Tugas Akhir
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Filter Secara umum filter banyak dikenal orang sebagai alat penyaring kotoran, tapi pengertian filter disini lebih khusus lagi yaitu sebagai alat yang digunakan untuk memisahkan atau menyaring kotoran dari udara atau cairan, cairan itu bisa berupa oli atau bahan bakar. Kotoran yang disaring dalam filter timbul akibat debu yang masuk dari lubang pengukur ketinggian, lubang pengisian bahan bakar, lubang udara yang menuju ruang pembakaran, selain itu juga akibat dari pembakaran mesin itu sendiri.
Gambar 2.1 Contoh Filter
Universitas Mercu Buana
8
Tugas Akhir
2.2 Jenis Filter berdasarkan penggunaannya Jenis filter digolongkan jadi 2, yaitu berdasarkan penggunaanya dan berdasarkan bentuknya. 2.2.1 Berdasarkan penggunaanya Berdasarkan penggunaannya secara garis besar filter dibedakan menjadi 3 macam. Pengelompokan jenis filter ini didasarkan pada media yang akan disaring, yaitu : 1. Oil Filter Media yang disaring oleh oil filter adalah kotoran pada minyak pelumas mesin yang timbul karena debu yang masuk melalui lubang pengisian maupun lubang pengukur ketinggian, dan karena proses pembakaran pada mesin.
Gambar 2.2 Oil Filter 2. Fuel Filter Media yang disaring oleh fuel filter adalah kotoran pada bahan bakar kendaraan bermotor baik itu yang berasal dari bahan bakar sendiri maupun yang berasal dari tangki kendaraan bermotor itu. Bahan bakar yang disaring : Universitas Mercu Buana
9
Tugas Akhir
- Gasoline / bensin - Bahan bakar diesel / solar
Gambar 2.3 Fuel Filter 3. Air Filter Media yang disaring Air Filter adalah debu, asap dan partikel udara yang masuk ke ruang pembakaran.
Gambar 2.4 Air Filter
Universitas Mercu Buana
10
Tugas Akhir
2.2.2 Berdasarkan bentuknya Jenis filter yang berdasarkan bentuknya ada 2 macam, yaitu : 1. Spin On Pada jenis filter ini komponen filter yang ada hanya dapat digunakan satu kali saja, karena semua komponennya dirakit menjadi satu dan tidak bisa diganti per komponen.
Gambar 2.5 Spin On Oil Filter
2. Center Bolt Jenis filter ini sebagian komponennya bisa diganti bila sudah mengalami kerusakan.
Biasanya
komponen
yang
diganti
ialah
komponen
penyaringnya.
Universitas Mercu Buana
11
Tugas Akhir
Gambar 2.6 Center Bolt Filter 2.3 Filter Spin On Komponen-komponen utama dari spin-on filter : A. Body Body adalah tempat dimana semua komponen filter selain seat assy dan packing berada di dalamnya B. Seat Assy •
Seat
Berfungsi sebagai tempat masuknya oli kotor ke filter, selain itu juga terdapat lubang yang berulir berfungsi sebagai saluran oli yang telah disaring masuk ke mesin. •
Element Cover
Komponen yang berfungsi menggabungkan komponen seat assy dengan body. Universitas Mercu Buana
12
Tugas Akhir
C. Element assy •
End Plate A
Tempat perekat element bawah dan sebagai tempat dudukan anti drain back. •
Paper Element
Inilah yang melakukan proses penyaringan dalam sebuah filter •
End Plate B
Tempat perekat element bagian atas •
Inner Tube
Pipa tersebut didapati banyak lubang sebagai jalannya masuk oli setelah penyaringan, dan berfungsi sebagai penahan paper element dari tekanan oli. D.Packing B / Anti drainback Berfungsi menahan oli yang berada di dalam filter supaya tidak turun kembali pada saat mesin mati. E. Packing A / Seal atau gasket Mencegah kebocoran pada pertemuan seat assy dengan mounting mesin. 2.4 Seat dan Proses Pembuatanya
Gambar 2.7 Contoh Seat
Universitas Mercu Buana
13
Tugas Akhir
Seperti yang telah dibahas di atas bahwa seat berfungsi sebagai tempat masuknya oli kotor ke filter, selain itu juga terdapat lubang yang berulir berfungsi sebagai saluran oli yang telah disaring masuk ke mesin. Komponen filter yang satu ini terbuat dari bahan plat SPHD t 2.3-4mm, tergantung dari dimensi filter yang dibuat. Seat dibentuk melalui beberapa tahapan proses pemotongan dan pembentukan dari beberapa cutting tool. Tahapan-tahapan pembuatan seat yang terdapat di PT. Selamat Sempurna Perkasa,Tbk dapat dilihat dari flow process chart atau bagan alir proses dari seat berikut ini ;
SEAT
1
Shearing
2
Piercing
3
Blank Forming dan Emboshing
4
Tapping
5
Inspection
Gambar 2.8 Flow Process Chart Seat Universitas Mercu Buana
14
Tugas Akhir
•
Tahap 1 Proses pemotongan plat dari lembaran-lembaran menjadi strip-strip plat yang lebih kecil dimensinya dengan mesin potong plat atau mesin Shearing.
