleh temperatur, kekentalan, kadar
larutan dan bahan dasar media pendingin. Semakin cepat logam didinginkan maka
akan semakin keras sifat logam itu. Karbon yang dihasilkan dari pendinginan cepat
lebih banyak dari pendinginan lambat. Hal ini disebabkan karena atom karbon
tidak sempat berdifusi keluar, terjebak dalam struktur kristal dan membentuk
struktur tetragonal yang ruang kosong antar atomnya kecil, sehingga kekerasannya
meningkat.
36
4.1.2 Uji Kekerasan
Pengujian ini yang paling efektif karena dengan pengujian ini, kita dapat
dengan mudah mengetahui gambaran sifat mekanis suatu material.Meskipun
pengujian hanyak di lakukan suatu titik.Penulis melakukan pengujian ini agar
mendapatkan perbandingan kekerasan antara bahan St 60 yang belum di Heat
Treatment dengan yang sesudah di Heat Treatment. Adapun pengujian kekerasan
yang di lakukan oleh penulis adalah pengujian Rockwell
1. Pengujian Rockwell
Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan
kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap benda uji
(speciment) yang berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan
pada permukaan material uji tersebut
Pengujian kekerasan dengan metode rockwell ini diatur berdasarkan standar
DIN 50103. Tingkat skala kekerasan menurut metode rockwell adalah
berdasarkan pada jenis indentor yang digunakan pada masing-masing skala.
Dalam metode rockwell ini terdapat dua macam indentor yang ukurannya
bervariasi, kedua jenis indentor itu adalah :
a. Kerucut intan dengan besar sudut 1200, dikenal pula dengan “Rockwell
cone”.
b. Bola baja dengan berbagai ukuran, dikenal pula dengan “Rockwell”.
Untuk cara pemakaian skala ini, lebih dahulu ditentukan dan dipilih
ketentuan angka kekerasan meksimum yang boleh digunakan oleh skala
tertentu. Jika pada skala tetentu tidak tercapai angka kekerasan yang akurat,
maka kita tentukan skala lain yang dapat menunjukan angka kekerasan yang
jelas. Sebagaimana rumus tertentu, maka skala memiliki standar atau acuan.
Untuk mendapatkan nilai HRB harus menggunakan sebuah indentor berupa
bola baja yang disepuh dengan ukuran Ø 1/16” dan ini digunakan untuk jenis
logam yang tidak mendapatkan perlakuan pengerasan sebelummya (sepuh)
dan untuk semua jenis non-ferrous dalam kondisi padat. Sedangkan untuk
mendapatkan nilai HRC digunakan sebuah indentor kerucut diamond yang
memiliki sudut puncak 120o yang ujungnya dibundarkan dengan jari-jari 0,2
mm dan dipakai untuk menentukan kekerasan baja-baja yang telah dikeraskan.
37
Tabel 4.1 Skala kekerasan pengujian Rockwell
Skala Indentor Beban minor Beban mayor Beban total
F0(kgf) F1 (kgf) Total F (kgf )
A Kerucut intan 10 50 60
B Bola baja 1/6 10 90 100
C Kerucut intan 10 140 150
D Kerucut intan 10 90 100
E Bola baja 1/8 10 90 100
F Bola baja 1/16 10 50 60
G Bola baja 1/16 10 140 150
H Bola baja 1/8 10 50 60
Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pengujian ini sebagai berikut:
Menyiapkan sampel yang akan dilakukan pengujian.
Sebelum melakukan pengujian permukaan sampel dibuat menjadi rata
menggunakan amplas 120.
Meletakkan sampel pada dudukan rockwell.
Memutar dudukan Rockwell hingga panah pada dial gauge menunjukkan
pada titik merah.
Setelah itu memutar tuas unloading ke arah loading dan menunggu panah
yang berputar hingga berhenti. Lalu kemabali memutar tuas ke arah
unloading.
Melihat hasil pembacaan yang ditunjukkan oleh panah pada dial gauge.
Melakukan pengulangan masing-masing lima kali penjejakan dengan
daerah yang berbeda-beda.
Adapun hasil pengujian Rockwelldengan penahanan 10 detik yang
telah di lakukan di Politeknik Negeri Pontianak sebagai berikut
38
Tabel 4.2 Hasil pengujian sebelum Heat Treatment
Sample Beban minor beban mayor Total Hasil
F0 (Kgf) F1(Kgf) ( Kgf ) ( Kgf )
1 10 50 60 38,5
2 10 50 60 38
3 10 50 60 39
4 10 50 60 39
5 10 50 60 38
Rata-rata= 38,5 Kgf
THB = 130−(ℎ1−ℎ0)
0,02
THB = 38,5
(ℎ1−ℎ0) = (130 – THB )0,02
(ℎ1−ℎ0) = (130 – 38,5 )0,02
(ℎ1−ℎ0) = 1,83 mm
Jadi rata – rata kedalaman hasil pengujian sebelum di Heat treatmentadalah
1,83 mm
Tabel 4.3 Hasil pengujian sesudah Heat Treatment pada mata pisau atas
Sample Beban minor beban mayor Total Hasil
F0 (kgf) F1(Kgf) ( Kgf ) ( Kgf )
1 10 50 60 49
2 10 50 60 49
3 10 50 60 47
4 10 50 60 49,5
5 10 50 60 50,5
Rata-rata = 49 Kgf
THB = 130−(ℎ1−ℎ0)
0,02
THB = 49
(ℎ1−ℎ0) = (130 – THB ) 0,02
(ℎ1−ℎ0) = (130 – 49 ) 0,02
39
(ℎ1−ℎ0) = 1,62 mm
Jadi rata – rata kedalaman hasil pengujian sesudah di Heat treatment pada
mata pisau atas adalah 1,62 mm
Gambar 4.4 Grafik nilai kekerasan pada pengujian Bahan St 60
4.1.3 Mikro Struktur
Penulis melakukan Uji Mikro Struktur agar penulis dapat melihat perbedaan
kandungan karbon pada bahan St 60 yang sebelum dan sesudah di Heat
Treatment.Untuk dapat mengamati struktur mikro sebuah material oleh mikroskop
optik, maka harus dilakukan tahapan-tahapan sebagai berikut :
1. Melakukan pemolesan secara bertahap hingga lebih halus dari 0,5 mikron.
Proses
ini biasanya dilakukan dengan menggunakan ampelas secara bertahap dimulai
dengan grid yang kecil (100) hingga gird yang besar (2000). Dilanjutkan
dengan pemolesan oleh mesin poles dibantu dengan larutan pemoles.
