DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL

DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL

TESIS

OLEH

M. KAMIL 037015012/TM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2006

M. Kamil: Desain, Pabrikasi, Dan Pengujian mesin Gerinda Toolspot Pada Mesin Bubut Konvensional, 2006. USU e-Repository © 2008

DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Teknik Pada Program Studi Magister Teknik Mesin, Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

OLEH M. KAMIL 037015012/TM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2006


Judul Tesis

: DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL

Nama mahasiswa

: M. KAMIL

Nomor Pokok

: 037015012

Program Studi

: TEKNIK MESIN

Menyetujui Komisi Pembimbing

Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME Ketua

Dr.- Ing. Ikhwansyah Isranuri Anggota

Ir. Tugiman, MT Anggota

Ketua Program Studi,

Direktur SPs-USU,

Prof.Dr.Ir.Bustami Syam, MSME

Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B, MSc

Tanggal Lulus : 04 September 2006


Telah Diuji Pada Tanggal : 04 September 2006

PANITIA PENGUJI TESIS :

Ketua

:

Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME

Anggota : 1. Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri 2. Ir. Tugiman, MT 3. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 4. Ir. Alfian Hamsi. M.Sc


ABSTRAK

Mesin gerinda toolpost adalah alat yang dirancang secara khusus sebagai alat bantu dalam proses pengerjaan lanjut. Alat ini mampu menggerinda komponen permesinan yang dipasangkan pada mesin bubut konvensional dengan panjang benda kerja yang melebihi kapasitas mesin gerinda biasa, juga berfungsi untuk memperbaiki harga kekasaran sesuai dengan standar mesin gerinda. Mesin gerinda toolpost yang dirancang/didisain dan dipabrikasi yang dimensinya disesuaikan dengan toolpost mesin bubut konvensional. Komponen mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional disesuaikan dengan standard industri yang memiliki putaran motor 3000 rpm. Untuk mengetahui seberapa besar perilaku getaran mesin gerinda toolpost dilakukan pengujian getaran tanpa beban dan dikenai beban dengan menggunakan alat pengujian vibrometer analog VM-3314A, buatan IMC Cooperation Japan. Bahan uji yang digunakan pada pengujian adalah low carbon steel (mild steel). Untuk membuktikan kelayakan mesin gerinda toolpost agar dapat diproduksi maka dilakukan pengujian kekasaran permukaan hasil penggerindaan dengan menggunakan alat stylus instrumen (surftest 402). Dengan melakukan pengujian respon getaran untuk menguji displacement, velocity, acceleration dan pengujian kekasaran permukaan bahan uji, sehingga akan diketahui kemampuan mesin gerinda toolpost yang memiliki getaran dan standard kekasaran permukaan sesuai dengan disain dan pabrikasinya. Kata kunci : Mesin gerinda toolpost, Mesin bubut konvensional, perilaku getaran, dan kekasaran permukaan (surface roughness)


ABSTRACT

Toolpost grinding machine, is a tool that is specially designed as a supporting device for further processing. This tool that is attached to a conventional lathe machine can grind longer machinery components than a standard grinding machine. It also functions to improve the roughness value adapted to standard grinding machine. The dimension of the designed and fabricated toolpost is adapted to that of conventional lathe machine. The components of toolpost attached to the conventional machine has motor rotation of 3000 rpm adjusted to the industrial standard. To figure out the intensity of vibration characteristics of toolpost, a test of vibration without loading and with loading by using vibrometer analog VM-3314 A made by IMC Cooperation Japan was done. The material used in this test was low carbon steel (mild steel). To prove the properness of toolpost to be produced, a test of surface roughness of grinded material was done by using stylus instrument (surftest 402). By doing a test of vibration responses determining displacement, velocity, acceleration and a test of surface roughness of tested material, the capability of toolpost that has vibration and standardized surface roughness adapted to the design and fabrication is to be found. Keyword : Toolpost grinding machine, conventional lathe machine, characteristics of vibration and surface roughness .



KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, dengan berkat limpah Rahmat dan Karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan judul DESAIN, PABRIKASI DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL. Tesis ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan pada Pusat Riset Noise and Control Vibration pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik USU, Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI), dan Fakultas Teknik Mesin Universitas Malikussaleh Lhokseumawe, serta Pusat Pengembangan Penataran Guru Teknologi Medan. Penulisan tesis ini terlaksana berkat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak terutama komisi pembimbing, dan melalui seminar kolokium memperoleh banyak saran dan masukan demi kesempurnaan pada penelitian. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang tinggi kepada Prof.Dr.Ir. Bustami Syam, MSME dan Dr.-Ing. Ikhwansyah Isranuri serta Ir. Tugiman, MT selaku komisi pembimbing yang telah memberikan petunjuk dalam menentukan langkah penelitian. Prof.Dr.Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc selaku Direktur Sekolah Pascasarjana, yang memberikan kesempatan dan fasilitas dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Teknik Mesin SPs USU serta Ir. Alfian Hamsi, M.Sc selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin USU, yang telah


memberikan keempatan dan fasilitas pada laboratorium Teknik Mesin. Seluruh dosen dan Staf administrasi Program Studi Magister Teknik Mesin SPs USU dan rekanrekan yang telah memberikan tanggapan dan saran perbaikan. Selanjutnya penulis menyampaikan terima kasih kepada istri dan sanak keluarga yang telah banyak memberikan dorongan dan doa sehingga dapat selesainya penelitian ini. Penulis menyadari masih banyak ketidaksempurnaan dari penulisan tesis ini, oleh karenanya kritik dan demi perbaikan yang sifatnya membangun sangat diharapkan.

Akhirnya penulis berharap semoga tesis

ini ada manfaatnya bagi

pembangunan dan kemajuan teknologi.

Medan, 14 Maret 2007 Penulis,

M. Kamil


ABSTRAK Mesin gerinda toolpost adalah alat yang dirancang secara khusus sebagai alat Bantu dalam proses pekerjaan lanjut untuk menggerinda komponen pemesinan pada mesin bubut konvensional dengan panjang benda kerja melebihi kapasitas mesin gerinda biasa serta berfungsi untuk merubah harga kekasaran permukaan sesuai standard mesin gerinda. Mesin gerinda toolpost yang didesain dan dipabrikasi serta disesuaikan dengan dimensi pada toolpost mesin bubut konvensional. Komponen mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional disesuaikan dengan standard industri yang memiliki putaran motor 3000 rpm. Untuk mengetahui seberapa besar prilaku getaran mesin gerinda toolpost dilakukan pengujian getaran tanpa beban dan menggunakan beban dengan alat pengujian vibrometer analog VM-3314A, buatan IMC Cooperation Japan. Bahan uji yang digunakan pada pengujian adalah low carbon steel (mild steel). Untuk membuktikan kelayakan mesin gerinda toolpost dapat diproduksi maka dilakukan pengujian kekasaran mesin gerinda penggerindaan dengan menggunakan stylus instrument (surftest 402). Dengan melakukan pengujian respon getaran untuk menguji displacement, velocity, acceleration dan pengujian kekasaran permukaan beban uji, sehingga akan diketahui kemampuan mesin gerinda toolpost yang memiliki getaran dan standard kekasaran permukaan sesuai dengan desain dan pabrikasinya. Kata kunci

: Mesin bubut konvensional, mesin gerinda toolpost, perilaku getaran dan kekasaran permukaan (surface roughness)


ABSTRACT The toolpost grinding machine is a model tool machine which is specially designed in advanced grinding process to grinding such conventional lathe is components with its length over than regular grinding machine capacity an also has the function to change the surface standard grinding machine. This toolpost grinding machine is designed, manufactured and also adapted to the dimension of toolpost conventional lathe. The component of toolpost grinding on conventional lathe is adjusted to the industrial standard which has the motor rotation of 3000 rpm. To know the amount of this toolpost machine’s vibration, a testing on vibration is carried out with or without capacity by using a testing tool called vibrometer Analog VM – 3314A, made by IMC Coorperation Japan. The testing material which is used is low carbon steel (mild steel). To prove the properness of this toolpost grinding machine can be produced a testing on the roughness of grinding result by using stylus instrument (surftest 402) is carried out. By doing at testing on vibration respond to test displacement, velocity, acceleration and the test on surface roughness of testing substance, can be know the capability of toolpost grinding machine who has vibration and surface roughness standard suitable with its design and manufacture. Keyword

: Conventional lathe machine, toolpost grinding machine, vibration respond and surface roughness.


DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR ISTILAH RIWAYAT HIDUP 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Tujuan Penulisan 1.4 Manfaat

i iii iv v vii viii x xi xiii 1 1 4 5 6

2.

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori 2.1.1 Mesin bubut konvensional 2.1.2 Toolpost 2.1.3 Klasifikasi mesin gerinda toolpost 2.1.4 Proses hasil permukaan gerinda 2.1.5 Pemilihan batu gerinda 2.1.6 Proses gerinda 2.1.7 Pengujian getaran mesin gerinda toolpost dengan analisa teori 2.1.8 Kekasaran permukaan 2.2 Kerangka Konsep Penelitian

7 7 7 8 8 9 10 11 14 17 20

3.

METODE PENELITIAN

21

3.1 Desain dan Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost 3.1.1 Tempat dan waktu 3.1.2 Bahan 3.2 Pengujian Mesin Gerinda toolpost 3.2.1 Tempat dan waktu 3.2.2 Bahan Uji

21 21 21 21 21 22


3.3

3.4 3.5 3.6 3.7 3.8

4.

5.

Pelaksanaan Desain 3.3.1 Batu gerinda 3.3.2 Bantalan 3.3.3 Putaran Mesin dan komponen belt dan pulley 3.3.4 Motor Listrik Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost Peralatan Rencana Penelitian Variabel yang diamati Teknik Pengambilan Data Penelitian 3.8.1 Pengukuran respon getaran 3.8.2 Pengukuran respon kekasaran permukaan

23 24 24 25 26 26 27 28 28 30 30 32

HASIL DAN PEMBAHASAN

35

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10

35 39 40 47 63 66 69 72 82 84

Pendahuluan Pelaksanaan Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Pengukuran Respon Getaran dengan Beban Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Harga rata-rata Respon Getaran Respon Pengukuran Langsung Nilai Kekasaran Hubungan Pengukuran Displacement terhadap Harga Ra

KESIMPULAN

90

DAFTAR PUSTAKA

92

LAMPIRAN

94


DAFTAR TABEL Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel Tabel

1.1 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4.1 4.2

Tabel Tabel Tabel

4.3 4.4 4.5

Tabel

4.6

Tabel

4.7

Tabel

4.8

Tabel

4.9

Tabel Tabel Tabel Tabel

4.10 4.11 4.12 4.13

Tabel Tabel Tabel Tabel

4.14 4.15 4.16 4.17

Type Mesin Gerinda Data Teknik Mesin Bubut konvensional Harga Tingkatan Kekasaran Surface Roughness in Practice Tingkat kekasaran batu gerinda Bantalan Capacity Belt Pulley dengan Type V Komponen Mesin Gerinda Toolpost Mesin yang digunakan pada Proses Pabrikasi Peralatan yang dibutuhkan pada Proses Pabrikasi Bahan uji dengan data properties Capacity dan Identifikasi data mesin Gerinda toolpost pada Mesin Bubut Konvensional Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Analisa Perhitungan tanpa Pemakanan Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan 0.01 mm Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan 0.03 mm Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan 0.05 mm Pengukuran Respon Getaran dengan kedalaman Pemakanan 0.07 mm Hasil Respon Getaran Pengukuran Displacement terhadap waktu dengan kedalaman Pemakanan Harga Rata-rata Respon Getaran Analisa Perhitungan dengan Pemakanan Hasil Pengukuran Langsung Kekasaran Hubungan Respon Getaran dengan Pengukuran Displacement dengan Pengukuran Kekasaran Permukaan Rata-rata Respon Getaran dengan Nilai Ra Gap Analisys Gap Analisys Gap Analisys


1 8 18 24 24 25 25 26 27 28 35 36 40 45 49 52 56 59 63 73 81 83 85 86 87 88 89

DAFTAR GAMBAR Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 4.25 4.26

Mesin Bubut Konvensional Mesin Gerinda Toolpost Proses Pemakanan Penggerindaan Type I Lurus Batu Gerinda Proses Penggerindaan Benda Kerja Mekanisme Gerak Proses Tanpa Beban Kerangka Konsep Penelitian Bahan Uji Mesin Gerinda Toolpost Bahan Uji Hasil Pembubutan pada Mesin Bubut Konvensional Posisi Titik Pengukuran Menggunakan Vibrometer Set Up Alat Pengujian Respon Getaran Set Up Alat Pengujian Kekasaran Permukaan Gaya-gaya yang Terjadi Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Flow Chart Pengukuran Respon Getaran Respon Getaran Pengukuran Displacement Respon Getaran Pengukuran Velocity Respon Getaran Pengukuran Acceleration Respon Getaran Pengukuran Displacement Respon Getaran Pengukuran Velocity Respon Getaran Pengukuran Acceleration Respon Getaran Pengukuran Displacement Respon Getaran Pengukuran Velocity Respon Getaran Pengukuran Acceleration Respon Getaran Pengukuran Displacement Respon Getaran Pengukuran Velocity Respon Getaran Pengukuran Acceleration Respon Getaran Pengukuran Displacement Respon Getaran Pengukuran Displacement Respon Getaran Pengukuran Displacement Respon Getaran Pengukuran Velocity Respon Getaran Pengukuran Velocity Respon Getaran Pengukuran Velocity Respon Getaran Pengukuran Acceleration Respon Getaran Pengukuran Acceleration Respon Getaran Pengukuran Acceleration