Gambar 2.9 Hasil proses pemotongan plat •
Tahap 2 Proses Piercing, yaitu melubangi strip-strip plat hasil dari tahap 1 dengan menggunakan dies proses piercing di mesin press 110 ton
Gambar 2.10 Hasil proses Piercing •
Tahap 3 Pada tahap ini plat yang sudah berlubang diproses dengan dies Blank Forming dan Embossing di mesin press 160 ton.
Gambar 2.11 Hasil proses Blank,Forming dan Embossing
Universitas Mercu Buana
15
Tugas Akhir
•
Tahap 4 Pada tahap ini seat diproses Tapping yaitu pembuatan ulir di bagian tengahnya. Ulir ini berfungsi pada pemasangan filter ke engine. Ulir
Gambar 2.12 Hasil proses Tapping •
Tahap 5 Inscpection atau pengecekan dimensi dan penampilan seat dilakukan pada tahap ini untuk mempertahankan kualitas agar tetap sesuai standar yang ada.
2.5 Dies 2.5.1
Pengertian Dies
Dies sering disebut juga dengan istilah Press tools yang dapat diartikan sebagai suatu alat yang digunakan untuk memotong dan atau membentuk material yang terbuat dari plat (sheet metal). Biasanya pemotongan dan pembentukan dilakukan dalam suatu penggabungan dengan mesin press (mesin press mekanik dan hidrolik). Sebuah dies dibuat untuk memproduksi produk atau barang dalam jumlah ribuan hingga jutaan dalam satu kali produksi yang dilakukan dalam Universitas Mercu Buana
16
Tugas Akhir
waktu yang singkat. Ini artinya dies menjadikan produksi barang-barang yang terbuat dari plat menjadi lebih ekonomis. Dies atau press tools pada dasarnya digolongkan jadi 2 yaitu ; a. Cutting Tools Jenis pengerjaan dalam cutting tools diantaranya Blanking, Piercing, Notching, Cropping, Parting, Lanzing, Semi Notching, Shaving, dan Trimming. b. Forming Tools Jenis pengerjaan yang digolongkan dalam forming tools yaitu Bending, Flanging, Coinning, Semi Piercing, Embossing, Deep Drawing, Crimping, Curling, Collar Drawing, dan Forming. 2.5.2
Cutting Tools a. Blanking Proses pemotongan pada seluruh bentuk. Hasilnya disebut blank. Bahan yang tak terpakai disebut strip.
Gambar 2.13 Blanking
Universitas Mercu Buana
17
Tugas Akhir
b. Piercing Prosesnya sama dengan blanking, tetapi yang dipakai strip-nya. Sisa pemotongan disebut slug atau scrap.
Gambar 2.14 Piercing c. Notching Prinsipnya sama dengan piercing, tetapi sisi potong alat pemotong tidak memotong seluruhnya.