2. Etsa dilakukan setelah memperluas struktur mikro. Etsa adalah membilas atau
mencelupkan permukaan material yang akan diamati ke dalam sebuah larutan
kimia yang dibuat sesuai kandungan paduan logamnya. Hal ini dilakukan untuk
memunculkan fasa-fasa yang ada dalam struktur mikro.
Untuk mengetahui sifat dari suatu logam, kita dapat melihat struktur
mikronya.Setiap logam dengan jenis berbeda memiliki struktur mikro yang
berbeda. Dengan melalui diagram fasa, kita dapat meramalkan struktur mikronya
0
10
20
30
40
50
60
1 2 3 4 5
Sebelum Heat Treatment Sesudah Heat Treatment
40
dan dapat mengetahui fasa yang akan diperoleh pada komposisi dan temperatur
tertentu. Dan dari struktur mikro kita dapat melihat :
Ukuran dan bentuk butir
Distribusi fasa yang terdapat dalam material khususnya logam
Pengotor yang terdapat dalam material
Dari struktur mikro kita juga dapat memprediksi sifat mekanik dari suatu
material sesuai dengan yang kita inginkan.
Dalam pengujian ini hanya dilakukan untuk menentukan kekerasan dari
suatu material. Kekerasan sendiri adalah suatu sifat mekanis yang berkaitan dengan
kekuatan (strength) dan merupakan fungsi dari kandungan karbon dalam
logam. Pembentukan sifat-sifat dalam baja tergantung pada kandungan karbon,
temperatur pemanasan, sistem pendinginan, serta bentuk dan ketebalan bahan.
1. Pengaruh unsur karbon
Kekerasan baja ini tergantung dari pada jumlah karbon yang terkandung di
dalam baja, dimana makin tinggi prosentase karbonnya makin keras baja.
Berdasarkan kandungan karbonnya, baja dapat dikelompokkan menjadi :
a. Baja karbon rendah (low carbon steel) yang mengandung karbon kurang
dari 0.3%
b. Baja karbon sedang (medium carbon steel) yang mengandung karbon
0.3%-0.7%
c. Baja karbon tinggi (high carbon steel) kandungan karbon sekitar 0.7%-
1.3%.
Dalam melakukan pengujian telah di lakukan pembesaran optic sebesar
200 x pembesran
Gambar 4.4 Struktur baja karbon rendah
Ferrit
41
Batas butir sangat jelas terlihat, fasa didominasi oleh austenit dan
sedikit bainit. Kandungan karbon pada hasil mikroskop optic terlihat
bahwa ferit adalah yang berwarna putih dan pearlite yang berwarna gelap.
Paduan baja karbon rendah relatif lunak tetapi memiliki keuletan dan
ketangguhan yang tinggi.
Gambar 4.4 Struktur baja karbon tinggi
Batas butir menjadi sulit terlihat, fasa didominasi oleh pearlite dan sedikit
cementite.Kandungan karbon Struktur pearlit terlihat semakin banyak dan jelas.
Karena kadar karbonnya tinggi, kekerasan baja karbon tinggi melebihi baja karbon
lainnya (diasumsikan laju pendinginan berlangsung cepat).
4.1.4 Uji komposisi
Pengujian komposisi dilakukan dengan mesin spektrum komposisi kimia
Optical Emission Spectrometer untuk mengetahui persentase unsur kimia yang
terkandung di dalam spesimen. Unsur unsur yang terkandung di dalam baja sangat
mempengaruhi sifat mekanis dari baja yang bersangkutan. Jenis jenis baja pada
umumnya di tentukan berdasarkan kandungan unsur karbon yang terkandungdi
dalam material baja tersebut, pengujian ini dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu:
Pearlit
e
42
a. Bahan dihaluskan dengan menggunakan amplas
Gambar 4.5 Mesin Amplas
b. pengujian bahan uji komposisi
Gambar 4.6 Pengujian Komposisi
43
Tabel 4.4 Hasil Uji Komposisi spesimen dasar Unsur Contoh Uji (%)
Unsur Kimia
Hasil pengujian
sebelum di Heat
TreatmenT
Hasil pengujian
sesudah di Heat
Treatment
Fe 99,0 90,5
C 0,116 1,45
Si 0,256 1,73
Mn 0,544 2,20
P 0,0118 0,132
S 0,0125 0,100
Cr 0,0156 0,0374
Mo 0,0005 0,0940
Ni 0,0043 0,0459
Al 0,0115 0,142
Co 0,0005 0,0033
Cu 0,0005 0,0079
Nb 0,0006 0,457
Ti 0,0020 0,184
V 0,0027 0,234
W 0,0028 1,64
Sn 0,0005 0,100
44
Gambar 4.7 Grafik nilai pengujian komposisi pada Bahan St 60 yang
sebelum dan sesudah di Heat Treatment
Dari hasil pengujian yang telah di lakukan bahwa proses Heat Treatment
merupakan proses pengerasan material yang dapat menambah struktur Carbon.
Proses Heat Treatment yang di lakukan menggunakan dengan proses Queching
900° C dengan penahanan 15 menit dan di lakukann pendinginan menggunakan oli
bekas. Seperti di ketahui bahwa hal yang sangat mempengaruhi hasil kekerasan
adalah viskositas ( kekentalan ) dan densitas ( massa jenis ) dari pendingin yang di
gunakan. Viskotis merupakan tingkat kekentalan yang di miliki suatu fluida.
Semakin tinggi angka viskositasnya, maka semakin lambat laju pendinginannya.
Menurut Prihanto Trihutomo ( 2015 ) nilai viskositas dan densitas dari
media pendingin yang di gunakan :
1. Air Garam ( ρ = 1025 kg/𝑚3, v = 1,01 Pa.s )
Air garam memiliki viskositas yang rendah sehingga laju pendinginan cepat,
Massa jenisnya juga lebih besar di bandingkan dengan media pendingin
lainnya seperti air, solar, udara, dan oli
2. Air ( ρ = 998 kg/𝑚3, v = 1,01 Pa.s )
Air memiliki massa jenis yang besar, tetapi lebih kecil dari air garam,
kekentalannya rendah , sama dengan air garam, tetapi laju pendinginannya
lebih lambat dari air garam.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
C Si Mn P S Cr Mo Ni Al Co Cu Nb Ti V W Sn
Sebelum Heat treatment Sesudah heat treatment
45
3. Oli ( ρ = 981 kg/𝑚3, v = 4,02 Pa.s )
Oli memiliki viskositas atau kekentalan yang tinggi di bandingkan media
pendingin lainnya dan massa jenisnya rendah, sehingga laju pendinginannya
lambat.