7 9 10 10 13 14 15 20 22 23 29 31 32 33 38 46 46 47 48 49 50 51 53 54 55 56 57 58 60 61 62 64 65 66 67 68 69 70 71 72

Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 4.32

Flow Chart Pengujian Respon Kekasaran Permukaan Respon Pengukuran Kekasaran Permukaan Perbandingan Harga Respon Getaran dan Karga Kekasaran Gap Analisys Antara Hx dengan Ra Gap Analisys Antara Hv dengan Ra Gap Analisys Antara Hh dengan Ra


82 83 86 87 88 89

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran Lampiran

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Lampiran Lampiran

12 13

Set Up Kedudukan Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin Vybrometer Analog VM 3314A Pengukuran Kekasaran Permukaan Bahan Uji Bahan Uji Hasil Penggerindaan dan Pengujian Hasil Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost Mesin Bubut Konvensional Horison M 300 Pengujian Tarik Diagram Surface Roughness Hasil Pengukuran Velocity Hasil Pengukuran Acceleration Tabel Pengukuran rata-rata Getaran Tanpa Beban dan Menggunakan Beban Data Teknik Desain dan Pabrikasi Msin Gerinda Toolpost Perencanaan Bahan Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost


94 95 96 97 97 98 99 100 101 102 103 104 105

DAFTAR ISTILAH

Simbol

Besaran

Satuan

A

Penampang

mm2

A

Amplitudo

m; rad

b

Lebar

mm

Faktor Koreksi

-

d

Diameter

mm

E

Modulus Elastis

N/m2

f

Frekwensi

Hz

f

Gerakmakan

m/rev

F

Kecepatan Potong

m/min

G

Modulus Elastis Geser

N/m2

h

Tebal

mm

Ip

Momen Inersia Polar

m4

Jo

Momen Inersia

kg m2

K

Kelakuan

N/m

L

Panjang

M

n

Putaran

Rpm

M

Momen Tahanan

mm

P

Daya

KW

Ck


Simbol

Besaran

Satuan

Ra

Kekasaran

μm

T

Torsi Mekanik

Nm

vf

Kecepatan Potong

m/min

vc

Volume

m3

W

Berat

N

x

Simpangan arah x

m

y

Simpangan arah y

m

z

Simpangan arah z

m

σt

Tegangan tarik

N/mm2

θ

Simpangan Sudut

rad

ρ

Kerapatan massa

kg/m3

τ

Periode osilasi

det

Frekwensi Eksitasi

rad/det

ωτ


RIWAYAT HIDUP I.

DATA UMUM 1. Nama / Nip 2. Tempat / Tgl. Lahir 3. Pekerjaan 4. Pangkat / Golongan 5. Jabatan 6. Instansi 7. Alamat

II.

: Drs. M. Kamil, ST / 131 637 885 : T. Morawa, 16 Januari 1961 : PNS : Pembina – IV/a : Widyaiswara Madya : PPPG Teknologi Medan : Komplek Johor Indah Permai I Blok II/19 Medan 20144 Telp. (061) 7872095 Hp. (081) 362066711

DATA PROFESI 1. Pendidikan a. SD b. SLTP c. SLTA d. Perguruan Tinggi e. Magister (S2)

: SD Alwaslyah 1967 s.d 1974 Medan : SMP UNIVA 1974 s.d 1977 Medan : STM Negeri II Medan 1977 s.d 1981 Medan : S1 Pendidikan FPTK IKIP Padang 1981 s.d 1985 Padang dan S1 Fakultas Teknik UISU Medan 2001 Medan : Magister Teknik Mesin Sekolah Pscasarjana USU 2003 s.d 2006 Medan

2. Penelitian / Karya Ilmiah No 1 2 3 4 5 6 7 8

Judul Penelitian / Karya Ilmiah Menggambar Teknik Dasar Product Cost Screw Jack BAKP SMK Poligon Gaya BAKP Menggambar Teknik SMK sesuai Kurikulum Edisi 1999 Proses Pembuatan Nozzle pada Mesin CNC PU Desain, Pabrikasi dan Pengujian Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin Bubut Konvensional Desain, Pabrikasi dan Pengujian Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin Bubut Konvensional

Tahun 1994 1995 1999 1999 1999

Publikasi Nasional Internal Nasional Nasional Internal

2001 2006

Seminar MASTRUCT Seminar Hasil

2006


BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Fenomena mesin gerinda adalah berfungsi sebagai proses pekerjaan pemesinan lanjut, berdasarkan kepada spesifikasi dan bentuk geometrik dan tingkatan proses pemesinan yang diinginkan dalam pembuatan produk atau komponen mesin. Mesin gerinda silinder yang terdapat pada dunia industri umumnya memiliki standard panjang penggerindaan di bawah satu meter, sedangkan banyak benda-benda yang diproduksi panjangnya melebihi dari satu meter.

Hal ini merupakan faktor

kelemahan apabila menerima order yang panjang benda kerjanya melebihi kapasitas mesin. Berikut ini ada beberapa contoh dan type mesin gerinda silinder berdasarkan data-data teknis. Tabel 1.1 Type Mesin Gerinda

1

Nama Mesin Gerinda Bendix Besly

CNC

Max. benda kerja 850 mm

15 HP

Designed Built and

2

Allen Bredley

75 HP

CNC

800 mm

Warranted by

3

Besly DH6

60 HP

NC/Hidroulik 460 mm

CB. Grinding

4

Gardner

60 HP

CNC

Machine 2003

5

Maho

15 HP

NC/Hidroulik 488 mm

No

Spesifikasi

Sistem

383,90 mm

Sumber data

Manual Book Maho

Untuk mengatasi hal tersebut penulis mencoba mengangkat permasalahan melalui penelitian tentang desain, pabrikasi, dan pengujian mesin gerinda toolpost


pada mesin bubut konvensional dengan merancang sebuah mesin gerinda toolpost yang diletakkan pada kedudukan toolpost mesin bubut konvensional, dengan ketentuan-ketentuan yang telah disepakati berdasarkan standard. Untuk pemakaian jenis batu gerinda dengan Standard ISO 3274-1975 E Bonded Abrasive Product General Feature Designation Range of Dimension and Profiles (Brad F. Kuvin, 2001). Selanjutnya ukuran kehalusan permukaan batu gerinda mempunyai ukuran grade yang berbeda atau disesuaikan dengan putaran yang dibutuhkan, hal ini merupakan penentuan untuk kekuatan ikatan serbuk atau kekerasan batu gerinda yang diklasifikasikan sesuai penggunaannya. Standard ISO telah menetapkan berdasarkan klasifikasi batu gerinda dengan menggunakan abjad A sampai dengan Z secara berurutan dengan tingkatannya (Serope Kalpakjian, 1984).

Hasil penggerindaan

permukaan maka dilakukan pengukuran parameter sesuai dengan geometrik dan kekasaran permukaan benda kerja berdasarkan standard ISO 4287 (Surface Metrology Standard, 2000) Untuk mendapatkan proses perancangan yang memiliki standard hasil penggerindaan, perancangan mesin gerinda toolpost yang memenuhi standard apabila hasil penggerindaan yang berkualitas sesuai standard toleransi yang diizinkan serta desain alat yang presisi dan memenuhi standard vibration (Chris Heppy, 1996) Getaran mekanis dapat terjadi disebabkan oleh proses pemesinan yang bergerak secara harmonik, periodik, bebas dan secara paksa, besarnya getaran yang terjadi secara konseptual dapat dianalisis (Ikhwansyah Isranuri, 2004).


Fenomena chatter atau getaran eksistensi yang timbul selama proses pemotongan dengan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, hal ini merupakan permasalahan yang perlu di kaji tentang pengaruh antara getaran dan hasil penggerindaan permukaan proses (surface roughness in grinding operation), data ini dapat dilakukan pengujian terhadap perubahan-perubahan pada kondisi pemotongan. Penulis mencoba melakukan penelitian dengan melakukan penggerindaan pada poros baja karbon rendah menggunakan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional dengan metoda penggerindaan poros karbon rendah terhadap perubahan bentuk kekasaran permukaannya diharapkan pada posisi N5. Tantangan bagi dunia industri sekarang adalah kurangnya informasi tentang pengujian dan penelitian yang dapat memecahkan permasalahan teknologi manufaktur, sehingga memperlambat proses pencapaian standard mutu. Selanjutnya proses kerja menggunakan mesin gerinda toolpost dimaksudkan disini adalah suatu model mesin gerinda yang dapat menggerinda benda kerja berbentuk diameter atau disebut juga dengan proses pekerjaan pemesinan lanjut, kedudukan alat ini diletakkan pada tempat toolpost mesin bubut konvensional. Desain dan pabrikasi mesin ini menggunakan bahan dan peralatan yang relatif murah sehingga biaya produksinya sangat menguntungkan pihak pengguna. Hal dari proses perancangan dan pabrikasi mesin gerinda toolpost, peneliti dapat menganalisanya dengan mengukur parameter tentang berapa besar getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional pada saat tanpa beban dan menggunakan beban dengan memanfaatkan teknologi sederhana (alat


penguji getaran vibrometer) sehingga mendapatkan hasil sesuai dengan standard penggerindaan sebelumnya.

1.2. Perumusan Masalah Mengingat luasnya pembahasan tentang desain, pabrikasi dan pengujian mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, maka desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost pembahasannya hanya sebagian kecil pada sub bab 3.3 pada pelaksanaan desain dan hal ini tidak termasuk ke dalam hasil dan pembahasan penentuan pengujian, selanjutnya komponen mesin gerinda toolpost di rancang dengan software komputer dan pada proses pabrikasi komponen disesuaikan dengan bahan alat serta mesin yang digunakan sehingga mendapatkan dimensi sesuai standard toleransi. Untuk menyelidiki kelayakan desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional diperlukan bahan uji sebagai sampel yang telah dilakukan pengujian dengan pengujian tarik (menggunakan alat uji servo pulser). Penelitian ini yang akan menjadi pokok pembahasan adalah respon getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost, pengujian dilakukan dengan menggunakan alat uji vibrometer analog VM-3314A, buatan IMC Coperation Japan, yang mampu menyelidiki respon getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost yang mempunyai kecepatan 3000 rpm, dengan pengujian tanpa beban dan dengan beban sehingga mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional sebagai subjek penelitian.

Untuk mengujian hasil pengerjaan mesin gerinda toolpost dilakukan


pengujian kekasaran permukaan bahan uji sesuai dengan standard penggerindaan dengan menggunakan alat uji sesuai dengan standard penggerindaan, dengan menggunakan alat uji Mutitoyo Surftest – 402. Pada proses desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost, komponen dan peralatan dilakukan dengan mengidentifikasi sesuai spesifikasi mesin bubut yang digunakan, hal ini untuk mendapatkan standard posisi peletakan mesin gerinda toolpost.

1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1. Tujuan Umum Tujuan umum penelitian ini adalah untuk menghasilkan mesin gerinda toolpost yang mampu menggerinda benda kerja pada mesin bubut konvensional dan memiliki kemampuan lebih dari satu meter penggerindaan benda kerja serta memiliki rendah getaran dan mendapatkan penyimpangan kekasaran permukaan pada penggerindaan poros.

1.3.2. Tujuan khusus 1. Mendapatkan sebuah model desain mesin gerinda toolpost yang dapat berfungsi menggerinda benda kerja pada mesin bubut konvensional melebihi kapasitas mesin gerinda khusus, serta memenuhi stnadardisasi dan spesifikasi desain.


2. Untuk mengetahui seberapa besar kemampuan respon getaran mesin gerinda toolpost tanpa beban (tanpa pemakanan) 3. Untuk menyelidiki respon getaran dengan menggunakan beban (dengan pemakanan) 4. Untuk dapat menyelidiki respon pengujian kekasaran permukaan poros hasil proses penggerindaan. 5. Untuk dapat menyelidiki hubungan respon getaran displacement dengan respon pengujian kekasaran permukaan sebagai dasar penetapan kelayakan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut dapat diproduksi.

1.4. Manfaat 1. Sebagai bahan masukan untuk dunia pendidikan tentang pengembangan teknologi di masa yang akan datang 2. Sebagai bahan masukan bagi dunia industri tentang proses penggerindaan poros yang baik dan dapat dikembangkan 3. Sebagai bahan kajian tentang teknologi, apakah mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional dapat diproduksi untuk penggerindaan komponen pemesinan yang melebihi ukuran panjang standard mesin gerinda khusus


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Landasan Teori 2.1.1. Mesin bubut konvensional Menurut data manual of part list for celtic 14, mesin bubut celtic dirancang untuk mengerjakan benda kerja berbentuk bulat (diameter dimention) dengan sistem kerjanya benda kerja berputar sedangkan pahat tetap. Mesin bubut konvensional ini dilengkapi dengan roda gigi dan spindle putaran untuk mengatur kecepatan putaran. Spindel putaran dirancang sebanyak 16 tingkatan dengan perincian 8 tingkatan putaran cepat dan 8 tingkat putaran lambat, pada gambar 2.1 adalah mesin bubut konvensional yang menjadi dasar perancangan penempatan mesin gerinda toolpost.