Gambar 2.15 Notching d. Cropping Proses pemotongannya tidak menghasilkan tatal. Lebar komponen yang dibuat sama dengan lebar bahan.
Gambar 2.16 Cropping
Universitas Mercu Buana
18
Tugas Akhir
e. Parting Sama dengan cropping, tetapi menghasilkan tatal.
Gambar 2.17 Parting f. Lanzing Pemotongan hanya pada tiga sisi dari pemotong. Bagian yang terpotong masih menempel pada bagian bahan yang dipotong.
Gambar 2.18 Lanzing g. Semi Notching Prosesnya sama dengan lanzing. Pemotongan hanya pada dua sisi dari pemotong. Dilakukan pada bagian sisi bendakerja.
Gambar 2.19 Semi Notching
Universitas Mercu Buana
19
Tugas Akhir
h. Shaving Metode ini bertujuan hanya menghilankar burr / chip. Dilakukan utnuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang presisi.
Gambar 2.20 Shaving i. Trimming Proses pengerjaan akhir untuk memeotong tepi-tepi yang tidak berfungsi. Dilakukan untuk menghilangkan serpihan pelat hasil deep drawing.
Gambar 2.21 Trimming 2.5.3
Forming Tools a. Bending Proses pembengkokan lembaran pelat ke arah melintang terhadap ketebalan pelat.
Gambar 2.22 Bending
Universitas Mercu Buana
20
Tugas Akhir
b. Embossing Pada sisi sebaliknya membekas seperti bentuk yang dibuat tetapi kebalikannya.
Gambar 2.23 Emboshing c. Coining Prosesnya sama dengan Embossing, hanya tidak terjadi bekas pada sisi sebaiknya.
Gambar 2.24 Coining d. Deep Drawing Proses pembentukan pelat yang menghasilkan rongga. Pelat dibentuk antara punch dan die, pada keempat sisinya.
Gambar 2.25 Deep Drawing
Universitas Mercu Buana
21
Tugas Akhir
e. Crimping Proses pembengkokan pada benda yang kecil. Biasa dilakukan utnuk pembentukan sambungan kawat kelistrikan.
Gambar 2.26 Crimping f. Curling Proses
pengerolan
bagian
sisi
pelat.
Dapat
dilakukan
proses
penyambungan denan sistem tekan.
Gambar 2.27 Curling g. Collar Drawing Proses perluasan lubang tanpa adanya pemotongan. Proses ini dilakukan untuk menambah bidang kontak lubang pada pelat atu menginginkan bentuk ulir pada pelat. Kadang proses ini disebut hole flanging.
Gambar 2.28 Collar Drawing
Universitas Mercu Buana
22
Tugas Akhir
2.6 Jenis dan macam Dies 2.6.1
Blanking Tool a. Blank Trough Tool Tool ini digunakan untuk proses blanking. Blank yang dihasilkan akan langsung jatuh melewati die dan bottom plat. Punch terikat dengan top plate dan die terikat pada bottom plate.
Gambar 2.29 Blank Through Tool b. Inverted Blanking Tool Tool ini juga untuk proses blanking. Perbedaannya hanya pada posisi die dan punch. Pada inverted tool, punch terikat pada bottom plate dan die terikat pada top plate. Inverted tools lebih cocok digunakan bila kita mengharapkan blank yang rata. Tipe tool ini juga cocok untuk proses shaving.
Gambar 2.30 Inverted Blanking Tool Universitas Mercu Buana
23
Tugas Akhir
2.6.2
Piercing Tool Pada dasarnya tipe tool ini mirip dengan tipe blank through tool. Perbedaannya terdapat pada bagian yang terpotong (jatuh). Pada blank through tool yang terpotong jatuh adalah blank, sedangkan pada piercing tool yang terpotong jatuh adalah slug (scrap).
Gambar 2.31 Piercing Tool 2.6.3
Progressive Tool Progressive tool adalah tipe tool yang dirancang untuk proses pengerjaan yang bertahap dan berkelanjuatan antara proses satu ke proses berikutnya, baik untuk proses pemotongan, pembentukan atau variasi keduanya.