4. Udara ( ρ = 1,2 kg/𝑚3, v = 0,0000175 Pa.s )
Udara memiliki massa jenis dan viskositas yang sangat kecil sehingga laju
pendinginannya sangat lambat
Jadi untuk media pendingin yang baik untuk proses pengerasan pisau bahan St
60 adalah oli.
Pengukuran kekerasan Rockwell dengan penekan kerucut intan dan total
beban sebesar 60 Kgf, pengukuran dengan cara di tekan pada mata pisau dengan
waktu 10 detik dan di ambil dalam 5 sample supaya mendapatkan rata rata. Nilai
rata rata kekerasan mata pisau menggunakan media pendingin oli bekas 49 Kgf
sedangkan yang sebelum di lakukan proses Heat Treatment dengan hasil 38,5
sehingga di dapat perbandingan antara kedua 10 Kgf. Hal ini membuktikan bahwa
adanya pengaruh proses Heat Treatment dan pendinginan oli bekas.
Carbon yang terdapat dalam kandungan mata pisau yang setelah di lakukan
proses Heat Tretment dan pendinginan oli bekas dapat di lihat pada Struktur Mikro
dengan pembesaran optik 200 x pembesaran, dimana kandungan pearlite lebih
tinggi di bandingkan kandungan ferrit. Nilai unsur Carbon pada mata pisau yang
telah di lakukan Heat Treatment 1,45 sedangkan mata pisau sebelum di Heat
Treatment 0,116
Hasil pengujian Komposisi material mata pisau termasuk golongan baja
Carbon tinggi ( C ) 1,45, dengan penyusun utama Besi (Fe) sebesar 90,5
berpengaruh pada kekuatan dan kekerasan. Mangan (Mn) sebesar ˃ 2,20 untuk
memperbaiki dan meningkatkan kekuatan, kekerasan dan keuletan. Silika (Si)
sebesar 1,75 menambah kekuatan baja. Nikel (Ni) sebesar 0,0459 meningkatkan
sifat keuletan dan tahan karat. Tembaga (Cu) sebesar 0,0079 mempunyai sifat fisik
daya penghantar listrik yang tinggi, daya hantar panas dan tahan karat. Karbon (C)
1,45 menambah kekerasan baja. Kobalt (Co) sebesar 0,0033 meningkatkan sifat
kekerasan, tahan aus, tahan panas dan kemagnetan. Niobium (Nb) 0,457
meningkatkan sifat mekanis pada suhu tinggi. Molibdenum (Mo) sebesar 0,0940
menambah ketahanan terhadap suhu tinggi. Sulfat (S) sebesar ˃0,100
meningkatkan sifat mampu mesin. Wolfram (W) sebesar 1,64 menaikkan
46
kekerasan dan keliatan. Vanadium (V) sebesar 0,234 memperbaikin kekuatan
tarik..Khrom (Cr) sebesar 0,0374 peningkatan kekuatan tarik, mampu keras, tahan
korosi, serta tahan pada suhu tinggi. Titanium (Ti) sebesar 0,184 pembentukan ferit
dan karbida. Phospor (P) sebesar 0,132 menjadikan baja lebih getas. Almunium
(Al) sebesar 0,142 meningkatkan keuletan dan tahan karat.
4.2 Data teknis KapasitasMesin
1. Daya mesin
a. ½ Hp
b. N 1420 rpm
c. Reduser 1 : 40
2. Kopling tetap
4.3 Analisa Gaya danPerhitungan
4.3.1 Perhitungan perbandingan putaran motor listrik dan reduser
Poros
Gambar 4.8 Putaran motor
Diketahui :
Putaran reduser ir=1 : 40
Putaran motor listrik n1=1420 rpm
Perbandigan putaran input reduser
Input=1420 rpm
Output = ir = n2
n1
n3 = n2
ir
n3= 1420
40
n3= 35,5
jadi putaran porosadalah 35,5 rpm
Motor listrik kopling
Reduser
k
47
4.3.2 Mencari Luas Tembereng
Gambar 4.9 luas tembereng
Diketahui :
θ = 20○
𝑟 = 50 𝑚𝑚
Luas tembereng = Luas juring – Luas segitiga OAB
a. Luas juring =𝜃
360𝜋𝑟2
= 20
3603,14. 502
= 436,111cm2
b. Luas Segitiga OAB = 1
2𝑟2𝑠𝑖𝑛𝜃
= 1
2502 sin 2°
= 436,103cm2
c. Luas tembereng = 𝜃
360𝜋𝑟2 −
1
2𝑟2 𝑠𝑖𝑛𝜃
=436,111– 436,103cm2
= 0,086 cm2
4.3.3 Tegangan geser yang di ijinkan poros
Diketahui bahan poros = St 37 = 370 N/𝑚𝑚2
𝜏𝑔=𝜎𝑡
( 𝑠𝑓𝑘1. 𝑠𝑓𝑘2 ) (N/𝑚𝑚2 )
= 370
(6.0𝑥 2.0 ) = 30,83N/𝑚𝑚2
48
4.3.4 Menghitung Daya Motor
Daya motor dapat dihitung dengan rumus berikut
P = (2𝜋𝑟𝑇) / 60
= ( 2 x3,14 x 25,4 x 9,46 ) / 60
= 25,14 watt = 0,033 Hp ( 1 watt = 0,00134 Hp )
Dari perhitungan yang didapat daya motor adalah 0,033 Hp, untuk
meningkatkan faktor keamanan penulis menggunakan motor 1 2⁄ Hp,
4.3.4 Perhitungan Momen Pada Poros
Gambar 4.10 Poros
Diketahui : d = 50,8 mm= 5,08 cm
t = 400 mm= 40 cm
a. Volume poros
V = 𝜋𝑟2𝑡
V = 𝜋 𝑥 5,082𝑥 40
=6.380cm3
b. Massa jenis poros
M = V x 𝜌
= 6.380 x 7,90
= 50.402 g
= 5.04 Kg
c. Berat poros
W = m . g
49
W = 5.04 x 9,81
= 49,44 N
4.4 Perhitungan Kekuatan Las
Elektroda yang di gunakan adalah E60xx, dengan kekuatan mulur logam
345 N/mm2, ukuran tebal plat yang digunakan t (a) = 10 mm, 1 = 100
a. panjang efektif las
Ln = 1- (2 x a)
= 100-(2x10) = 80 mm
b. kekuatan bahan kawat las
tegangan tarik ijin
𝜎𝑡 = 0.6 𝑥 𝜎𝑦
=0.6 x 345 N/mm2
= 207 N/mm2
c. Tegangan geser ijin
𝜏𝑎 = 0,4 𝑥 𝜏𝑦
= 0,4 x 345 M/mm2
=138 N/mm2
d. Tenaga tarik yang terjadi pada lampu las
𝜎𝑡 =𝐹
2(ℎ 𝑥 𝑖𝑛)
Dimana :
Tebal las ( h ) = 0,707 x a
= 0,707 x 10
= 7,07 mm
Sehingga :
𝜎𝑡 =19,62 𝑁
2(7,07 𝑋 90)
= 0, 015 N/mm2
Dari hasil perhitungan di atas maka pengelasan aman karena 𝜎𝑡 = 207 𝑁/
𝑚𝑚2 >Tegangan tarik yang terjadi pada kiampuh las 𝜎𝑡 = 0,015𝑁
𝑚𝑚2
50
4.5 Proses pembuatan dan perkaitan
Proses pembuatan merupakan tahap-tahap yang perlu dilakukan di dalam
pembuatan mesin pemotong alat aluminium, dengan tujuan agar proses pembuatan
lebih teratur, sehinggah tidak menimbulkan hal-hal yang tidak di inginkan seperti
waktu yang banyak terbuang ataupun kecelakaan kerja yang mungkin saja terjadi.