Mesin bubut konvensional merk celtic 14 produced By PT. Persero Industri Mesin Perkakas Indonesia (IMPI) Cilegon Gambar 2.1 Mesin Bubut Konvensional


Pendukung data teknik dari mesin bubut konvensional tersebut dapat dilihat pada table 2.1. Tabel 2.1 Data Teknis Mesin Bubut Konvensional Daya Motor 3 PK

Putaran Minimum 24 rpm

Putaran Diameter Panjang Maksimum Pencekaman Benda Kerja 1000 rpm

300 mm

1000 mm

Bobot Mesin 1 ton

Keterangan Tabel 2.1 menunjukkan bahwa putaran mesin sesuai dengan data mesin, yaitu dari putaran minimum hingga putaran maksimum 24, 35, 45 , 60, 75, 81, 118, 145, 235, 290, 370, 460, 515, 725 dan 1000 (satuan rpm), selanjutnya mesin bubut konvensional ini memiliki tinggi senter 12’’ atau 30, 48 mm.

2.1.2. Toolpost Toolpost adalah rumah pahat (tempat pengikatan pahat) yang dirancang sesuai kebutuhan misalnya tempat pahat faching tool, netral tool, thread tool, grouping tool, boring tool, center drill dan pahat inside tool.

2.1.3. Klasifikasi mesin gerinda toolpost Mesin gerinda toolpost adalah suatu alat Bantu untuk menggerinda benda kerja yang berbentuk diameter atau disebut juga dengan proses pekerjaan pemesinan lanjut, alat ini diletakkan pada tempat toolpost mesin bubut konvensional. Pada penelitian yang telah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya tentang rancang bangun mesin gerinda toolpost, telah banyak digunakan pada mesin bubut


konvensional, model dan desain konstruksi dari mesin gerinda toolpost berbeda-beda akan tetapi posisi kedudukan mesin gerinda toolpost tetap sama yaitu, diletakkan pada toolpost mesin bubut. Menurut Chris Heapy (1996), konstruksi mesin grinding toolpost yang pernah dirancang pada mesin bubut konvensional dengan kecepatan putar 2500 rpm seperti terlihat pada gambar 2.2.

Mesin gerinda toolpost ini digunakan untuk proses

pekerjaan akhir (finishing) dari hasil bubutan, penanganan pada pengerjaan ini biasanya untuk memperoleh hasil pekerjaan permukaan yang lebih halus dan mengkilat seperti kaca.

Gambar 2.2 Mesin Gerinda Toolpost

2.1.4. Proses hasil permukaan gerinda Serope Kalpakjian (1984), bahwa proses hasil permukaan specimen yang digerinda secara actual di dalam prakteknya di dapat dari kedalaman pemakanan yang terletak pada 0.0005 s.d 0.0003 in (0.01 s.d 0.07 mm)


Gambar 2.3 Proses Pemakanan Penggerindaan Berdasarkan ketetapan di dapat analisa perhitungan kedalaman pemakanan menggunakan persamaan, L = D.d

(2.1)

sehingga

t=

4.v V .C.r

d D

(2.2)

2.1.5. Pemilihan batu gerinda Untuk menjamin keberhasilan dari hasil penggerindaan, peneliti ini memilih batu gerinda sesuai dengan yang telah ditetapkan secara Internasional (ISO R, 605, 1117 dan 2933 Bonded Abrasive Product Grinding wheel dimensions part. 1, 2, 3).


Keterangan : D

= Diameter luar

d

= Diameter dalam

t

= Tebal Gambar 2.4 Type I Lurus (Straight Wheel) Batu Gerinda

2.1.6. Proses gerinda Proses gerinda dilaksanakan dengan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, untuk menghitung kecepatan batu gerinda dapat dilakukan dengan ketetapan, ns =

πxd s xn1 60.000

(2.3)

Keterangan : ns

= Kecepatan periferal batu gerinda

ds

= Diameter batu gerinda

n1

= Putaran batu gerinda

maka putaran bahan uji, nw =

πxd w xn2 60.000

Dimana : nw

= Kecepatan periferal bahan uji

dw

= Diameter bahan uji

n2

= Putaran bahan uji


(2.4)

Kecepatan periferal specimen ini jauh lebih kecil daripada kecepatan periferal batu gerinda, hal ini bisa diambil rasio kecepatannya. q=

ns nw

(2.5)

Dimana : q adalah rasio kecepatan (speed ratio = 20 s.d 120) Karena keausan batu gerinda makin lama semakin bertambah serta diameter spesimen makin mengecil, maka kedalaman penggerindaan makin lama semakin mengecil, untuk itu diperlukan kompensasi keausan, sehingga harga gerak makan radial yang dipilih pada mesin harus lebih besar dari pada kedalaman penggerindaan yang diinginkan. fr = a (1 + k )

(2.6)

Dimana : fr

= gerak makan radial yang diatur pada mesin

a

= kedalaman penggerindaan yang diinginkan

k

= adalah kompensasi karena keausan batu gerinda dan pengecilan benda kerja k=

d w xlw Gxd s xbs

dw

= diameter bahan uji yang digerinda

lw

= panjang bahan uji yang digerinda

ds

= diameter awal batu gerinda


(2.7)

bs

= lebar batu gerinda

G

= rasio penggerindaan

Gambar 2.5 Proses Penggerindaan Benda Kerja Parameter rasio penggerindaan merupakan harga yang spesifik yang berlaku bagi suatu kombinasi jenis batu gerinda dan material spesimen pada kondisi penggerindaan. G=

Vw Vs

(2.8)

Dimana : Vw

= Volume material yang digerinda, diukur setelah proses penggerindaan selesai dilakukan

Vs

= Volume keausan batu gerinda, diukur secara pendekatan dengan cara mengukur permukaan dengan menggunakan microscope setelah proses penggerindaan


Kecepatan penghasilan tatal (rate of metal removed) dapat dihitung dengan menggunakan rumus, Z = πxd w xaxv / f

(2.9)

Dimana : Z

= Kecepatan penghasilan tatal

dw

= diameter bahan uji

a

= kedalaman penggerindaan

bs

= lebar batu gerinda

Vfa

= Kecepatan gerak melintang eretan

Vfr

= Kecepatan makan radial

2.1.7. Pengujian getaran mesin gerinda toolpost dengan analisa teori Berdasarkan desain dan pabrikasinya bahwa mesin gerinda toolpost digunakan pada proses pergerakan dinamis dengan kondisi batu gerinda berputar berlawanan jarum jam dan benda kerja berputar searah dengan jarum jam, sehingga dapat dianalisa sesuai dengan gerak yang timbul.

Gambar 2.6 Mekanisme Gerak


Dalam kondisi ini dapat diasumsikan bahwa akan terjadi torsi yang dihasilkan motor melalui mekanisme pulley. Untuk memudahkan analisis gerak, maka gambar 2.6 dapat disederhanakan.

Gambar 2.7 Proses tanpa Pemakanan Persamaan pada kondisi tanpa pemakanan sesuai dengan hukum Newton

∑ M = Jθ&& Maka

v

(J 01 + J 02 )θ

÷ K tθ = T0 sin ϖt

(2.10)

Untuk gerak harmonic maka berlaku

θ = A sinϖt

(2.11)

θ& = A cosϖt

(2.12)

t

θ = −ϖ 2 A sinϖt Sehingga

(J 01 + J 02 )(− ϖ 2 A sin ϖt ) ÷ K t ( A sin ϖt ) = T0 sin ϖt

(k − (J τ

01

)

+ J 02 )ϖ 2 A = To


(2.13)

Amplitudo getarannya

A=

T0 kτ − ( J 01 + J 02 )ϖ 2

(

(2.14)

)

Frekuensi pribadi sistem

kτ (J 01 + J 02 )

ϖn =

(2.15)

Kekakuan yang terjadi pada poros (kτ ) Kτ = I p

G (Nm / rad ) L

(2.16)

Dimana I p adalah momen inersia polar penampang melintang poros (m4) Ip =

πd 4 32

maka kτ =

πd 4 G 32 L

Massa momen inersia pada batu gerinda ( J 0 ) Untuk

menghitung

momen

inersia

pada

pulley

dan

batu

gerinda

diperhitungkan terlebih dahulu dengan persamaan untuk pulley.

Vp =

πd 2 p t p 4

dan untuk batu gerinda Vb =

πd 2 p t p 4

maka

J0 =

Wc d 2 8g

atau J 0 =

vc ρ .d 2 8


(2.17)

Maka torsi yang bekerja pada sistem (T) dianggap mengalami torsi harmonik sehingga

T (t ) = T0 sin ϖt diasumsikan bahwa torsi maksimum bekerja pada keadaan

sin ϖt = 1 , maka berlaku, T (t ) = To : T0 =

60 xP 2πn

(2.18)

Gaya-gaya yang bekerja pada proses pemakanan batu gerinda dengan bahan uji adalah disebut dengan gaya yang bekerja, gaya tangensial dan gaya radial, maka untuk menghitung gaya. gaya F=

Nmr ns

(2.19)

gaya tangensial

Ft = F1 xheqm

(2.20)

maka gaya radial yang terjadi

Fn =

F1

υ

xheqm

(2.21)

2.1.8. Kekasaran permukaan surface roughness Menurut Thomas (1999), bahwa kekasaran permukaan dapat diukur antara batas puncak tertinggi dan lembah bagian bawah yang membentuk sudut atau disebut gelombang amplitude dapat dilakukan pengukuran kekasaran permukaan dengan menggunakan alat stylus instrument.


Menurut G. Takeshi Sato (1983), kekasaran permukaan dari suatu proses pengerjaan mesin bubut merupakan faktor yang sangat penting dalam bidang produksi (proses pengerjaan), hal ini adalah untuk menjamin mutu, akurasi, dan kepresisian suatu komponen. Untuk memperoleh kualitas dari hasil pengerjaan pemesinan dari hasil bubutan diperlukan pengerjaan finishing dengan mengatur kecepatan putaran, depth of cut dan kecepatan langkah pemakanan yang bertujuan untuk mencapai suatu angka standard kekasaran permukaan rata-rata dan dengan nilai tingkat kekasaran permukaan tertentu, maka untuk menghitung nilai angka kekasaran permukaan ratarata yaitu dengan menggunakan persamaan. Ra =

A1 + A2 + A3 + ..... An = L

∑A L

(2.22)

Menurut Serope Kalpakjian (1984), nilai Ra adalah jumlah rata-rata puncak tertinggi dan terendah setiap gelombang serta berbanding terbalik dengan panjang pengukuran. Tabel 2.2 Harga Tingkatan Kekasaran Surface Roughness in Practice


Keterangan dari data menunjukkan batas roughness hasil uji coba grinding menunjukkan batasan berada pada posisi diantara 1.6 μm s.d 0.1 μm, maka dari data tersebut dinyatakan bahwa batas normalnya dapat dikelompokkan pada : a. Kasar

= 1.6 μm s.d 0.8 μm

b. Sedang

= 0.8 μm s.d 0.4 μm

c. Halus

= 0.4 μm s.d 0.1 μm


2.2. Kerangka Konsep Penelitian Pengukuran posisi kedudukan Toolpost pada mesin bubut konvensional

Proses pembuatan komponen mesin gerinda

Desain mesin gerinda menggunakan Auto cad Pemilihan bahan berdasarkan spesifikasi

Pengujian dimensi hasil proses permesinan

Pemilihan mesin dan alat ukur dimensi proses pemesinan Perakitan komponen

Pembuatan Bahan Uji

Pengujian mesin gerinda

Tidak

Ya

Pengujian kekasaran permukaan Bahan Uji

Pengujian getaran Tanpa beban dan menggunakan beban

Pengolahan data

Analisys

Tidak Hasil

Ya Selesai

Gambar 2.8 Kerangka Konsep Penelitian


BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Desain, Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost 3.1.1. Tempat dan waktu Untuk proses desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost dilaksanakan pada Pusat Pengembangan Penataran Guru Teknologi (PPPG Teknologi) Medan, dengan rentang waktu hingga mesin gerinda toolpost dan disetujui oleh pembimbing.

3.1.2. Bahan Bahan yang digunakan pada desain, pabrikasi mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional ini adalah berdasarkan spesifikasi standard bahan yang terdapat pada lampiran 10.

3.2. Pengujian Mesin Gerinda Toolpost 3.2.1. Tempat dan waktu Tempat Pengujian mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional ini dilaksanakan pada : 1. Pengujian getaran mesin gerinda toolpost dilaksanakan pada Laboratorium Pusat Riset Universitas Sumatera Utara, Sekolah Pascasarjana Jurusan Teknik Mesin


2. Pengujian kekasaran permukaan hasil proses pekerjaan mesin gerinda toolpost dilakukan pada Departemen Perindustrian RI (PTKI) Medan 3. Waktu pengujian dilaksanakan hingga riset ini dianggap selesai oleh komisi pembimbing.

