BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Proses Produksi Proses produksi adalah tahap-tahap yang harus dilewati dalam memproduksi barang atau jasa. Ada proses produksi membutuhkan waktu yang lama, misalnya dalam pembuatan gedung pencakar langit, pembuatan pesawat terbang, dan pembuatan kapal serta lain-lainnya. Dalam proses produksi membutuhkan waktu yang berbeda-beda ada yang sebentar, misalnya pembuatan kain, pembuatan televisi, dan lain-lain. Tetapi, ada juga proses produksi yang dapat dinikmati langsung hasilnya oleh konsumen, misalnya pentas hiburan, pijat dan produksi lain-lainnya. Sedangkan pengertian produksi adalah suatu kegiatan untuk menciptakan atau menambah nilai guna terhadap suatu barang atau jasa untuk memenuhi kebutuhan oleh orang atau badan (produsen). Orang atau badan yang melakukan kegiatan produksi dikenal dengan sebutan produsen. Sedangkan barang atau jasa yang dihasilkan dari melakukan kegiatan produksi disebut dengan produk. Istilah Produksi berasal dari bahasa inggris to produce yang berarti menghasilkan.
2.2 Poros Poros adalah elemen mesin yang berbentuk batang dan umumnya berpenampang lingkaran, berfungsi untuk memindahkan putaran atau mendukung sesuatu beban dengan atau tanpa meneruskan daya.. Poros dapat diklasifikasikan sebagai berikut : a.
Poros transmisi/Shaft Poros semacam ini mendapat beban puntir murni atau beban puntir dan lentur. Daya yang ditransmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi, puli sabuk, atau sproket rantai, dan lain–lain.
b. Spindel Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama pada mesin bubut, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syarat yang
5
6
harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta ukurannya harus teliti. c. Line shaft Poros ini berhubungan langsung dengan mekanisme yang digerakkan dan berfungsi memindahkan daya dari motor penggerak ke mekanisme tersebut. Adapun hal-hal penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan sebuah poros, yaitu: 1. Kekuatan poros Poros transmisi mengalami beban puntir atau lentur maka kekuatannya harus direncanakan sebelumnya agar cukup kuat dan mampu menahan beban. 2. Kekakuan poros Lenturan yang dialami poros terlalu besar maka akan menyebabkan ketidaktelitian atau getaran dan suara. Oleh karena itu kekakuan poros juga perlu diperhatikan dan disesuaikan dengan mesin. 3. Putaran kritis Putaran kerja poros haruslah lebih rendah dari putaran kritisnya demi keamanan karena getarannya sangat besar akan terjadi apabila putaran poros dinaikkan pada harga putaran kritisnya. 4. Korosi Poros-poros yang sering berhenti lama maka perlu dipilih poros yang terbuat dari bahan yang tahan korosi dan perlu untuk dilakukannya perlindungan terhadap korosi secara berkala. 4. Bahan poros Poros yang biasa digunakan pada mesin adalah baja dengan kadar karbon yang bervariasi. Adapun penggolongannya dapat dilihat pada Tabel 2.1.
7
Tabel 2.1 Penggolongan Bahan Poros Golongan
Kadar C (%)
Baja lunak
-0,15
Baja liat
0,2-0,3
Baja agak keras
0,3-0,5
Baja keras
0,5-0,8
Baja sangat keras
0,8-1,2
Sumber: ( Hermann Jutz & Eduard sharkus, 2006) Dalam perhitungan poros dapat diketahui dengan melihat dari pembebanan : a. Torsi yang terjadi pada poros. ........................................................................................ (2.1) dimana: T
= Torsi pada poros (Nm)
P
= Daya (watt)
N
= Putaran poros (rpm)
Sumber: ( Sularso, 2002)
b. Momen yang terjadi pada poros : ......................................................................................... (2.2) dimana: M
= Momen (kgmm)
F
= Gaya yang terjadi (kg)
L
= Jarak terhadap gaya (mm)
Sumber :( Sularso, 2002)
c. Torsi ekuivalen : √
............................................................................. (2.3)
dimana: Te
= Torsi ekuivalen (kgmm)
M
= Momen bending atau (kgmm)
T
= Torsi (kgmm)
Sumber: ( Sularso, 2002)
8
d. Diameter Poros :
√
................................................................................... (2.4)
dimana: D
= Diameter poros (mm) = Tegangan geser maksimum (kg/mm2)
Sumber: ( Sularso, 2002)
2.3 Mesin Bubut Mesin Bubut adalah suatu Mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda yang diputar. Pembubutan merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Prinsip kerja mesin bubut dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini.