Perkaitan sendiri merupakan kegiatan yang di lakukan setelah pembuatan
selesai di mana di dalam perakitan sendiri harus menentukan bagian-bagian mana
yang harus di assembly terlebih dahulu.
4.6 Waktu pengajaran
4.6.1 Mesin Bubut
1. Pembubutan dudukan pisau
Dalam pembubutan dudukan pisau disini merupakan jenis
porosbertingkat dengan ukuran sebagai berikut
Ukuran bahan awal (d) = 101 mm x 90 mm
Ukuran jadi = Diameter besar (DI) = 97 mm x 40 mm
Diameter kecil (d2) = 66 mm x 47 mm
Panjang keseluruhan dudukan pisau 87 mm
- Pembubutan diameter besar
Cutting speed ( Vc) = 200 m/menit
Feed (s) = 0,5 mm/put
𝑛 =1000.𝑉𝑐
𝑛.𝑑
𝑛 =1000.200 𝑚𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14.101=
200000 𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
317,30 𝑚𝑚=630,31 rpm→ 700 𝑟𝑝𝑚
Dari perhitungan diatas di dapat hasil 630,31 rpm, jadi pada
kenyataannya yang di pakai dalam pengerjaan adalah 700 rpm.
- Pemakan awal ( diameter besar )
Ukuran bahan = 101 x 90
Ukuran jadi = ∅ 97 x 87 mm
Kedalaman pemakan pahat bubut 1 kali pemakanan = 0,5 mm
Panjang pembubutan ( L) = 90 mm
Sehingga waktu kerja mesin adalah
𝑇𝑚 = 𝐿
𝑠.𝑛
51
= 90
0,2𝑚𝑚
𝑝𝑢𝑡𝑥 700
= 0,642 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Karena kedalaman yang harus dibubut adalah 3 mm, oleh karena
sekali pemakanan 0,5 jadi diameter berkurang 1 mm sekali pemakanan ( 3 :
1 = 3 kali pemakanan) maka waktu yang diperlukan adalah
0,642 x 3 = 1,92 menit
- Pemakan kedua ( diameter kecil )
Ukuran yang harus di bubut adalah ∅ 97 x 47 mm
Kedalam pahat bubut 1 kali pemakan = 0,5 mm
Panjang pembubutan 47 mm
Sehingga kerja mesin adalah
𝑇𝑚 = 𝐿
𝑠.𝑛
= 47
0,2𝑚𝑚
𝑝𝑢𝑡 𝑥 700
= 0.335 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Karena sekali pemakanan adalah 0,5 mm jadi ukuran 1 kali
pemakan berkurang 1 mm dan jauh pemakanan yang dilakukan adalah 31
mm untuk mencapai diameter yang diinginkan, maka ( 31 : 1 = 31 kali
pemakanan ) waktu yang dibutuhkan adalah 0,335 x 31 = 10,38 menit
Pembuatan ketiga
Proses pembubutan ketiga adalah pembubutan dalam dengan ukuran
diameter 50,8mm
Langkah-langkah yang di lakukan dalam proses pembubutan dalam
- Pengeboran dengan mata bor 10 mm
- Pengeboran dengan mata bor 10 mm
Cutting speed (vc) = 20 m/menit
Fees (s) = 0,8 mm/put
Jadi putaran yang di perlukan dapat dihitung berdasarkan rumus berikut
𝑛 = 1000.𝑉𝑐
𝜋.𝑑
𝑛 = 1000.20𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14.10=
20000𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
31,4
= 636,94 𝑟𝑝𝑚 → 700 𝑟𝑝𝑚
52
Dari hasil perhitungan di atas putaran yang digunakan untuk melakukan
pengeboran adalah 700 rpm .Jadi perhitungan waktu pengeboran dengan
kedalaman 87 mm ( 1 ) adalah sebagai berikut
L = 1 + (0,3 x d)
= 87 mm + (0,3 10 mm)
= 90 mm
𝑇𝑚 = 𝐿
𝑠.𝑛 =
90 𝑚𝑚
0,8.700= 0,160 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
- Pengeboran dengan diameter bor 20
Cutting speed (Vc) = 20 m/menit
Feed (s) = 0,8mm/put
𝑛 = 1000.𝑉𝑐
𝜋.𝑑
𝑛 = 1000.20𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14.20=
20000 𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
62,8
= 318,4 rpm → 335 𝑟𝑝𝑚
Jadi waktu pengeboran dengan mata 20 dengan panjang pengeboran 87 m
(1) dapat dihitung dengan rumus berikut
L = 1 + (0,3 x d)
= 87 + (0,3 x 20)
= 93 mm
𝑇𝑚 = 𝐿
𝑠.𝑛
= 93 𝑚𝑚
0,8𝑚𝑚
𝑝𝑢𝑡 .335
= 0,347 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Pengeboran dengan mata bor 32
Cutting speed (Vc) = 20 m/ menit
Feed (s) = 0,8 mm/put
𝑛 = 1000.𝑉𝑐
𝜋.𝑑
𝑛 =1000.20𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14.32=
20000 𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
100,48
= 199,04 rpm 224 rpm
Jadi waktu pengeboran dengan mata 32 dengan panjang pengeboran 87 m
(1) dapat di hitung dengan rumus berikut
L =1 + (0,3 x d)
53
= 87 + (0,3 x 32
= 96,6
M = 96,6𝑚𝑚
0,8𝑝𝑢𝑡
𝑚𝑚,224 = 𝑜, 555
- Pengeboran dengan mata bor 48
Cutting speed (Vc) = 20 m/menit
Feed (s) = 0,8 mm/put
𝜋 =1000.𝑉𝑐
𝜋.𝑑
𝜋 = 1000.20𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14.48=
20000 𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
150,72
= 132,69 rpm→ 224 𝑟𝑝𝑚
Jadi waktu pengeboran dengan mata 48 dengan panjang pengeboran 87 m
(1) dapat di hitung dengan rumus berikut
L = 1 + (0,3 x d )
= 87 + (0,3 x 48 )
= 101,4 mm
Tm = 𝐿
𝑠.𝑛
=101 𝑚𝑚
0,8𝑝𝑢𝑡.224𝑚𝑚 = 0,563 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
- Pembubutan dengan mata pahat bubut dalam
Cutting speed (Vc) = 75m/menit
Feed (s) = 0,5 mm/put
𝜋 = 1000.𝑣𝑐
𝜋.𝑑
𝜋 = 1000.75 𝑚𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14.48=
75000 𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
150,72 𝑚𝑚= 497 𝑟𝑝𝑚 → 450 𝑟𝑝𝑚
Dari perhitungan di atas di dapat hasil 252,12 rpm, jadi pada kenyataan nya
yang di pakai dalam pengerjaan adalah 450 rpm.