3.2.2. Bahan Uji Proses pembuatan bahan uji dilakukan dengan pembubutan hingga mencapai batas penggerindaan dengan dimensi sesuai gambar 3.1.

Keterangan : Panjang bahan uji

= 150 mm

Diameter bahan uji

= 24 mm

Kekasaran permukaan = N 5 Simbol Patokan A

= Bidang patokan terhadap kesumbuan

Simbol kebulatan O = Kebulatan bahan uji terhadap kesumbuan dengan batas penyimpangan yang diizinkan 0.08 mm Simbol kelurusan

= Kelurusan bahan uji terhadap kesumbuan dengan batas penyimpangan yang diizinkan 0.1 mm


Toleransi φ h 7

= Harga batas penyimpangan basis poros. Gambar 3.1 Bahan Uji

3.3. Pelaksanaan Desain Pelaksanaan desain mesin gerinda toolpost dilakukan dengan menggunakan software komputer (lampiran 14) dimensi kedudukan toolpost disesuaikan dengan kondisi dudukan toolpost mesin bubut konvensional yang menjadi patokan utama adalah tinggi senter mesin bubut konvensional, panjang dan lebar dari desain, pabrikasi yang akan dirancang (lampiran 13).

Berikutnya untuk melakukan

pemilihan bahan yang disesuaikan dengan proses desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost.

Keterangan gambar : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Batu gerinda Bearing Pulley 1 Belt Motor Listrik Mur Pengunci Baut Dudukan 8. Dudukan

9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Dudukan Motor Listrik Poros Rumah Poros Pelindung Batu Gerinda Bush Pengarah Baut Penyetel Belt Bush Gerinda Pulley 2

Gambar 3.2 Mesin Gerinda toolpost


3.3.1. Batu Gerinda Dasar pemilihan batu gerinda pada mesin gerinda toolpost disesuaikan dengan grit size 60 dan grain size 40 ukuran serbuk 400 μm (terdapat pada Tabel 3.1) Tabel 3.1 Tingkat Kekasaran Batu Gerinda Grit size 8 10 12 14 16 20 24 30 36 46 54 60 70 80

Grain size 500 400 315 250 200 160 125 100 80 63 50 40 40 32

Ukuran serbuk μm 4620 3460 2550 2100 1660 1340 1035 900 710 508 430 400 320 200

Klasifikasi serbuk Sangat Kasar

Kasar

Medium

Grit size 90 100 120 150 180 220 240 280

Grain size 25 20 16 12 10 8 6 5

Ukuran serbuk μm 216 173 142 122 86 66 63 44

320 400 500 600 900

F 40 F 28 F 20 F 10 F8

32 23 16 8 6

Klasifikasi serbuk Halus

Sangat Halus

Super Halus

Menurut Taupiq Rochim (1993) tingkat kekasaran proses gerinda

3.3.2. Bantalan Pada proses perancangan bantalan yang digunakan pada poros batu gerinda toolpost adalah menggunakan standard SKF dengan standard ukuran sesuai Tabel 3.2. Tabel 3.2 Bantalan Diameter Dalam d

Diameter Luar D

Tebal B

17 mm

40 mm

16 mm

Kemampuan Beban Dinamik 23.800

Beban Statik 25.200

Limit Kecepatan rpm 16.000 s/d 19.000

Data bantalan menurut standard bantalan SKF.


Type NU NU 2203 ECP

3.3.3. Putaran mesin, komponen belt dan pulley Menurut Serope Kalpakjian (1984), telah menemukan bahwa putaran mesin untuk proses gerinda dibagi kepada dua kelompok, pertama putaran benda kerja yang terletak diantara 30 rpm s.d 200 rpm, dan kedua putaran mesin gerinda di atas 2500 rpm. Dari data ini dapat ditentukan tentang perancangan belt dan pulley yang dipilih untuk proses desain pabrikasi mesin gerinda toolpost. Sebagai bahan referensi bahwa belt dan pulley yang digunakan pada proses pabrikasi mesin gerinda toolpost adalah berdasarkan International Engineering Associales oleh Tyler G. Hicks 1987, maka belt dan pulley pada Tabel 3.3 dan 3.4. Tabel 3.3 Capacity Belt Belt Speed Ft/min m/s 4000 20,3 5000 25,4 6000 30,5

30/64 in (7,9mm) Medium 10,9 12,5 13,2

23/64 in (9,1 mm) Heavy 12,6 14,5 15,2

Tabel 3.4 Pulley dengan type V Pulley speed Ft/min Up to m/s Up to 2500 12.7 2500 – 4000 12,7 – 20,3 4000 – 6000 20,3 – 30,5

in 5 6 7

Minimum pulley diameters cm in cm 12,7 8 20,3 15,2 9 22,9 17,8 10 25,4

Berdasarkan International Engineering Associales oleh Tyler G. Hicks.


3.3.4. Motor Listrik Pemilihan motor listrik untuk komponen mesin gerinda toolpost di sesuaikan standard kecepatan (putaran mesin gerinda), dalam hal ini spesifikasi motor listrik yang digunakan adalah : Type = 7104

Spec. MC/JB 165-80

Output = ¼ HP

Volts = 110 / 220

Hz

= 50 / 60

Amp

Rpm

= 1440 / 1730

= (50 Hz) 5,5 / 2,6 dan (60Hz) 4,6 / 2,3

Motor listrik ini diproduksi by Fuzhou Electric Mashine & Factury China

3.4. Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost Pada proses pabrikasi mesin gerinda toolpost dijabarkan dalam tabel kegiatan, dan hasil proses pabrikasi dapat dilihat pada lampiran 5. Tabel 3.5 Komponen mesin gerinda toolpost sesuai desain No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Nama Bagian Batu Gerinda Bantalan Pulley 1 Belt Motor Listrik Mur Penginci Baut Dudukan Dudukan 1

Spesifikasi φ 90 x 10 x 16 φ 36 x 10 φ 116 x 22 φ Seri A 23 ¼ Hp 1440 rpm M. 17 x 1,5 M. 17 x 1,5 175 x100x20

Standard Gs 60, Serbuk 400 μm SKF Nu 2203 ECF Aluminum Type V. Max. 5000 rpm Electric motor Mild Steel Mild Steel Mild Steel

Keterangan Di beli Di beli Di buat Di beli Di beli Di beli Standard Di buat

9.

Dudukan Motor

173 x 143 x8 φ 18 x 170 φ 60 x 140

Mild Steel

Di buat

Mild Steel Mild Steel

Di buat Di buat

10. Poros 11. Rumah Poros


Tabel 3.5 Komponen mesin gerinda toolpost sesuai desain (lanjutan) 12. Pelindung Batu φ 116 x 60 Gerinda 13. Bush Pengarah φ 41 x 80 14. Baut Penyetel M. 12 x 1,25 15. Bush Gerinda φ 26 x 22 16. Pulley 2 φ 42 x 34

Aluminum

Di buat

Mild Steel Mild Steel Mild Steel Mild Steel

Di buat Di beli Di buat Di buat

3.5. Peralatan Peralatan yang digunakan untuk proses pabrikasi mesin gerinda toolpost ini menggunakan beberapa peralatan dan mesin. a. Peralatan mesin yang digunakan pada proses pabrikasi mesin gerinda toolpost sesuai dengan bentuk dan desainnya pada table 3.6. Tabel 3.6 Mesin yang digunakan pada proses Pabrikasi No

Mesin

1.

Mesin Gergaji

2.

Mesin Bor

3.

Mesin Sekraf

4.

Mesin bubut

5.

Mesin gerinda

Kegunaan Memotong benda kerja awal pada bagian seluruh komponen mesin gerinda toolpost Untuk membuat Lubang pada benda kerja, misalnya baut dudukan, baut bush pengarah, pelindung batu gerinda dan rumah poros Memotong bentuk benda kerja pada komponen Dudukan1, dudukan motor listrik, pelindung batu gerinda, batu gerinda dan rumah poros. Membuat benda kerja rumah poros, poros, pelindung batu gerinda dan Bush pengarah Melakukan pekerjaan finishing antara lain tempat dudukan bantalan pada poros dan bush pengarah

b. Peralatan pendukung yang digunakan pada proses pembuatan mesin gerinda toolpost meliputi perlengkapan mesin dan alat keselamatan kerja


Tabel 3.7 Peralatan yang dibutuhkan pada Proses Pabrikasi No

Peralatan

Kegunaan

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Sheetmat Micrometer V. Blok Paralel Kunci-kunci Pahat, mata bor, gergaji, senter drill Kaca mata dan sarung tangan Format instrument data

Alat ukur dimensi benda kerja Alat ukur dimensi benda kerja pada proses finishing Dudukan benda kerja pada proses pengukuran bentuk bulat Alas (landasan) benda kerja pada saat pengikatan pada ragum Pengikatan mesin gerinda, pengikatan mur pengunci pahat Alat potong benda kerja yang digunakan sesuai dengan kebutuhannya. Alat keselamatan kerja digunakan pada saat proses pembuatan Mendata/mencatat besarnya getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost

7. 8.

3.6. Rancangan Penelitian Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen dengan mengambil sampel sebanyak 12 buah bahan uji.

Pelaksanaan pengujian dilakukan secara

bertahap dengan mengambil data masukan dari pengujian getaran yang terjadi pada proses tanpa beban dan dengan menggunakan beban serta menguji respon kekasaran hasil penggerindaan.

3.7. Variabel yang diamati Rancangan penelitian getaran adalah untuk menyelidiki getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional ini dilakukan pengujian getaran. Hal ini dengan mengidentifikasi seberapa besarnya getaran yang terjadi pada saat tanpa menggunakan beban dan menggunakan beban. Untuk menguji getaran yang terjadi dapat dilakukan menggunakan vibrometer analog VM-3314A, sehingga dalam pengolahan data dapat dianalisis dengan


menggunakan ketentuan besarnya getaran yang terjadi. Untuk mendapatkan data dan karakteristik getaran pada proses mesin gerinda toolpost bekerja ditentukan beberapa variabel yaitu putaran motor listrik, kedalaman pemakanan dan gerakan pemakanan. 1. Putaran mesin untuk proses pembubutan awal bahan uji (specimen) dalam penelitian ini ditetapkan berdasarkan :

Vc =

πd w n 1000

sehingga

n=

Vcx1000 πd w

(3.1)

Maka, n=

25 x1000 = 332rpm 3,14 x 24

2. Pada proses pembuatan finishing maka putaran 290 rpm (hal ini disesuaikan dengan data putaran pada mesin bubut konvensional)

Gambar 3.3 Bahan Uji Hasil Pembubutan pada Mesin Bubut Konvensional 3. Sedangkan putaran mesin bubut konvensional untuk penggerindaan bahan uji ditetapkan dengan putaran 125 rpm dan dilaksanakan pada mesin Harrison M 300 pada Fakultas Teknik USU Medan


4. Putaran motor listrik mesin gerinda toolpost ditetapkan berdasarkan spesifikasi motor listrik, maka untuk mencapai kecepatan yang diharapkan dengan membuat perbandingan besar diameter Pulley1 dengan diameter pulley2 sehingga putaran batu gerinda.

nm x

Diameter. pulley1 = nt Diameter. pulley 2 1440 x

(3.2)

116 = 2977.01rpm = 3000rpm 42

5. Kedalaman pemakanan (a) pada penelitian ini ditetapkan berdasarkan proses kedalaman pemakanan sesuai sub bab 2.1.4 yaitu 0,01 s.d 0,07 mm dengan mengambil sampel kedalaman pemakanannya 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm dan 0.07 mm 6. Kecepatan gerak pemakanan dalam penelitian ini ditetapkan berdasarkan data mesin bubut dengan kecepatan gerak pemakanan 0.05 mm/min. Bahan uji hasil penggerindaan terlampir pada lampiran 4.

3.8. Teknik Pengumpulan Data Penelitian 3.8.1. Pengukuran respon getaran Untuk pengukuran respon getaran mesin gerinda toolpost dilakukan dengan tiga arah atau disesuaikan dengan arah gerakan mesin bubut konvensional, dengan posisi titik pengukurannya pada pelindung batu gerinda gambar 3.4.


Keterangan : 1. Arah gerakan horizontal

= Hh

2. Arah pergerakan vertical

= Hv

3. Arah pergerakan axial

= Hx

Gambar 3.4 Posisi Titik Pengukuran Menggunakan Vibrometer

1. Teknik pengumpulan data getaran Untuk pengumpulan data getaran dipersiapkan instrument pengumpulan data yang berisikan arah pengukuran, kedalaman pemakanan dan kecepatan pemakanan. Instrumen pengambilan data pengukuran getaran (displacement, velocity dan acceleration) proses penggerindaan tanpa menggunakan bahan uji dan menggunakan bahan uji. 2. Alat pengukuran getaran Alat pengukuran getaran selama proses penggerindaan spesimen akan terdapat kecepatan dan percepatan, setiap titik pengukuran pada kondisi tanpa beban (tanpa bahan uji) dan menggunakan beban (dengan bahan uji), maka untuk


mengambil data dibutuhkan alat pengukur getaran (handy vibrometer Vm3314A) data alat terlampir pada lampiran 2. Untuk melakukan pengujian respon getaran maka ditetapkanlah titik pengukuran pada gambar 3.5.