Gambar 2.32 Progressive Tool
Universitas Mercu Buana
24
Tugas Akhir
2.6.4
Compound Tool Compound Tool adalah tool khusus yan dapat melakukan beberapa proses pemotongan sekaligus (biasanya blanking dan piercing). Konstruksi compound tool biasanya dirancang berupa inverted tool.
Gambar 2.33 Compound Tool
2.6.5
Combination Tool Combination Tool adalah suatu tool dimana proses pemotongan (biasanya blanking)
dikombinasikan
dengan
proses
forming
(Forming,
bending,drawing, coining, dll).
Universitas Mercu Buana
25
Tugas Akhir
2.7 Bagian-bagian Dies
Gambar 2.34 Bagian-bagian Dies (Compound Tool) Secara umum bagian-bagian dies dapat dilihat dari gambar compound tool diatas, diantaranya: 1. Bottom Plate Bagian ini berupa blok yang berfungsi menahan die (kecuali pada inverted atau compound tool). Pada bottom plate ini juga terdapat guide pillar. 2. Top Plate Biasanya menahan punch atau punch holder. Pada top plate juga terletak guide bush dan shank. 3. Guide Bush Guide Bush berfungsi sama dengan Guide Pillar, yang bekerja bersama-sama untuk menepatkan top plate dan bottom plate secara presisi dan akurat. Karena berfungsi untuk menepatkan maka guide pillar dan guide bush harus dibuat presisi. Universitas Mercu Buana
26
Tugas Akhir
4. Guide Pillar Guide Pillar berfungsi sama dengan Guide bush, yang bekerja bersama-sama untuk menepatkan top plate dan bottom plate secara presisi dan akurat. 5. Main Punch Main Punch adalah bagian dari press tool yang bersifat jantan (male). Punch dapat terletak dibagian bawah maupun bagian atas dan juga dapat berfungsi ganda sebagai die piercing. 6. Stripper Plate Bagian ini berrungsi untuk menahan material yang terangkat ke atas karena terjepit punch. Hal ini terjadi karena sifat yang dimiliki oleh material, yang sering juga dikenal dengan spring back. 7. Die Die adalah pasangan dari punch. Letaknya berlawanan dengan punch. 8. Shedder Digunakan pada compound atau inverted dies untuk mengeluarkan blank. 9. Punch Piercing Punch Piercing adalah bagian dari dies yang bersifat jantan (male) yang berfungsi sebagai pelubang. Punch dapat terletak dibagian bagian atas. 10. Punch Holder Plate Berfungsi untuk memegang punch kecil dan terikat pada top plate. 11. Pressure Plate (Trust Plate) Terletak di belakang punch holder untuk menahan punching pressure. Universitas Mercu Buana
27
Tugas Akhir
12. Knockout Plate Berfungsi untuk menahan gaya yang diberikan oleh transfer pin. Digerakkan oleh knockout pin (untuk inverted dan compound die). 13. Transfer Pin Menghubungkan antara shedder dan knockout, dapat bergerak bebas. Biasa digunakan untuk inverted dan compound die. 14. Knockout Pin Menggerakkan knockout plate, bergerak bersama dengan pergerakan ram mesin press. 15. Shank Berfungsi untuk menahan bagian atas dari die set dalam ram. Shank terikat dengan top plate. 16. Spring Spring memberikan gaya kepada stripper plate untuk melawan gaya jepit dari pelat yang terpotong. 17. Dowel Pin Sebagai penepat antar komponen dies. 18. Stripper Bolt Berfungsi untuk mengikat stripper plate, yang bergerak naik turun. 19. Bolt Sebagai pengikat antar komponen yang statis, tidak bergerak.
Universitas Mercu Buana
28
Tugas Akhir
2.8 Istilah-istilah dasar dalam proses pemotongan dalam dies 2.8.1
Prinsip pemotongan Dalam proses pemotongan kita membutuhkan dua sisi potong yang berlawanan. Dalam tool making kita menyebutnya punch dan die, dimana ada satu bagian yang diam dan ada bagian lain yang bergerak.