Kedalam pemakanan pahat bubut 1 kali pemakanan = 0,5 mm
Panjang pembubutan (L) = 87 mm
Sehinggah waktu kerja mesin adalah
𝑇𝑚 =𝐿
𝑠.𝑛=
87
0,2𝑝𝑢𝑡𝑥450𝑚𝑚 = 0,96𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
54
Karena kedalaman yang harus di bubut adalah 2,8 mm, oleh karena sekali
pemakanan o,5 jadi diameter berkurang 1mm sekali pemakanan ( 2,8 : 1 = 2,8 kali
pemakanan) maka waktu yang di perlukan adalah
O,96 + 10,38 + 0,160 + 0,374 + 0,563 + 2,688 = 16,613 menit
1. Proses pembubutan pisau
Dalam pembubutan pisau, di mana proses pembubutan ini hanya untuk
melakukan pembubutan dalam dengan ukuran sebagai berikut
Ukuran bahan awal = 101 mm x 7 mm
Ukuran jadi = diameter besar (DI) = 101 mm x 6mm
Diameter dalam = 66 mm x 7 mm
Cutting speed (Vc) = 75 mm/menit
Feed (s) = 0,5 mm/put
Pengeboran dengan mata bor 10 mm
Cutting speed (Vc) = 20 m/menit
Feed (s) = 0,8 mm/put
Jadi putaran yang di perlukan dapat di hitung berdasarkan rumus berikut
𝜋 =1000. 𝑉𝑐
𝜋. 𝑑
𝜋 =
1000.20𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14. 10=
20000𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
31,4
= 636,94 𝑟𝑝𝑚 → 700 𝑟𝑝𝑚
Dari hasil perhitungan di atas putaran yang di gunakan untuk melakukan
pengeboran adalah 700 rpm
Jadi perhitungan waktu pengeboran dengan kedalaman 6 mm (1) adalah
sebagai berikut
L = 1 + (0,3 X d)
= 6 mm + (0,3 x 10 mm)
= 9 mm
𝑇𝑚 = 𝐿
𝑠. 𝑛
𝑇𝑚 =9 𝑚𝑚
0,8 . 700= 0,016 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Pengeboran dengan diameter bor 20
55
Cutting speed (Vc) = 20 m/menit
feed (s) = o,8 mm/put
𝜋 =1000. 𝑉𝑐
𝑛. 𝑑
𝑛 =
1000.20𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14 , 20=
20000𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
62,8
= 318,4 𝑟𝑝𝑚 → 450 𝑟𝑝𝑚
Jadi waktu pengeboran dengan mata 20 dengan panjang pengeboran 6 (1)
dapat di hitung dengan rumus berikut
L = 1 + (0,3 x d)
= 6 + (0,3 x 20)
= 12 mm
𝑇Pengeboran dengan mata bor 32
Citting speed (Vc) = 20 m/menit
Feed (s) = mm/put
𝑛 =1000.𝑉𝑐
𝑛.𝑑
𝑛 =1000.20
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14 ,32=
20000𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
100,48
= 199,14 𝑟𝑝𝑚 → 𝑟𝑝𝑚
Jadi waktu pengeboran dengan mata 20 dengan panjang pengeboran 87 m (1)
dapat di hitung dengan rumus berikut
L = 1 + (0,3 x d)
= 87 + (0,3 x 32)
= 101,4 mm
𝑇𝑚 = 𝐿
𝑠.𝑛
= 101 𝑚𝑚
08,𝑚𝑚
𝑝𝑢𝑡 .520
= 0,223
Pembuatan dengan mata pahat bubut dalam
Cutting speed (Vc) = 38m/menit
Feed (s) = 0,5 mm/put
𝑛 = 1000. 𝑉𝑐
𝑛 = 1000.38 𝑚𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3,14.48=
38000 𝑚𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
150,72 𝑚𝑚=252,12 rpm →700 rpm
56
Dari perhitungan diatas di dapat hasil 252,12 rpm, jadi pada kenyataannya
yang di pakai dalam pengerjaan adalah 700 rpm.