Keterangan : 1. Bahan uji 2. Batu gerinda 3. Pelindung batu gerinda 4. Posisi vertical alat uji 5. Posisi Horizontal alat uji 6. Posisi Axial Alat uji

Gambar 3.5 Set Up Alat Pengujian Respon Getaran 3.8.2 Pengukuran respon kekasaran permukaan Konfigurasi permukaan hasil proses penggerindaan adalah hal utama pada proses riset yang dilakukan untuk menetapkan bahwa mesin gerinda toolpost pada


mesin bubut konvensional dapat diproduksi. Untuk membuktikan berapa besarnya harga kekasaran permukaan datanya dikumpulkan pada instrumen, untuk mengukur kekasaran permukaan menggunakan alat Mitutoyo Surftest-402 (lampiran 3). Untuk melakukan pengujian respon kekasaran permukaan ditetapkanlah titik pengukuran sesuai pada gambar 3.6

Keterangan : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Peraba Baut Penyetel Poros Tombol on off Tombol Set Tombol Pengurangan Tombol Penambahan

8. 9. 10. 11. 12. 13.

Motor Listrik Dudukan Dudukan Blok V Meja Benda Uji

Gambar 3.6 Set Up Alat Pengujian Kekasaran Permukaan Secara keseluruhan variabel yang diamati pada penelitian ini : 1. Putaran mesin gerinda toolpost 2. Putaran mesin bubut konvensional


3. Kedalaman pemakanan dan kecepatan pemakanan 4. Gaya-gaya yang terjadi pada proses pemakanan 5. Respon getaran tanpa pemakanan, displacement, velocity, dan acceleration dengan masing-masing memiliki arah vertikal dan arah horisontal. 6. Respon getaran menggunakan nahan uji pada pengujian displacement, velocity dan acceleration dengan masing-masing memiliki arah axial, arah vertikal dan arah horisontal 7. Respon kekasaran permukaan yang dihasilkan dari penggerindaan bahan uji berdasarkan ketetapan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm dan putaran mesin bubut konvensional 125 rpm dengan kecepatan pemakanan 0.05 mm, serta kedalaman pemakanan yang bervariasi antara : 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm dan 0.07 mm


BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pendahuluan Penelitian ini memodelkan bentuk fisis sistem pada analisa data untuk getaran tanpa menggunakan beban dan menggunakan beban (Ikhwansyah, 2004). Bahan yang digunakan pada pengujian menggunakan bahan mild steel sebagai bahan uji, menurut John A. Schey (1987), bahan mild steel sesuai pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Low Carbon Steel dengan Data Properties Bahan Uji

Tensile Strength MPa

Fatique Strength MPa

Density Kg/m3

Hardness HB

Carbon Steel

Mild Steel

380

190

7800

110

0,15 C

Selanjutnya bahan uji tersebut dilakukan pengujian dengan menggunakan alat pengujian tarik (data terlampir pada lampiran 7) Sistem yang digunakan dalam pengambilan data dari pengujian ini adalah menguji seberapa besar respon getaran mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional tanpa beban dan menggunakan beban dengan kedalaman pemakanan ditetapkan 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm dan 0.07 mm. Untuk mengetahui seberapa besar respon kekasaran permukaan benda uji, selanjutnya dilakukan dengan pengujian kekasaran permukaan surface roughness.

Hal ini dilakukan untuk


memberikan informasi tentang hasil pengujian, bahwa desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost pada mesin bubut dapat diketahui secara teoritis. Tabel 4.2 Capacity dan Identifikasi Data Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin Bubut Konvensional No

Capacity

Simbol

Harga

Satuan

1

Daya output

P

0.25 – 0,1865

Hp & Kw

2

Putaran batu gerinda

n1

3000

rpm

3

Putaran batu uji

n2

125

rpm

4

Panjang Poros

lw

140

mm

5

Diameter poros batu gerinda

dp

18

mm

6

Diameter Pulley

dp2

42

mm

7

Tebal pulley

tp

14

mm

8

Kerapatan massa baja

ρ

7800

kg/m3

9

Modulus elastisitas geser

G

200 x 109

N/m2

10

Diameter batu gerinda

ds

90

mm

11

Lebar batu gerinda

bs

10

mm

12

Kerapatan massa batu

ρ

7100

kg/m3

13

Kecepatan pemakanan

f

0,05

mm/rev

14

Tebal beram ekivalen

heq

0,266

μm

15

Koefisien gesek interaksi

υ

0,30

16

Konstanta potong untuk baja

m

0,75

Untuk mencapai kecepatan yang diharapkan dengan membuat perbandingan besar diameter Pulley1 dengan diameter pulley2, maka putaran batu gerinda dapat dihitung. a. Putaran batu gerinda

nm x

Diameter pulley1 = n1 Diameter Pulley 2


Sehingga 1440 x

116 = 2977.01 rpm = 3000 rpm 42

b. Kecepatan sudut (ϖ )

ϖ=

2πn1 2 x 3,14 x 3000 = = 314 rad / s 60 60

c. Kekakuan pegas torsional poros (kt) perlu diketahui terlebih dahulu Inersia polar penampang melintang poros (m4) kt =

πd p 4 x G 3,14 (0,018) 4 x (200 x 10 9 ) 32 x L

=

32 (0,14)

= 14722,85 Nm / rad

d. Untuk menghitung massa momen Inersia (J0), maka massa untuk pulley.

πd p 2 2 x t p

Vp +

4

J 01 =

3,14(0,042) 2 x (0,014) = =1,94 x 10 −5 m 3 4

(1,94 x 10 −5 ) x (7800) x (0,042) = 0,0008 kgm 2 / rad 8

e. Torsi yang bekerja pada system (T) sistem dianggap mengalami torsi harmonik T(t) = T0 sin ϖt , yang diasumsikan bahwa torsi maksimum bekerja pada keadaan sin ϖt = 1 T0 =

60 x P 60(0,1865 x 10 3 ) = = 0,6 Nm 2π n1 2 x π x 3000

f. Frekuensi pribadi sistem (ϖ n )

ϖn =

14722,85 =1516,72 rad / s 0,0008 + 0,0056


g. Amplitudo getaran torsional (A) adalah A=

(k − (J t

T0

01

+ J 02 ) xϖ 1

2

)

=

0,6 (14722,85 − (0,008 + 0,0056) x 314)

A = 4,25.10 −5 rad h. Gaya-gaya yang bekerja pada proses pemakanan batu gerinda dengan bahan uji adalah gaya yang bekerja, gaya tangensial dan gaya radial.

Untuk

menghitung gaya yang diperlukan adalah kecepatan putaran mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional.

ns = ns =

π x d s x n1 60.000

π x 90 x 3000 60.000

= 14,13 m / det ik

i. Gaya yang bekerja pada proses penggerindaan benda kerja

Gambar 4.1 Gaya-gaya yang terjadi

F=

N mr =N ns

F=

0,1865 Kw 186,5w = =13,198877 N 14,13 14,13


maka

F1 =

F 13,1988677 = =1,64985846 N / mm b 8

j. Gaya tangensial F ' t = F1 x heq

m

F ' t = 1,64985846 (0,266) 0, 75 = N / mm

F 't = 1,64985846 x 0,370391 = 0,61109272 N / mm k. Gaya radial yang bekerja

Fn =

F1

υ

m

x heq = N / mm

Fn =

1,64985846 x 0,266 0,75 = N / mm 0,3

Fn =

1,64985846 x 0,370391 = 2,03697575 N / mm 0,3

4.2. Pelaksanaan Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Pengujian respon getaran tanpa beban dilakukan untuk mengetahui seberapa besar respon getaran yang terjadi pada mesin gerinda toolpost pada saat tanpa beban. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar penyimpangan dengan respon pengujian getaran menggunakan beban.


4.3. Pengukuran Langsung Respon Getaran Tanpa Beban Hasil Pengukuran getaran pada pelindung batu gerinda dengan kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm dan putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, maka dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban Displacement μm Pengujian

Acceleration m/s2

Velocity m/s

Hx

Hv

Hh

Hx

Hv

Hh

Hx

Hv

Hh

1

17.5

12.5

21.5

3.45 x 10-3

1.8 x 10-3

1.95 x 10-3

2.7 x 10-3

2.4 x 10-3

2.25 x 10-3

2

12.5

12.5

17.5

1.8 x 10-3

1.35 x 10-3

1.85 x 10-3

1.85 x 10-3

1.7 x 10-3

1.8 x 10-3

3

11.5

15

15.5

1.85 x 10-3

1.35 x 10-3

1.7 x 10-3

1.75 x 10-3

1.7 x 10-3

1.8 x 10-3

4

11

12.5

16

1.8 x 10-3

1.2 x 10-3

1.5 x 10-3

1.85 x 10-3

1.55 x 10-3

1.45 x 10-3

Jumlah rata-rata

13.125

13.125

17.625

2.225 x 10-3

1.425 x 10-3

1.75 x 10-3

2.3037 x 10-3

1.8375 x 10-3

1.83 x 10-3

Harga respon getaran pada table 4.3 adalah penjumlahan harga rata-rata yang di dapat dari pengukuran langsung displacement, velocity dan acceleration di bagi dengan jumlah pengujian. Berdasarkan analisa perhitungan getaran di dapat berdasarkan :

θ = A sin ϖt

(2.11)

θ& = A cosϖt

(2.12)

θ&& = − ϖ 2 A sin ϖt

(2.13)

Bila amplitude (A) dianggap sama berdasarkan analisa getaran : A1 = A2 = A3 dan

θ θ& θˆ = = 2 sin .ϖt ϖ . cos .ϖt ϖ . sin .ϖt


Sehingga sin ϖt θ = & θ ϖ . cosϖt

Maka

ϖt = arc tan

θϖ θ&

Aksial

ω=

2,3 x 10 −3 θ&& = = θ 13,125 x 10 − 6

= 0.17552 x 10 3 = 175.52 =13.24rad / s

ϖτ =

θϖ 13,123 x 10 −6 x 13,24 = 0,222 x 10 −3 θ& = 78.101 x 10 −3 = 0.0781 rad


ϖ =

θϖ θ&

13,24τ = 0,0781

τ = 0.0058 s 13,125 x 10 −6 θ A= = Sinϖτ Sin(13,24 x 0,0058) =

13,125 x 10 −6 0,07071

=1714,09 x 10 −6 =1,71 x 10 − 4 m Vertikal

1,837 x 10 −3 θ&& = ω= θ 13,125 x 10 −6 = 0.14 x 10 3 = 140 =11,83 rad / s


ϖτ =

θϖ 13,125 x 10 −6 x 11.83 = 1.425 x 10 −3 θ& 155.268 x 10 −6 = 1.425 x 10 −3 =108,96 x 10 −3 = 0,1089rad

ϖτ =

θϖ θ&

11.83τ = 0.01089

τ = 0.009 s 13,125 x 10 −6 θ = A= Sinϖτ Sin (11.83 x 0,0009) =

13,125 x 10 −6 0,106268

=123.508 x 10 −6 = 1,23 x 10 − 4 m


Horisontal 1,83 x 10 −3 θ&& = ω= θ 17.625 x 10 −6 = 0.1038 x 10 3 = 103.8 =10,17 rad / s

ϖτ =

θϖ 17.625 x 10 −6 x 10.18 = 1.75 x 10 −3 θ& =

179.4225 x 10 −6 1.75 x 10 −3

= 102.527 x 10 −3 = 0,102527 rad

ϖτ =

θϖ θ&

10.17 τ = 0.1024

τ = 0,01 s


A=

17.625 x 10 −6 θ = Sinϖτ Sin (10.17 x 0,01) 17.625 x 10 −6 = 0,10152 =173.61 x 10 −6 =1,73 x 10 − 4 m

Tabel 4.4 Analisa Perhitungan Tanpa Pemakanan Arah ω (rad/s) ωt (rad) T (s) A (m)

Axial 13,24 0,0781 0.0058 -4 1,7 x 10

Vertikal 11,83 0,1089 0.009 1,23 x 10-4

Horisontal 10,17 0,1024 0.01 1,73 x 10-4

Dari hasil pengukuran di dapat bahwa untuk posisi pengukuran displacement pada posisi titik tertinggi respon getaran terdapat pada pengukuran 1 arah horisontal dengan harga 21,5 μm, dan posisi titik terendah pada pengukuran 4 arah axial dengan harga 11 μm. Untuk hasil pengukuran velocity di dapat respon pengukuran tertinggi pada arah axial dengan harga 3.42 x 10-3 m/s, dan terendah terdapat pada pengukuran arah vertikal pada pengukuran 4 dengan harga 1.2 x 10-3 m/s.