Gambar 2.35 Prinsip pemotongan •
Proses pemotongan terjadi ketika sisi potong bagian dalam (punch) menekan material melawan sisi potong lainnya (die). Proses ini dapan dibedakan menjadi beberapa langkah.
•
Saat punch mulai menekan material, material akan mendapat gaya dibawah batas elastisnya. (Bila tekanan punch dihilangkan maka material akan kembali ke posisi semula ). Sudah mulai kelihatan bentukan radius pada pertemuan dua sisi potong tersebut.
Universitas Mercu Buana
29
Tugas Akhir
•
Penekanan yang lebih dalam akan membuat material mendapat gaya melebihi batas elastisnya. (Pada saat ini deformasi plastis akan terjadi). Pada material juga mulai timbul retakan-retakan.
•
Semakin dalam langkah penekanan, semakin panjang pula keretakankeretakan
material dan pada akhirnya bertemu. Begitu keretakan-
keretakan terebut bertemu maka terpotonglah material itu sesuai dengan bentuk sisi potongnya. Untuk proses blaking, ukuran produk jadi tergantung pada ukuran die. Untuk proses piercing, ukuran jadi tergantung pada ukuran punch. 2.8.2
Cutting Force (Gaya Potong) Gaya potong adalah gaya yang harus diberikan supaya proses pemotongan dapat terjadi. Gaya potong suatu bahan tergantung pada tegangan geser dan luas bidang potong. Gaya yang diberikan ini akan menciptakan suatu tekanan pada pelat/material yang dinamakan dengan tegangan geser . hal inilah yang menyebabkan terpotongnya pelat tersebut. Sedangkan tekanan perlawanan dari material dinamakan dengan kekuatan geser atau batas patah geser. Rumus dasar : gaya = tekanan x luas F=PxA
(2.1)
Untuk logam : gaya = tegangan x luas F = τB x A
(2.2)
Untuk cutting : gaya = kekuatan geser x keliling potong x tebal material F = τB x U x s Universitas Mercu Buana
(2.3) 30
Tugas Akhir
Dimana, F = gaya dalam satuan N P = Tekanan dalam satuan N/mm2 A = Luas dalam satuan mm2
τB = Tegangan geser dalam satuan N/mm2 U = Keliling potong dalam satuan mm s = Tebal plat dalam satuan mm
2.8.3
Stripping Force (gaya Strippper) Setelah
punch menekan / memotong material maka material akan
mempunyai kecenderungan menjepit punch atau die. Hal ini perlu diatasi dengan menggunaakn stripper plate. Penjepitan ini terjadi akibat sifat logam yang dimilikinya yaitu sifat elastisitas logam yang dimilikinya, dan sering dinamakan spring back.
Gambar 2.36 Stripping Force Universitas Mercu Buana
31
Tugas Akhir
Gaya stipper dapat berkisar antara 5 % sampai 20% dari gaya potong Gaya stipper dipengaruhi oleh : tegangan geser material, kondisi dari sisi potong (semakin tajam sisi potong semakin kecil gaya stripper-nya ), kualitas permukaan dari punch dan die. 2.8.4 Clearance Bila kita akan memotong suatu pelat, maka kita akan memerlukan suatu gaya, besarnya gaya tersebut akan diterima sepenuhnya pada pelat. Dalam hal ini besarnya gaya yang diperlukan baik dari atas maupun dari bawah besarnya sama, dengan memberikan jarak spasi yang relatip kecil yang dinamakan dengan clearance.
Gambar 2.37 Clearance Clearance adalah selisih ukuran antara punch dan die yang hanya diukur pada satu sisi saja, dengan kata lain setengah dari besarnya allowance. Clearance ini juga akan menentukan besarnya gaya potong terhadap pelat yang akan dipotong. Besarnya clearance akan mempengaruhi proses dan hasil pemotongan. Pengaruhnya antara lain : •
Besarnya gaya potong yang dipakai (force)
Universitas Mercu Buana
32
Tugas Akhir
•
Umur pakai dari punch dan die (life time)
•
Permukaan hasil pemotongan (surface finish)
Besarnya pemilihan clearence tergantung dari tebal dan jenis material, disamping itu ada beberapa pertimbangan berikut ini: •
Untuk proses blanking pada material yang memiliki batas patah geser tinggi dipilih clearance yang kecil, agar mendapat hasil pemotongan yang baik.