Kedalaman pemakanan pahat bubut 1 satu pemakanan = 0,5 mm
Sehingga waktu kerja mesin adalah
𝑇𝑚 = 𝑙
𝑠.𝑛=
87
0,2𝑚𝑚
𝑝𝑢𝑡 𝑥 700 𝑚𝑚
= 0,642 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Karena kedalaman yang harus di bubut adalah 2,8 mm, dan dalam sekali
pemakanan 0,5 mm jadi diameter berkurang 1 mm sekali pemakanan ( 2,8 : 1 = 2,8
kali pemakanan ) maka waktu yang di perlukan adalah 0,642 x 2,8 = 1,92 menit
2. Pembubutan Poros
Dalam pembubutan poros, dimana dudukan pisau disini merupakan jenis poros
bertingkat dengan ukuran sebagai berikut
Ukuran bahan awal (d) = 50,8 mm x 60 mm
Ukuran jadi = diameter kecil 25,4 mm x 20 mm
= diameter besar 50,8 mm x 40 mm
Cutting speed (Vc) = 200 m/menit
Feed (s) = 0,5 mm/put
𝑛 = 1000.200
𝑚𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
3.14.101=
200000𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
317,30 𝑚𝑚
= 630,31 rpm→700 rpm
Dari perhitungan diatas di dapat hasil 630,31 rpm, jadi pada kenyataannya
yang di pakai dalam pengerjaan adalah 700 rpm.
Kedalaman pemakanan pahat bubut 1 kali pemakanan = 0,5 mm
Panjang pembubutan (L) = 20 mm
Sehingga waktu kerja mesin adalah
𝑇𝑚 = 𝐿
𝑠.𝑛
= 20
0,5 𝑚𝑚
𝑝𝑢𝑡 𝑥 700
= 0,057 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Karena kedalaman yang harus di bubut adalah 25,4 mm, oleh karena sekali
pemakanan 0,5 jadi diameter berkurang 1 mm sekali pemakanan ( 25,4 : 1 = 25,4
kali pemakanan ) maka waktu yang diperlukan adalah 0,057 x 25,4 = 1,4478 menit
Karena ada 2 poros pemutar dengan ukuran yang sama maka waktu pembubutan
yang diperlukan adalah 1,4478 x 2 = 2,8956 menit
57
4.6.2 Proses Pengeboran
Pengeboran pada plat dudukkan bantalan
Bahan : ST – 37
Ukuran awal bahan : P 300 mm x L 100 mm x T 10 mm
Cutting Speed (Vc) : 20 m/min.
Feed (s) : 0,2 mm/putaran
Diameter Bor : ∅ 10, ∅ 12
Putaran yang diperlakukan untuk proses pengeboran adalah :
𝑛 = 𝑉𝑐.1000
𝜋.𝑑
= 20.1000
636𝑅𝑝𝑚 = 700Rpm
Kedalaman pengeboran ∅ 10
L = 1 + 0,3. d
= 1 + 0,3. 10
= 3 𝑚𝑚
Waktu kerja mesin
Tm=𝐿
𝑠.𝑛
= 3 𝑚𝑚
0,1𝑚𝑚
𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡𝑥 700 𝑅𝑝𝑚
= 0,04 𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡
Kedalaman pengeboran ∅ 12
𝑛 =𝑉𝑐.1000
𝜋.𝑑
=20.1000
3,14,12
= 530 Rpm =500 Rpm
L = 1 + 0,3. d
= 1 + 0,3. 12
= 3,6mm
Waktu kerja mesin
Tm2 = 𝐿
𝑠.𝑛
= 3,6𝑚𝑚
0,1 𝑚𝑚/𝑚𝑒𝑛𝑖𝑡× 500 𝑅𝑝𝑚= menit
Jadi waktu pengeboran yang diperlukan adalah ∅ 10 = 8
58
0,04 x 8 = 0,32 menit
∅ 12 = 4
0,07 x 4 = 0,28 menit
4.7 Proses Pembuatan
Proses pembuatan mesin pemotong zincalume yang lebih di fokuskann
untuk zincalume dengan dimensi maksimal T 0,8 mm dan L = 400 adalah sebagai
berikut :
4.7.1 Proses pembuatan rangka/Body
Gambar 4.11 Rangka
a. Bahan yang di gunakan
- Besi profil U
- Dimensi bahan 600 x 300 mm
b. Alat yang di gunakan
- Mesin las
- Gerinda tangan
- Batu gerinda potong dan asah.
- Mistar baja
- Penitik
- Penggores
- Jangka sorong
c. Langkah pengerjaan
- Siapkan alat dan bahan
59
- Lakukan pengukuran terhadap bahan sesuai ukuran pada gambar
kerja
- Potong bahan sesuai ukuran yang telah dibuat sesuai dengan gambar
kerja, berikan sedikit toleransi ukuran
- Sambung masing-masing bagian rangka/body dengan las
- Lakukan penghalusan permukaan pengelasan dengan gerinda
supaya terlihat lebih rapi.
4.7.2 Proses Pembuatan Pisau
Gambar 4.12 Mata Pisau
a. Bahan yang di gunakan
- poros ST60 : Dimensi 100mm x 7mm
b. Alat yang di gunakan
- Mesin bubut
- Pahat bubut
- Jangka sorong
- Ragum
- Penggores
- Jangka sorong
- Tool box bubut
- Mesin bor
- Mata bor M6
- Heat treatment
c. Langkah pengerjaan
- Siapkan alat dan bahan
60
- Hidupkan mesin bubut lalu cekam benda kerja pada mesin bubut
pastikan benda kerja benar-benar center
- Bubut ratakan permukssn terlebih dahulu
- Kemudian bubut sesuai diameter sesuai dengan gambar
- Setelah itu lakukan pengeboran untuk mempermudah
pembubutan dalam.
- Setelah selesai di bubut, selanjutnya bor pisau dengan mata bor
M5,
- Lakukan pengetapan pada lobang yang telah di bor
- Kemudian lakukan pengerasan bahan dengan di tratmen hingga
mencapai suhu 800%
- Setelah di teratmen lakukan proses slindrical grinding untuk
proses pembubutan sudut pisau.
4.7.3 Proses Pembuatan Dudukan Pisau
Gambar 4.13 Dudukan pisau
a. bahan yang di gunakan
- poros : diameter 100 mm x 100mm
b. alat yang di gunakan
- mesin bubut (1 set)
- pahat bubut
- mesin bor
- mata bor 5
- tap M6
- penitik
- ragum
- penggores
61
- janggka sorong
c. langkah pengerjaan
- siapkan alat dan bahan
- lakukan pembubutan sesuai dengan ukuran gambar kerja
- lakukan pengeboran untuk mempermudah dan
mempersingkatmelakukan pembubbutan dalam.
- Lakukan pengeboran dengan mata bor M5 pada bagian yang
telah ditentukan.