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Mesin Bubut Proses pembubutan pada gambar 2.1 adalah salah satu proses pemesinan yang mengunakan pahat dengan satu mata potong untuk membuang material dari permukaan benda kerja yang berputar. Pahat bergerak pada arah linier sejajar dengan sumbu putar benda kerja seperti yang terlihat pada gambar 2.1. Dengan mekanisme kerja seperti ini, maka proses bubut memiliki kekhususan untuk membuat benda kerja yang berbentuk silinder. Benda kerja di cekam dengan poros spindel dengan bantuan chuck yang memiliki rahang pada salah satu ujungnya, yaitu pada pusat sumbu putarnya, sementara ujung lainnya dapat ditumpu dengan center yang lain. Gerak rotasi benda kerja akan menghasilkan
9
gerak potong, sementara pahat yang dibawa eretan pada arah translasi sejajar dengan sumbu spindel dan sumbu putar benda kerja akan menghasilkan gerak makan. Mesin bubut dirancang terutama untuk dapat membuat benda kerja dengan bentuk dasar silindris, misalnya membuat poros silindris, poros kerucut (tirus), lubang silindris dan membuat ulir. Mesin bubut juga mampu membuat bentuk-bentuk lain, seperti meratakan permukaan. Kemampuan yang dapat dilakukan oleh mesin bubut dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini
Gambar 2.2 Kemampuan yang dapat dilakukan oleh mesin bubut A. Jenis-jenis pembubutan yang dapat dilakukan pada mesin bubut 1.
Pembubutan tepi (facing) pengerjaan benda kerja terhadap tepi penampangnya atau tegak lurus terhadap sumbu benda kerja.
2.
Pembubutan silindris (turning) pengerjaan benda kerja dilakukan sepanjang garis sumbunya. Baik pengerjaan tepi maupun pengerjaan silindris posisi dari sisi potong pahatnya harus terletak senter terhadap garis sumbu dan ini berlaku untuk semua proses pemotongan pada mesin bubut.
3.
Pembubutan alur (grooving) Pembubutan yang di lakukan di antara dua permukaan.
4.
Pembubutan tirus (chamfering)
Adapun caranya sebagai berikut: a. Dengan memutar compound rest.
10
b. Dengan menggeser sumbu tail stock. c. Dengan menggunakan taper attachment. 5. Pembubutan ulir (threading) Bentuk ulir didapat dengan cara menggerinda pahat menjadi bentuk yang sesuai dengan menggunakan referensi mal ulir (thread gauge). Atau bisa juga menggunakan pahat tertentu ukurannya yang sudah di jual di pasaran, biasanya untuk ulir-ulir standar. 6. Drilling Membuat lubang awal pada benda kerja. 7. Boring Memperbesar lubang pada benda kerja. 8. Kartel (knurling) Membuat profil atau grif pegangan pada benda kerja seperti pada pegangan tang, obeng agar tidak licin. 9. Reaming Memperhalus lubang pada benda kerja. 10. Depth Of Cut Kedalaman Pemotongan
11. Feeding Gerak putar dari benda kerja di sebut gerak potong relatif, dan gerak translasi dari pahat di sebut gerak makan.
11
Bentuk-bentuk pengerjaan yang dapat dilakukan dalam proses membubut dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini.
Gambar 2.3 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut B. Proses yang dihasilkan oleh mesin bubut 1. Proses kerja mesin bubut Gerak potong dilakukan oleh benda kerja secara rotasi sedangkan gerak makan dilakukan oleh pahat. 2. Input dari proses mesin bubut Penggerak dari mesin bubut adalah motor listrik. Daya menjadi transmisi diteruskan oleh transmisi I dan II. Daya yang diteruskan melalui transmisi I akan menggerakkan spindle, cekam dan benda kerja. Sedangkan daya
12
yang diteruskan pada transmisi II, diubah menjadi gerak translasi oleh poros pembawa. 3. Output dari proses mesin bubut, proses dari mesin bubut menghasilkan: a.
Benda kerja yang sudah dibentuk sesuai dengan keinginan
b.
Chip (sisa hasil pemotongan)
4. Parameter-parameter pada mesin bubut Berikut adalah rumus-rumus penting yang digunakan untuk menghitung berbagai parameter permesinan dari mesin bubut:
Gambar 2.4 Parameter pahat bubut Keterangan: Do
= Diameter awal (mm)
Df
= Diameter setelah pemakanan (mm)
L
= Panjang benda kerja (mm)
d
= Diameter pemakanan (mm)
t
= Tebal pemakanan (mm)
Kecepatan potong biasanya dinyatakan dengan istilah m/menit, yaitu kecepatan dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu: 1) kekerasan dari bahan yang akan dipotong, dan 2) jenis alat potong yang digunakan. Kecepatan potong harus disesuaikan dengan kecepatan putaran spindel mesin bubut. Dihitung dari putaran per menit terhadap diameter benda kerjanya, sering juga disebut dengan kecepatan pada permukaan. Untuk keperluan ini digunakan persamaan sebagai berikut: m/min.......................................................................(2.5)
13
Keterangan: n
= putaran benda kerja (rpm)
D
= Diameter benda kerja (mm)
Vc
= kecepatan pemotongan (m/menit)
Kedalaman pemotongan, yaitu proses pembubutan dengan mengurangi diameter awal Do, menjadi diameter akhir Df, dari sini didapatkan kedalaman potong t, dengan rumus :
Sehingga: ........................................................................................(2.6)
Feed adalah pergerakan titik sayat alat potong per satu putaran benda kerja. dalam pembubutan, feed dinyatakan dalam mm/putaran. Untuk kecepatan pemakanan dapat dicari dengan rumus :
fr N. f
...................................................................................(2.7)
Waktu pemotongan adalah banyaknya waktu nyata yang dibutuhkan untuk mengerjakan (membentuk atau memotong) suatu benda kerja. Untuk waktu pemotongan dapat dicari dengan rumus : ........................................................................................(2.8) Atau ...............................................................................(2.9)