•
Untuk proses blanking pada mesin potong otomatis digunakan clearance yang besar agar mendapatkan umur pakai yang lama.
•
Untuk mendapatkan hasil potongan yang halus dipilih clearance yang kecil.
Berdasarkan dari hal diatas besarnya clearance dapat dihitung dengan rumus : Cs = 0,01 x s x √τB
(2.4)
τB = 0.8 x σB
(2.5)
Dimana, Cs = Clearance dalam satuan mm σB = Batas patah tarik dalam satuan N/mm2
τB = Tegangan geser dalam satuan N/mm2 Pada umumnya pemilihan clearance ini berkisar antara 8 sampai 15 % dari tebal material yang dipotong. Universitas Mercu Buana
33
Tugas Akhir
2.8.5
Penetrasi Panjang langkah punch yang menyebabkan terpotongnya plat dinamakan penetrasi. Pada dasarnya panjang dari bagian yang berbentuk radius sampai dengan bagian yang berbentuk lurus mengkilap pada permukaan potong.
Gambar 2.38 Penetrasi Besarnya penetrasi ini biasanya dinyatakan dengan prosentase dari tebal material yang dipotong. Hal ini yang sering dijadikan dasar menentukan panjang penekanan pada beberapa jenis material. Semakin keras material, semakain berkurang panjang penetrasi-nya. Berikut ini ditunjukan besarnya penetrasi dari beberapa jenis material berdasarkan pengalaman dalam satuan %.
Universitas Mercu Buana
34
Tugas Akhir
2.8.6
Ukuran Punch dan Die Diameter die akan menentukan besarnya diameter blank, diameter ini diukur dari penampang blank pada daerah yang memiliki permukaan lurus mengkilap. Dengan demikian apabila kita akan mengambil blank sebagai produknya, maka yang kita buat sebagai dasar adalah ukuran dari die, baru ukuran punch menyesuaikan. Jika lubang yang akan dijadikan produknya, maka sebagai dasar adalah ukuran dari punch, kemudian ukuran die menyesuaikan.
Gambar 2.39 Dimensi Punch dan Die d = ukuran produk yang diinginkan d1 = ukuran punch d2 = ukuran die t
= tebal material
Besarnya d = d1, karena lubang yang dijadikan sebagai produknya.
Universitas Mercu Buana
35
Tugas Akhir
2.8.7
Gaya Forming Jenis forming yang terdapat dalam pembentukan seat ini ada 3 jenis yaitu embossing tertutup, terbuka dan collar drawing. Embossing tertutup Fp1 = 2,5 x Aproj x Rm
(2.6) 2
Dimana ; Aproj = Luasan bidang proyeksi ( mm ) Rm = Tegangan tarik besarnya sama dengan σB 0.8 Rm = τB
Rm = σB
(2.7)
Embossing terbuka Fp = Aproj x Rm
(2.8)
Collar drawing Fz = U x s x σB x α Dimana ; α = s/s1
(2.9) (2.10)
2.9 Dies Seat Caking Dies seat caking ini merupakan salah satu dies (presstools) pengembangan dari salah satu jenis dies yaitu compound tool. Dies ini dipakai untuk membuat komponen seat yang merupakan salah satu komponen filter. Dies caking terdiri dari 2 proses, Proses 1 yaitu Blanking-Piercing, dan Proses 2 yaitu Forming dan Embossing. Dies caking proses 1 terdiri dari 1 master die set dan 1dies inti, sedangkan proses 2 juga sama terdiri dari 1 master die set dan 1 dies inti. Master die set pada setiap proses tersebut bersifat universal maksudnya bisa dipakai untuk dies inti yang lainnya.
Universitas Mercu Buana
36