- Kemudian lakukan pembuatan ulir pada lobang yang telah di bor
menggunakan bor M5 dengan menggunakan tap M6
4.7.4 Proses Pembuatan Poros
Gambar 4.14 Poros
a. bahan yang di gunakan
- poros : dimensi bahan 50,8 mm x 65 mm
b.alat yang di gunakan
- mesin bubut (1 set)
- pahat bubut
- mesin frais
- mata frais
- mistar baja
- penggores
- Tool box bubut
- jangka sorong
- mata bor M 10, M20, M32, M48
c. keselamatan kerja
- Tidak mengantuk saat melakukan pekerjaan
- Tempatkan perlenggkapan kerja dengan baik
62
- menggunakan sarung tangan saat melakukan pekerjaan
- menggunakan kaca mata saat proses pembubutan,
penggrindaandan pengeboran
- menggunakan atribut kerja seperti werpak.
d. Langkah pengerjaan
- Siapkan alat dan bahan
- pasang bahan pada mesin bubut
- Pastikan bahan telah di pasang Center
- Bubut permukaan luar terlebih dahulu
- Lakukan pembubutan pemakanan sampai dengan diameter yang di
inginkan
- Bubut sesuai dengan gambar kerja
- Kemudian lakukan pembubutan alur pasak.
4.7.5 Proses Pembuatan Plat Dudukan Bantalan
Gambar 4.15 Plat dudukan Bantalan
a. Bahan yang di gunakan
- Plat : Dimensi bahan 10 mm x 300 mm
b. Alat yang di gunakan
- Mesin gerinda tangan
- Mata bor 10
- Mata gerinda potong
- Mata gerinda asah/canai
- Penggores
- Mesin bor
63
- Jangka sorong
- Mistar baja
- Penyiku
c. Langkah Pengerjaan
- Siapkan alat da bahan
- Ukur benda kerja sesuai gambar
- Berikan garis untuk mempermudah saat melakukan pemotongan
- Potong menggunakan gerinda sesuai dengan ukuran gambar kerja
- Rapikan sisi plat menggunakan batu gerinda asahBor plat dengan
dimater lobang 10mm
4.7.6 Proses Pembuatan Dudukan Mesin
Gambar 4.16 Dudukan Mesin
a. Bahan yang di gunakan
- Besi profil U
- Dimensi bahan 600 x 300 mm
b. Alat yang di gunakan
- Mesin las
- Mesin bor
- Gerinda tangan
- Batu gerinda potong dan asah
- Mistar baja
- Mata bor M 10
- Penetik
- Pengores
- Jangka sorong
64
c. Langkah pengerjaan
- Siapkan alat dan bahan
- kukan pengukuran terhadap bahan sesuai ukuran pada gambar kerja
- Potong bahan sesuai ukuran yang telah di buat sesuai dengan
gambar kerja, berikan sedikit toleransi ukuran
- Sambung masing-masing bagian rangka/body dengan las
- lakukan pengeboran untuk lobang kaki mesin
- Lakukan penghalusan permukaan pengelasan dengan gerinda
supaya terlihat lebih rapi.
4.7.7 Proses Pembuatan Siku Penahan
Gambar 4.17 Siku penahan
a. Bahan yang di gunakan
- Besi profil L
- Dimensi bahan 521 x 40 mm
b. Alat yang di gunakan
- Mesin las
- Mesin bor
- Gerinda tangan
- Batu gerinda potong dan asah.
- Mistar baja
- Mata bor M10
- Penitik
- Penggores
- Jangka sorong
c. Langkah pengerjaan
- Siapkan alat dan bahan
- Lakukan pengukuran terhadap bahan sesuai ukuran pada gambar
kerja
65
- potong bahan sesuai ukuran yang telah dibuat sesuai dengan
gambar kerja, berikan sedikit tolenransi ukuran
- Lakukan pengeboran untuk lubang baut
- Lakukan penghalusan permukaan pengelasan dengan gerinda
supaya terlihat lebih rapi
4.7.8 Proses Pembuatan Dudukan Ulir Penekan
Gambar 4.18 Dudukan Ulir Penekan
a. Bahan yang di gunakan
- Plat
- Dimensi bahan 240 x 5 mm
b. Alat yang di gunakan
- Mesin las
Mesin bor
- Gerinda tangan
- Batu gerinda potong dan asah
- Mistar baja
- Mata bor M12
- Penitik
- Penggores
- Jangka sorong
c. Langkah pengerjaan
- Siapkan alat dan bahan
- Lakukan pengukuran terhadap bahan sesuai ukuran pada gambar
kerja
- potong bahan sesuai ukuran yang telah dibuat srsuai dengan
gambar kerja, berikan sedikit toleransi ukuran
- Lakukan pengeboran pada bagian tengah plat
66
- Las nut M12 pada plat
- lakukan penghalusan permukaan pengelasan dengan gerinda
supaya terlihat lebih rapi
4.8 Keselamatan dan Kesehatan Kerja ( K3 )
Dalam pembuatan mesin pemotong zincalume ini perlu diperhatikan
kesehatan dan keselamatan ( K3 ) diantaranya adalah:
1. Menggunakan kaca mata
2. Menggunakan sarung tangan
3. Menggunakan baju werpak
4. Menggunakan sepatu safety
4.9 Perakitan
Perakitan merupakan kegiatan untuk melakukan assembly semua
bagian/komponen dari mesin pemotong zincalume, berikut adalah langkah
dalam perakitan mesin pemotong zincalume
1. Pelajari terlebih dahulu gambar kerja dan gambar assembly
2. Menyatukan rangka kiri dan kanan menggunakan baut
3. Menyatukan dudukan mesin dengan rangka menggunakan las
4. Menyatukan dudukan Pillow block pada rangka menggunakan las
5. Pasangkan terlebih dahulu pisau pada poros
6. Kemudian pasang poros bawah beserta pillow block pada dudukan kunci
menggunakan baut
7. Pasang poros atas beserta pillow block pada dudukan
8. Pasang dudukan penyetel kunci menggunakan baut
9. Pasang penyetel pada dudukannya
10. Pasang poros penahan
11. Pasang roda gigi kunci dengan pasak dan baut
12. Pasang gearbox pada dudukan mesin kunci menggunakan baut
13. Pasang motor listrik pada dudukan mesin beserta kopling penghubung
gear box dan motor listrik.