Selanjutnya hasil

pengukuran acceleration posisi pengukuran titik tertinggi terdapat pada pengukuran1


arah axial dengan harga 2.7 x 10-3 m/s. dan terendah pada pengukuran 4 arah horisontal dengan harga 1.42 x 10-3 m/s.

a. Respon getaran pada pengukuran displacement

Gambar 4.2 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal, dan arah horisontal. b. Respon getaran pada pengukuran velocity

Gambar 4.3 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity


Respon getaran pada pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal, dan arah horisontal. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration

Gambar 4.4 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan sedikit mengarah penurunan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal.

4.4. Pengukuran Langsung Respon Getaran dengan Menggunakan Beban.

Pengukuran langsung respon getaran dilakukan dengan kondisi mesin gerinda toolpost sedang melakukan proses penggerindaan bahan uji, dari data hasil pengujian akan di dapat dari skala vibrometer analog yang kemudian di catat pada instrument pengumpulan data, pelaksanaan pengujian getaran sesuai gambar 4.5.


1. Siapkan alat dan bahan untuk pengujian getaran

2. Lakukan uji jalan mesin bubut konvensional, pengaturan kecepatan, kecepatan potong dan kedalaman pemakanan

4. Lakukan pemakanan awal dengan kedalaman pemakanan yang ditetapkan (0,01; 0,03; 0,05; 0,07 mm) dengan 3 kali secara berulang-ulang

3. Lakukan pengaturan dudukan mesin gerinda toolpost pada mesin bubut

5. Lakukan pengukuran dimensi bahan uji menggunakan alat ukur micrometer

6. Lakukan pengukuran respon getaran menggunakan Vibrometer analog 3314 A

7. Lakukan tabulasi data pengukuran getaran pada instrumen data

Keterangan :Pada langkah 4 dari gambar 4.5 bahwa penggerindaan dan pengukuran respon getaran dilakukan secara bertahap sesuai dengan kedalaman pemakanan Gambar 4.5 Flow Chart Pengukuran Respon Getaran


4.4.1. Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm dan kecepatan potong 0,05 mm/rev serta kedalaman pemakanan 0,01 mm. Tabel 4.5 Pengukuran Reson Getaran dengan kedalaman Pemakanan 0,01 mm Time

Displacement μm

Hx

Hv

Hh

1

17.5

22.5

2

16

3

Velocity m/s

Acceleration m/s2

Hx

Hv

Hh

Hx

Hv

Hh

18.5

3 x10-3

8 x 10-3

4.35 x 10-3

3.15 x 10-3

3.45 x 10-3

2.55 x 10-3

20

15

3 x 10-3

8 x 10-3

3.3 x 10-3

2.85 x 10-3

3.15 x 10-3

3 x 10-3

15.5

18

16

2.55 x 10-3

6 x 10-3

3.3 x 10-3

2.55 x 10-3

2.7 x 10-3

2.85 x 10-3

4

14

14.5

12.5

2.85 x 10-3

4.65 x 10-3

3.15 x 10-3

3.9 x 10-3

4.05 x 10-3

3.6 x 10-3

5

14

15.5

17

3.3 x 10-3

5.1 x 10-3

2.7 x 10-3

2.7 x 10-3

.3 x 10-3

3.15 x 10-3

6

13

22.5

14.5

3.6 x 10-3

3.45 x 10-3

1.95 x 10-3

2.63 x 10-3

2.85 x 10-3

2.55 x 10-3

7

13.5

18

17

4.35 x 10-3

2.7 x 10-3

2.7 x 10-3

2.25 x 10-3

2.55 x 10-3

2.25 x 10-3

a. Respon getaran pada pengukuran displacement dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm

Gambar 4.6 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 17,5 μm dan pengukuran


minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 13 μm, maka selisihnya adalah 4,5 μm. Dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 14,5 μm, maka selisihnya 8,0 μm. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 18,5 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 12,5 μm, maka selisihnya 6,0 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, maka dapat di lihat pada gambar 4.7

Gambar 4.7 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 7 dengan harga 4.35 x 10-3 m/s, dan pengkuran minimum terdapat pada titik 3 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s, maka


selisihnya 1.8 x 10-3 m/s. Pada arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.7 x 10-3 m/s, maka selisihnya 5.3 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pada titik 1 dengan harga maksimum 4.35 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 1.95 x 10-3 m/s, maka selisihnya 2.4 x 10-3 m/s. Respon getaran pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit mengarah penurunan dan arah horisontal konstan. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm

Gambar 4.8 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.9 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s2. Pada pengukuran arah vertikal di dapat


pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.50 x 10-3 m/s2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pada titik 4 dengan harga maksimum 3.6 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal. 4.4.2. Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan potong 0,05 mm/rev, serta kedalaman pemakanan 0,03 mm Tabel 4.6 Pengukuran Respon Getaran dengan Kedalaman Pemakanan 0,03 mm Time

Displacement μm

Hx

Hv

Hh

Velocity m/s

Acceleration m/s2

Hx

Hv

Hh

Hx

Hv

Hh

1

18.5

24

22.5

4.65 x10-3

8.5 x 10-3

5.25 x 10-3

3.3 x 10-3

3.15 x 10-3

3 x 10-3

2

16

22.5

22.5

4.5 x 10-3

8 x 10-3

5.55 x 10-3

3.3 x 10-3

3.3 x 10-3

2.55 x 10-3

3

17

21

19.5

2.55 x 10-3

7.5 x 10-3

5.25 x 10-3

3 x 10-3

3 x 10-3

2.25 x 10-3

4

15.5

21

18

2.85 x 10-3

8 x 10-3

4.8 x 10-3

2.55 x 10-3

4.05 x 10-3

3.75 x 10-3

5

14.5

18

18

3.x 10-3

7.5 x 10-3

4.5 x 10-3

2.85 x 10-3

.3.15 x 10-3

3.3 x 10-3

6

14.5

16.5

16.5

3.75 x 10-3

7.5 x 10-3

4.05 x 10-3

2.25 x 10-3

2.85 x 10-3

2.4 x 10-3

7

14

16.5

18

4.35 x 10-3

6.5 x 10-3

3.75 x 10-3

2.4 x 10-3

2.7 x 10-3

2.25 x 10-3



Gambar 4.9 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 3 dengan harga 17 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 14 μm, maka selisihnya adalah 43,0 μm. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 4 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 6,0 μm.

Selanjutnya

pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 6,0 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 3,0 mm


Gambar 4.10 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 4.65 x 10-3 m/s, dan pengkuran minimum terdapat pada titik 5 dengan harga 3 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.65 x 10-3 m/s.

Pada pengukuran arah vertikal di dapat

pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8.5 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 2 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 2 dengan harga 5.55 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 9.5 x 10-3 m/s. Respon getaran pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit terbuka dan arah horisontal. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,03 mm


Gambar 4.11 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 3.3 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.05 x 10-3 m/s2. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.7 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.75 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.50 x 10-3 m/s2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal. 4.4.3. Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan potong 0,05 mm/rev, serta kedalaman pemakanan 0,05 mm


Tabel 4.7 Pengukuran Respon Getaran dengan Kedalaman Pemakanan 0,05 mm Time

Displacement μm

Hx

Hv

1

19.5

25.5

2

18.5

3

Hh

Velocity m/s

Acceleration m/s2

Hx

Hv

Hh

Hx

Hv

Hh

24

4.5 x10-3

8 x 10-3

5.4 x 10-3

3.45 x 10-3

3.3 x 10-3

3.15 x 10-3

25.5

24

4.35 x 10-3

7.5 x 10-3

5.25 x 10-3

3.3 x 10-3

3.15 x 10-3

2.85 x 10-3

18.5

22.5

19.5

2.55 x 10-3

7.5 x 10-3

5.1 x 10-3

3 x 10-3

3.3 x 10-3

2.7 x 10-3

4

15.5

19.5

21

2.7 x 10-3

8 x 10-3

4.95 x 10-3

3.75 x 10-3

4.05 x 10-3

3.9 x 10-3

5

15

18

16.5

2.85 x 10-3

7.5 x 10-3

3.75 x 10-3

3 x 10-3

.3.3 x 10-3

3.15 x 10-3

6

14.5

18

16.5

3.75 x 10-3

7.5 x 10-3

3.6 x 10-3

2.4 x 10-3

3 x 10-3

2.55 x 10-3

7

15

16.5

19.5

3.6 x 10-3

6.5 x 10-3

3.45 x 10-3

2.85 x 10-3

2.85 x 10-3

2.4 x 10-3


Gambar 4.12 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 19.5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 14.5 μm, maka selisihnya adalah 5.0 μm. Pada pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 22,5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 9,0 μm. Selanjutnya pengukuran arah


horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 24 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 7.5 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi pengukuran arah axial, arah vertikal dan arah horisontal secara bersamaan mengarah turun. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 0.05 mm

Gambar 4.13 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 4.5 x 10-3 m/s, dan pengkuran minimum terdapat pada titik 3 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.95 x 10-3 m/s. Dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.5 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum


pada titik 1 dengan harga 8 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.5 x 10-3 m/s. Respon getaran pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit ada perbedaan mengarah lebih terbuka (lebih besar) dan arah horisontal. c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,05 mm

Gambar 4.14 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.75 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.4 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.35 x 10-3 m/s2.

Pada pengukuran arah vertikal di dapat

pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.85 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.2 x 10-3 m/s2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di


dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 3.15 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 2.4 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 7.5 x 10-3 m/s2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu. 4.4.4. Pengukuran respon getaran pada kondisi putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm dan kecepatan potong 0,05 mm/rev, serta kedalaman pemakanan 0,07 mm Tabel 4.8 Pengukuran Respon Getaran dengan Kedalaman Pemakanan 0,07 mm Time

Displacement μm

Hx

Hv

Hh

Velocity m/s

Acceleration m/s2

Hx

Hv

Hh

Hx

Hv

Hh

1

19.5

27

24

6.5 x10-3

8.5 x 10-3

5.25 x 10-3

3.15 x 10-3

3.45 x 10-3

3.3 x 10-3

2

18.75

25.5

25.5

4.5 x 10-3

7.5 x 10-3

5.25 x 10-3

3.45 x 10-3

3.3 x 10-3

2.85 x 10-3

3

18.5

24

25.5

2.55 x 10-3

8 x 10-3

5.1 x 10-3

3.15 x 10-3

3.45 x 10-3

3 x 10-3

4

17.5

19.5

21

2.85 x 10-3

8.5 x 10-3

4.95 x 10-3

3.9 x 10-3

4.05 x 10-3

2.55 x 10-3

5

16.5

19.5

18

2.85 x 10-3

8.5 x 10-3

3.6 x 10-3

3.15 x 10-3

.3.45 x 10-3

2.4 x 10-3

6

15

18

18

3.75 x 10-3

7.5 x 10-3

3.6 x 10-3

2.7 x 10-3

3.15 x 10-3

2.25 x 10-3

7

15.5

16.5

19.5

3.6 x 10-3

6.5 x 10-3

3.45 x 10-3

2.85 x 10-3

3 x 10-3

2.4 x 10-3



Gambar 4.15 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Pengukuran langsung respon getaran displacement pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 19.5 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 15 μm, maka selisihnya adalah 4.5 μm, serta pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 27 μm dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 16,5 μm, maka selisihnya 10.5 μm. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 2 dengan harga 22,5 μm, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 18 μm, maka selisihnya 7.5 μm. Respon getaran pada pengukuran displacement yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal pergerakannya mengarah secara bersamaan menurun dan kemudian stabil. b. Respon getaran pada pengukuran velocity dengan kedalaman pemakanan 0,07 mm


Gambar 4.16 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Pengukuran langsung respon getaran velocity pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 3 dengan harga 2.55 x 10-3 m/s, maka selisihnya 3.95 x 10-3 m/s. Dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 8.5 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 6.5 x 10-3 m/s, maka selisihnya 2 x 10-3 m/s. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 5.25 x 10-3 m/s, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 3.45 x 10-3 m/s, maka selisihnya 1.8 x 10-3 m/s. Respon getaran pada pengukuran velocity yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal sedikit ada perbedaan mengarah lebih terbuka (lebih besar) dan arah horisontal saling terbuka terhadap arah vertikal.


c. Respon getaran pada pengukuran acceleration dengan kedalaman pemakanan 0,07 mm

Gambar 4.17 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Pengukuran langsung respon getaran acceleration pada arah axial di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 3.9 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.7 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.2 x 10-3 m/s2, dan pengukuran arah vertikal di dapat pengukuran maksimum pada titik 4 dengan harga 4.05 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 7 dengan harga 3 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.05 x 10-3 m/s2. Selanjutnya pengukuran arah horisontal di dapat pengukuran maksimum pada titik 1 dengan harga 3.3 x 10-3 m/s2, dan pengukuran minimum terdapat pada titik 6 dengan harga 2.25 x 10-3 m/s2, maka selisihnya 1.05 x 10-3 m/s2. Respon getaran pada pengukuran acceleration yang terjadi pada mesin gerinda toolpost dengan kondisi relatif konstan terhadap waktu dengan posisi arah axial, arah vertikal dan arah horisontal.