4.10 Finishing
Merupakan proses pengerjaan akhir dalam merancang suatu alat, dengan
tujuan agar alat lebih terlihat menarik dan rapi. Adapun pengerjaan finishing ini
67
meliputi membersihkan sisi-sisi bahan yang masih tajam akibat penggrindaan dan
melakukan pengecatan di beberapa bagian agar mesin yang dibuat terlihat lebih
rapi dan tahan terhadap korosi
4.11 Estimasi Biaya
Di dalam proses pembuatan alat, dibutuhkan juga estimasi dari biaya-biaya
yang dibutuhkan dalam pembuatan alat, adapun biaya-biaya tersebut seperti yang
terlampir pada tabe 3.1 di bawah ini :
Tabel 4.6 Estimasi Biaya
Barang Ukuran Banyak Harga Satuan Harga
Poros St 37 1500 X 50,8 (mm) 1 btg Rp 250.000 Rp 375.000
Poros St 60 101 X 90 (mm) 1 btg Rp 400.000 Rp 400.000
Plat 10 mm 300 X 440 x 10 (mm) 1 Bh Rp. 120.000 Rp 80.000
Elektroda Las 14⁄ kotak Rp 160.000 Rp 40.000
Batu Grinda Potong 10 Bh Rp 7.000 Rp 70.000
Batu Grinda Asah 4 Bh Rp 9.000 Rp 36.000
Baut dan Mur M10 x 4 20 Bh Rp. 1.500 Rp 30.000
Vilo Block UCT 2015 2 Rp 65.000 Rp 130.000
Vilo Block UCF 205 2 Rp 45.000 Rp 90.000
Motor Listrik 12⁄ hp 1 Rp 800.000 Rp 800.000
Besi U 3 m 1 Rp 30.000 Rp 90.000
Besi L 2,5 m 1 Rp 20.000 Rp 20.000
Reduser/gear box 1:40 1 Rp 1.200.000 Rp 1.200.000
Baut dan Mur L M6 8 Rp 450 Rp 3600
Roda gigi Z = 36 2 Bh Rp 1.000.000 Rp 2.000.000
Tiner 1 klg Rp 18.000 Rp18.000
Cat 1 klg Rp 12.000 Rp 12.000
Amplas 5 lbr Rp 4.000 Rp 20.000
Jumlah Rp 5.914.600
68
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan pembuatan alat pada mesin pemotong
zincalume yang telah di lakukan, di dapat kesimpulan sebagai berikut :
1. Redesain mata pisau pemotong zincalume bahan ST 60 dengan perlakuan panas
Heat Treatment dengan sifat Quenching dapat menghasilkan kekerasan yang
lebih tinggi di bandingkan bahan St 60 yang sebelum di Heat Treatment
2. Dari hasil pengujian di peroleh nilai kekerasan pada baja St 60 sebelum di Heat
Treatment rata rata 38,5 Kgf dan yang sesudah Heat Treatment di dapat rata
rata 49 Kgf sehingga di dapat perbandingan 10 Kgf
3. Struktur mikro yang terjadi pada baja bahan ST 60 menunjukan bahwa
kandungan Carbon sebelum Heat Treatment sebesar 0,116, dan kandungan
Carbon sesudah di Heat Treatment sebesar 1,45 sehingga di dapat besar
kandungan Carbon pada St 60 yang sesudah di Heat Treatment
4. Mesin pemotong zincalume ini dapat memotong zincalume dengan ketebalan
maksimum 1 mm
5. Dari hasil pemotongan mesin ini dapat memotong sepanjang 1 m dalam waktu
15 detik
6. Mesin pemotong zincalume ini dapat membantu untuk proses pemotongan
zincalume di dunia industry
5.2 Saran
Adapun saran masukan yang dapat penulis sampaikan terkait perencanaan mesin
pemotong zincalume ini adalah sebagai berikut
1. Agar hasil pemotongan lebih bagus dan lurus, maka dapat di buatkan pembatas
atau pengarah
2. Untuk mendapatkan hasil pemotongan yang baik sebaiknya setting terlebih
dahulu mata pisau dengan benar
3. Sebelum mengoperasikan mesin terlebih dahulu periksa kekuatan baut
koplingdan periksa roda gigi
4. Mesin ini dapat di kembangkan kembali atau di modifikasi agar mendapatkan
hasil yang sempurna dan bermanfaat bagi masyarakat atau dunia industry
69
5. Perlu di lakukan redesain mesin agar bisa di gunakan untuk produksi besar
yang bisa mencakup panjang dan ketebalan yang lebih dari sebelumnya
6. Perawatan pada mesin ini juga di perlukan, terutama pada bantalan serta mata
pisau
7. Keselamatan kerja (K3) harus di utamakan
70
DAFTAR PUSTAKA
Akhmad Kharis Nur Zaman,Zulfah,Tofik Hidayat.,Perancangan alat pemotong besi
untuk meningkatkan kecepatan potong., Universitas Pancasakti Tegal
Andreas Surjaka Ispandriatno.,RhadianKrisnaputra.,Ketahanan korosi baja di
lingkungan air laut., Universitas Gajah Mada
Ary Setya Kurniawan.,Solichin.,Analisis kekuatan tarik dan struktur mikro pada baja
St 41 akibat perbedaan ayunan elektroda pengelasan SMAW.,Tahun 22,No
2.Oktober 2014.,Universitas Negeri Malang
Asfarizal., Suhardiman.,Analisis kekerasan prilaku baja ringan dengan pendinginan
sistem pancaran pada tekanan 20, 40, dan 60 psi., Institut Teknologi
Padang
Carli.,analisis hasil pemotongan press tool pemotong strip plat pada mesin tekuk
hidrolik promecam di laboratorium permesinan.,Politeknik Negeri
Semarang
Franz Norman Azzy.,perancangan mesin notching untuk proses sheet metal forming .,
vol.1 No 2 juli 2014,.Institut Sains &AKPRIND Yogyakarta
Rina Dwi Yani.,Tri Pratomo.,Hendro Cahyono.,Pengaruh Perilakuan terhadap
struktur mikro logam St 60.,Politeknik Negeri Pontianak
Sukanto Jatmiko.,Sarjito Jokosisworo.,Analisa kekuatan puntir dan kekuatan lentur
putar pada poros St 60 sebagai aplikasi perancangan bahan poros baling
baling kapal., Fakultas Teknik UNDIP
Suratman.,Rancang bangun mesin pemotong zincalume.,Tahun 2016.,Politeknik
Negeri Pontianak
Totok Sugiarto.,pengaruh jenis dan tebal plat terhadap gaya potong pada mesin
nibring., vol.1 No 2 juni 2008,.Institut Teknologi Nasional Malang
1
LAMPIRAN
1
1
2
3
1
2