4.5. Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Displacement terhadap Waktu

Pengkuran respon getaran pada pengukuran displacement terhadap waktu dengan variasi kedalaman pemakanan yang berbeda, hal ini untuk melihat seberapa pengaruhnya besar respon getaran yang terjadi apabila penggerindaan dilakukan terhadap bahan uji secara terus menerus dengan ketetapan waktu. Tabel 4.9 Hasil Respon Getaran pada Pengukuran Displacement terhadap Waktu Dengan Kedalaman Pemakaman Data Pendukung :

PENGUKURAN DISPLACEMENT

μm

Putaran Mesin Gerinda Toolpost = 3000 rpm dan putaran mesin bubut : 125 rpm Kecepatan Pemakanan

= 0.05 mm/put

Kedalaman Pemakanan

= 0.01; 0.03; 0.05 dan 0.07 mm Axial

Vertikal

Horisontal

Time 0.01

0.03

0.05

0.07

0.01

0.03

0.05

0.07

0.01

0.03

0.05

0.07

1

17.5

17.5

19.5

19.5

22.5

24

25.5

27

18.5

22.5

24

24

2

16

16

18.5

18.75

20

22.5

25.5

25.5

15

22.5

24

25.5

3

15.5

15.5

18.5

18.5

18

21

22.5

24

16

19.5

19.5

25.5

4

14

14

15.5

17.5

14.5

21

19.5

19.5

12.5

18

21

21

5

14

14

15

16.5

15.5

18

18

19.5

17

18

16.5

18

6

13

13

14.5

15

22.5

16.5

18

18

14.5

16.5

16.5

18

7

13.5

13.5

15

15.5

18

16.5

16.5

16.5

17

18

19.5

19.5

a. Grafik hubungan respon getaran displacement arah axial terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.


Gambar 4.18 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Dari gambar 4.18 bahwa respon getaran pada pengukuran displacement arah axial dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 17.5 μm sampai dengan 19.5 μm dan pada pengukuran akhir pada batas antara 13.5 μm sampai dengan 15.5 μm maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan displacement terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya. b. Grafik hubungan respon getaran displacement arah vertikal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.


Gambar 4.19 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Dari gambar 4.19 bahwa respon getaran pada pengukuran displacement arah vertikal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 22.5 μm sampai dengan 27 μm dan pada pengukuran akhir pada batas antara 16.5 μm sampai dengan 18 μm maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan displacement terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya. c. Grafik hubungan respon getaran displacement arah horisontal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.


Gambar 4.20 Respon Getaran pada Pengukuran Displacement Dari gambar 4.20 bahwa respon getaran pada pengukuran displacement arah horisontal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 22.5 μm sampai dengan 24 μm dan pada pengukuran akhir pada batas antara 17 μm sampai dengan 19.5 μm maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan displacement terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah harga respon getarannya.

4.6. Hubungan Respon Getaran pada Pengkuran Velocity terhadap Waktu

Pengukuran respon getaran pada pengukuran velocity terhadap waktu dengan variasi kedalaman pemakanan yang berbeda, hal ini untuk melihat seberapa pengaruhnya besar respon getaran yang terjadi apabila penggerindaan dilakukan terhadap bahan uji secara terus menerus dengan ketetapan waktu, data dapat di lihat pada lampiran 9.


a. Grafik hubungan respon getaran velocity arah axial terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

Gambar 4.21 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran velocity arah axial dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 4.5 x 10-3 m/s sampai dengan 4.65 x 10-3 m/s, dan pada pengukuran akhir pada batas antara 3.6 cm/s sampai dengan 4.35 x 10-3 m/s maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan velocity terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya. b. Grafik hubungan respon getaran velocity arah vertikal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.


Gambar 4.22 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran velocity arah vertikal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 8 x 10-3 m/s sampai dengan 8.5 x 10-3 m/s, pada pengukuran akhir pada batas antara 2.7 x 10-3 m/s sampai dengan 6.5 x 10-3 m/s maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan velocity terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya c. Grafik hubungan respon getaran velocity arah horisontal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.


Gambar 4.23 Respon Getaran pada Pengukuran Velocity Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran velocity arah horisontal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 4.35 x 10-3 m/s sampai dengan 5.4 x 10-3 m/s, dan pengukuran akhir pada batas antara 2.7 x 10-3 m/s sampai dengan 3.75 x 10-3 m/s maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan velocity terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah harga respon getarannya

4.7. Hubungan Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration terhadap Waktu

Pengukuran respon getaran pada pengukuran acceleration terhadap waktu dengan variasi kedalaman pemakanan yang berbeda, hal ini untuk melihat seberapa besar pengaruhnya respon getaran yang terjadi apabila penggerindaan dilakukan terhadap bahan uji secara terus menerus dengan ketetapan waktu, data dapat di lihat pada lampiran 10.


a. Grafik hubungan respon getaran acceleration arah axial terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.

Gambar 4.24 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran acceleration arah axial dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 3.15 x 10-3 m/s2, sampai dengan 3.6 x 10-3 m/s2, dan pada pengukuran akhir pada batas antara 2.25 x 10-3 m/s2, sampai dengan 2.85 x 10-3 m/s2, maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan acceleration terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya b. Grafik hubungan respon getaran acceleration arah vertikal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.


Gambar 4.25 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran acceleration arah vertikal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 3 x 10-3 m/s2, sampai dengan 3.45 x 10-3 m/s2, hal ini menunjukkan bahwa pada daerah tersebut diperkirakan meja (eretan) mesin bubut konvensional terdapat tonjolan yang disebabkan oleh tatal, dan pada pengukuran akhir di dapat pada batas antara 2.25 x 10-3 m/s2, sampai dengan 2.85 x 10-3 m/s2, maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan acceleration terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah herga respon getarannya c. Grafik hubungan respon getaran acceleration arah horisontal terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan 0,01 mm, 0,03 mm, 0,05 mm dan 0,07 mm.


Gambar 4.26 Respon Getaran pada Pengukuran Acceleration Dari grafik bahwa respon getaran pada pengukuran acceleration arah horisontal dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi menunjukkan pemakanan awal berada pada batas pengukuran terbesar antara 2.25 x 10-3 m/s2, sampai dengan 3.3 x 10-3 m/s2, dan pengukuran akhir di dapat pada batas antara 2.25 x 10-3 m/s2 sampai dengan 2.4 x 10-3 m/s2, maka di dapat kesimpulan sementara bahwa perubahan acceleration terhadap waktu dengan kedalaman pemakanan yang bervariasi, semakin lama proses penggerindaan semakin rendah harga respon getarannya.

4.8. Harga rata-rata Respon Getaran

Pengujian langsung respon getaran yang telah dilakukan pada penggerindaan bahan uji menggunakan mesin gerinda toolpost yang memiliki putaran 3000 rpm pada mesin bubut konvensional dengan putaran 125 rpm, dan kecepatan potong 0,05 mm/put serta variasi kedalaman pemakanannya 0,01mm, 0,03 mm, 0,05 mm, 0,07 mm sehingga di dapat harga rata-rata respon getaran.


Tabel 4.10 Harga Rata-rata Respon Getaran Displacement μm

Bahan Uji

Hx

Hv

Velocity

Hh

Hx

Acceleration m/s2

m/s

Hv -3

5.414 x 10

Hh -3

3.064 x 10

Hx -3

2.904 x 10

Hv -3

3.107 x 10

Hh -3

3.3 x 10-3

1

15

19

15.785

3.185 x 10

2

15.714

20.1428

19.286

3.664 x 10-3

7.642 x 10-3

4.735 x 10-3

2.807 x 10-3

3.171 x 10-3

2.785 x 10-3

3

16.643

20.7857

20.143

3.471 x 10-3

7.5 x 10-3

4.5 x 10-3

3.107 x 10-3

3.271 x 10-3

2.957 x 10-3

4

17.321

21.4285

21.643

4.228 x 10-3

7.658 x 10-3

4.67 x 10-3

3.192 x 10-3

3.407 x 10-3

2.904 x 10-3

Harga respon getaran pada table 4.10 adalah penjumlahan harga rata-rata yang di dapat dari pengukuran langsung displacement, velocity dan acceleration di bagi dengan jumlah pengukuran (T/s). Berdasarkan analisa perhitungan getaran di dapat berdasarkan :

θ = A sin ϖt

(2.11)

θ& = A cosϖt

(2.12)

θ&& = − ϖ 2 A sin ϖt

(2.13)

Bila amplitude (A) dianggap sama berdasarkan analisa getaran. A1 = A2 = A3 dan

θ θ& θˆ = = 2 sin ϖt ϖ cosϖt ϖ sin ϖt sehingga sin ϖt θ = & θ ϖ cosϖt

maka


ϖt = arc tan

θϖ θ&

Analisa bahan uji 1 Axial : 2.9 x 10 −3 θ&& = ϖ= θ 15 x 10 −6 =13.9 rad / s

ϖτ =

θϖ 15 x 10 −6 x 13.9 = 3.185 x 10 −3 θ& =

179.4225 x 10 −6 1.75 x 10 −3

= 654.63 x 10 −3

= 0.065 rad

ϖτ =

θϖ θ&

13.9τ = 0.065 τ = 0.046 s

A=

15 x 10 −6 θ = sin ϖτ sin (13.9 x 0.046 ) = 2.34 x 10 − 4 m


Vertkal :

ω=

3.1 x 10 −3 θ&& = =12.27 rad / s θ 19 x 10 −6

ϖτ =

θϖ 19 x 10 −6 x 12.7 = = 0.045 rad 5.414 x 10 −3 θ&

ϖτ =

θϖ θ&

12.27 τ = 0.0445

τ = 0.0035 s A=

19 x 10 −6 θ = = 4.27 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (12.9 x 0.0035)

Horisontal :

ω=

ϖτ =

3.3 x 10 −3 θ&& = =14.45 rad / s θ 15.785 x 10 −6

θϖ 15.785 x 10 −6 x 14.45 = = 0.0744 rad 3.064 x 10 −3 θ&

ϖτ =

θϖ θ&

14.45τ = 0.0744

τ = 0.0051 s 15.785 x 10 −6 θ A= = = 2.14 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (14.45 x 0.0051)


Analisa bahan uji 2 Axial :

ϖ=

2.807 x 10 −3 θ&& = θ 15.7 x 10 −6 =13.36 rad / s

ϖτ =

θϖ 15.7 x 10 −6 x 13.36 = 3.185 x 10 −3 θ& = 572.97 x 10 −3

= 0.0572 rad

ϖτ =

θϖ θ&

13.36τ = 0.057 τ = 0.042 s

A=

15.7 x 10 −6 θ = sin ϖτ sin (13.36 x 0.042 ) = 2.8 x 10 − 4 m

Vertkal :

ω=

3.1 7 x 10 −3 θ&& = =12.54 rad / s θ 20.1 x 10 −6

ϖτ =

θϖ 20.1 x 10 −6 x 12.54 = = 0.033 rad 7.6 x 10 −3 θ&


ϖτ =

θϖ θ&

12.54τ = 0.033

τ = 0.0026 s A=

20 x 10 −6 θ = = 6.17 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (12.54 x 0.0026)

Horisontal :

ω=

2.76 x 10 −3 θ&& = =12.01 rad / s θ 19.3 x 10 −6

θϖ 19.3 x 10 −6 x 12.01 = = 0.0489 rad ϖτ = 4.7 x 10 −3 θ& ϖτ =

θϖ θ&

12.01τ = 0.048

τ = 0.004 s A=

19.3 x 10 −6 θ = = 4.01 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (12.01 x 0.004)


ϖ=

3.1 x 10 −3 θ&& = θ 16.64 x 10 −6 =13.66 rad / s


ϖτ =

θϖ 15.7 x 10 −6 x 13.36 = 3.185 x 10 −3 θ& = 654.97 x 10 −3 = 0.065 rad

ϖτ =

θϖ θ&

13.66τ = 0.065 τ = 0.0048 s

A=

16.6 x 10 −6 θ = sin ϖτ sin (13.66 x 0.0048) = 2.54 x 10 − 4 m

Vertkal :

ω=

3.27 x 10 −3 θ&& = =12.54 rad / s θ 20.7 x 10 −6

θϖ 20.7 x 10 −6 x 12.54 = = 0.034 rad ϖτ = 7.5 x 10 −3 θ& ϖτ =

θϖ θ&

12.54τ = 0.034

τ = 0.0024 s


A=

20.7 x 10 −6 θ = = 6.14 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (12.54 x 0.0024)

Horisontal :

ω=

2.96 x 10 −3 θ&& = =12.11 rad / s θ 20.1 x 10 −6

θϖ 20.1 x 10 −6 x 12.11 = = 0.0542 rad ϖτ = 4.5 x 10 −3 θ& ϖτ =

θϖ θ&

12.11τ = 0.0542

τ = 0.0044 s A=

20.1 x 10 −6 θ = = 3.78 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (12.11 x 0.0044)


ϖ=

2.807 x 10 −3 θ&& = θ 15.7 x 10 −6 =13.36 rad / s

θϖ 15.7 x 10 −6 x 13.36 ϖτ = = 3.185 x 10 −3 θ& = 572.97 x 10 −3


= 0.0572 rad

ϖτ =

θϖ θ&

13.36τ = 0.057 τ = 0.042 s

A=

15.7 x 10 −6 θ = sin ϖτ sin (13.36 x 0.042 ) = 2.8 x 10 − 4 m

Vertkal : 3.17 x 10 −3 θ&& = =12.54 rad / s ω= θ 20.1 x 10 −6

ϖτ =

θϖ 20.1x 10 −6 x 12.54 = = 0.033 rad 7.6 x 10 −3 θ&

ϖτ =

θϖ θ&

12.54τ = 0.033

τ = 0.0026 s 20 x 10 −6 θ A= = = 6.17 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (12.54 x 0.0026) Horisontal :

ω=

2.76 x 10 −3 θ&& = =12.01 rad / s θ 19.3 x 10 −6


ϖτ =

θϖ 19.3 x 10 −6 x 12.01 = = 0.0489 rad 4.7 x 10 −3 θ&

ϖτ =

θϖ θ&

12.01τ = 0.048

τ = 0.004 s A=

19.3 x 10 −6 θ = = 4.01 x 10 − 4 m Sinϖτ Sin (12.01 x 0.004)

Tabel 4.11 Analisa Perhitungan dengan Pemakanan (menggunakan bahan uji) Bahan Uji 1

2

3

4

Arah ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m) ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m) ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m) ω (rad/s) ωt (rad) t (s) A (m)

Axial 13.9 0.065 0.0046 2.34 x 10-4 13.36 0.0572 0.0042 2.8 x 10-4 13.66 0.0654 0.0048 2.54 x 10-4 13.57 0.0553 0.004 3.19 x 10-4

Vertikal 12.27 0.045 0.0038 4.27 x 10-4 12.52 0.033 0.0026 6.17 x 10-4 12.54 0.0347 0.0027 6.14 x 10-4 12.6 0.0352 0.0027 6.3 x 10-4

Horisontal 14.45 0.0744. 0.0051 2.14 x 10-4 12.01 0.0489 0.004 4.01 x 10-4 12.11 0.0542 0.0044 3.78 x 10-4 11.58 0.0536 0.0046 4.06 x 10-4


4.9. Respon Pengukuran Langsung Nilai Kekasaran

Pengukuran kekasaran permukaan adalah merupakan variabel dari penelitian yang dilakukan untuk mendapatkan harga kekasaran permukaan (Ra). Pengujian harga kekasaran permukaan dengan melakukan pengujian langsung sesuai dengan diagram alir proses pengujian respon kekasaran permukaan. 4.9.1 Flow chart pengujian kekasaran

1. Siapkan alat dan bahan untuk pengujian kekasaran permukaan

4. Lakukan pengujian kekasaran permukaan hasil penggerindaan sesuai ketetapan (0,01; 0,03; 0,05; 0,07 mm) dengan 3 kali secara berulang-ulang

5. Lakukan tabulasi data pada instrumen data pengujian kekasaran permukaan

2. Kalibrasi alat pengujian kekasaran permukaan dengan menggunakan alat (Gauge Kalibrasi)

3. Lakukan setting posisi bahan uji dengan kedudukan alat uji kekasaran permukaan

6. Lakukan tabulasi data pada instrumen dan selanjutnya melakukan pengolahan data

Gambar 4.27 Flow Chart Pengujian Respon Kekasaran Permukaan 4.9.2. Pengujian langsung respon kekasaran permukaan dengan menggunakan alat pengujian surftest di dapat hasil sesuai table 4.12.


Tabel 4.12 Pengukuran Langsung Kekasaran (Surface Roughness) Putaran M. Gerinda

Putaran M. Bubut

(rpm)

(rpm)

3000

f mm/put

125

a mm

Bahan Uji

0.01

Harga (Ra) 1

2

3

4

5

6

7

1

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.7

0.03

2

0.7

0.7

0.7

0.5

0.7

0.5

0.5

0.05

3

0.5

0.7

0.5

0.7

0.7

0.7

1

0.07

4

1

0.7

0.7

0.7

0.5

1

0.7

0.05

Dari table 4.12 bahwa respon pengukuran langsung harga kekasaran permukaan dapat ditunjukkan pada grafik hubungan antara nilai kekasaran permukaan Ra dengan tingkatan pengukuran.

Gambar 4.28 Respon Pengukuran Kekasaran Permukaan Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (Specimen) 1di dapat hasil pengujian menunjukkan bahwa pada kedalaman pemakanan mesin gerinda toolpost : 0,01 mm terjadi perubahan pada pengukuran langkah ke 7 dengan data pengukurannya di dapat 0,7 μm sedangkan pada pengukuran langkah 1 sampai dengan 6 berada pada posisi 0,5 μm, maka di dapat berdasarkan perhitungan.


Ra =

0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,5 + 0,7 = 0.259 μm 7

Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (specimen) 2 dengan kedalaman pemakanan 0,03 mm di dapat pada langkah 1, 2, 3 dan 5 berada pada posisi 0,7 μm selanjutnya pada posisi langkah pengujian 4, 6, dan 7 berada pada posisi 0,5 μm, maka : Ra =

0,7 + 0,7 + 0,7 + 0,5 + 0,7 + 0,5 + 0,5 = 0.614 μm 7

Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (specimen) 3 dengan kedalaman pemakanan 0,05 mm di dapat pada langkah pengujian 1 dan 3 berada pada posisi 0,5 μm dan langkah pengujian 2, 4, 5 dan 6 berada pada posisi 0,7 μm selanjutnya pada langkah pengujian 7 berada pada posisi 1 μm, maka : 0,5 + 0,7 + 0,5 + 0,7 + 0,7 + 0,5 + 1 = 0.659 μm 7 Respon kekasaran permukaan (Ra) bahan uji (Specimen) 4 dengan kedalaman Ra =

pemakanan 0,07 mm di dapat pada langkah pengujian 1 dan 6 berada pada posisi 1 μm dan langkah pengujian 2, 4 dan 7 berada pada posisi 0,7 μm, sedangkan langkah pengujian 5 berada pada posisi 0,5 μm, maka : Ra =

1,0 + 0,7 + 0,7 + 0,7 + 0,5 + 1,0 + 0,7 = 0.757 μm 7

4.10. Hubungan Pengukuran Displacement terhadap Harga Ra

Hubungan pengukuran respon getaran pada pengukuran displacement terhadap nilai kekasaran permukaan ini, untuk mengetahui seberapa besar


pengaruhnya perubahan displacement terhadap nilai kekasaran permukaan pada proses penggerindaan yang dilakukan. Tabel 4.13 Hubungan Respon Getaran dengan Pengukuran Displacement dengan Pengukuran Kekasaran Permukaan Bahan Uji

n (rpm) Mesin Gerinda

n (rpm) Mesin Bubut

f (mm/put)

a (mm)

1

3000

125

0.05

0.01

2

3000

125

0.05

0.03

3

3000

125

0.05

0.05

4

3000

125

0.05

0.07

Displacement μm Time

1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7

Hx

Hv

Hh

17.5 16 15.5 14 14 13 13.5 18.5 16 17 15.5 14.5 14.5 14 19.5 18.5 18.5 15.5 15 14.5 15 19.5 18.75 18.5 17.5 16.5 15 15.5

22.5 20 18 14.5 15.5 22.5 18 24 22.5 21 21 18 16.5 16.5 25.5 25.5 22.5 19.5 18 18 16.5 27 25.5 24 19.5 19.5 18 16.5

18.5 15 16 12.5 17 14.5 17 22.5 22.5 19.5 18 18 16.5 18 24 24 19.5 21 16.5 16.5 19.5 24 25.5 25.5 21 18 18 19.5

Ra

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7 0.5 0.7 0.5 0.5 0.5 0.7 0.5 0.7 0.7 0.7 1 1 0.7 0.7 0.7 0.5 1 0.7

Hubungan respon getaran pada pengujian displacement dengan kekasaran permukaan dapat dianalisa dengan analysis statistic Anova dan Ancova. Rata-rata harga respon getaran pada pengujian displacement dikalikan dengan 100% N rata − rata x 100%


Sehingga didapatlah sesuai Tabel 4.14 harga rata-rata respon getaran pada pengujian displacement. Tabel 4.14 Rata-rata Respon Getaran dengan Nila Ra Bahan

Harga rata-rata respon getaran

Harga Ra

Uji

Hh

Hv

Hh

Kekasaran

1

0.93

0.98

0.82

0.528

2

0.98

1.04

1.01

0.614

3

1.04

1.08

1.04

0.685

4

1.08

1.1

1.12

0.757

4.10.1 Grafik perbandingan harga respon getaran dan harga kekasaran

Gambar 4.29 Perbandingan Harga Respon Getaran dan Harga Kekasaran Dari gambar 4.29 menunjukkan, bahwa semakin besar harga pengukuran displacement maka semakin besar pula nilai kekasarannya. Untuk mencari penyimpangan selisih (gap) harga respon getaran pada pengukuran arah axial dengan harga Ra, maka pada Tabel 4.15 menunjukkan adanya gap analysisnya.


Tabel 4.15 Gap Analisys Hx

Ra

Gap Analisys

0.93

0.528

0.402

0.98

0.614

0.366

1.04

0.685

0.355

1.08

0.757

0.323

4.03

2.584

Total Satisfaction Index TSI =

2.584 x 100% = 64.119% 4.03

4.10.2. Grafik gap analisys antara harga Hx dengan Ra

Gambar 4.30 Gap Analisys antara Hx dengan Ra



Ra

Gap Analisys

0.98

0.528

0.452

1.04

0.614

0.426

1.08

0.685

0.395

1.1

0.757

0.343

4.2

2.584


2.584 x 100% = 61.52% 4 .2

4.10.3 Grafik gap analisys antara Hv dengan Ra

Gambar 4.31 Gap Analisys Antara Hv dengan Ra



Ra

Gap Analisys

0.82

0.528

0.292

1.01

0.614

0.396

1.04

0.685

0.355

1.12

0.757

0.363

3.99

2.584


2.584 x 100% = 64.76% 3.99

4.10.4 Grafik gap analisys antara Hh dengan Ra

Gambar 4.32 Gap analisys Antara Hh dengan Ra


BAB 5 KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Telah dilakukan desain, pabrikasi dan pengujian mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional, serta telah menggerinda benda kerja bentik silider dengan kecepatan mesin gerinda sebesar 3000 rpm, dengan perbandingan diameter pulley, serta mampu menerima beban (gaya) 13.198877 N, gaya tangensial 0.61109272 N/mm dan gaya radial 2.03697575 N/mm 2. Pengukuran langsung respon getaran displacement dengan kecepatan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan pemakanan 0,05 mm/put. Untuk arah axial berada diantara 15 μm sampai dengan 17.3214 μm, pada arah vertikal berada pada 19 μm sampai 21.4285 μm, dan pada arah horisontal berada pada 15.785 μm sampai dengan 21.6428 μm. 3. Harga rata-rata pengujian langsung respon getaran velocity dengan kecepatan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan pemakanan 0,05 mm/put. Untuk arah axial berada diantara 3.185 x 10-3 m/s sampai dengan 4.228 x 10-3 m/s, pada arah vertikal berada pada 5.414 x 10-3 m/s dengan 7.657 x 10-3 m/s dan pada arah horisontal berada pada 3.064 x 10-3 m/s sampai dengan 4.67 x 10-3 m/s.


4. Harga rata-rata pengujian langsung respon getaran Acceleration dengan kecepatan putaran mesin gerinda toolpost 3000 rpm, putaran mesin bubut konvensional 125 rpm, dan kecepatan pemakanan f = 0,05 mm/put. Untuk arah axial berada diantara 2.904 x 10-3 m/s2 s.d 3.192 x 10-3 m/s2, pada arah vertikal berada pada 3.107 x 10-3 m/s2 s.d 3.407 x 10-3 m/s2, dan pada arah horisontal berada pada 3.3 x 10-3 m/s2 s.d 2.957 x 10-3 m/s2. 5. Perbandingan hasil pengukuran respon pengujian tanpa beban dengan menggunakan beban adalah selisih antara hasil rata-rata respon getaran menggunakan beban dikurangi hasil rata-rata respon getaran tanpa beban di dapat displacement arah axial 3.0445 μm, arah vertikal 7.228375 μm dan arah horisontal 1.58925 μm. 6. Mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional memiliki kemampuan menggerinda benda kerja dengan nilai harga minimum Ra 0.529 μm., dan nilai harga maksimum Ra 0.757 μm.

Dengan demikian mesin gerinda

toolpost dapat diproduksi dengan katagori sedang atau pada posisi N5. 7. Hubungan pengukuran displacement dengan pengujian kekasaran permukaan menunjukkan bahwa, berdasarkan analisys Total Satisfaction Index (TSI) berada pada 60.11 % dan 64.78% 8. Berdasarkan analisa perhitungan respon getaran tanpa beban di dapat besar amplitude 1.7 x 10-4 dan respon getaran menggunakan beban di dapat besar amplitudonya 2.34 x 10-4 s.d 3.19 x 10-4.


DAFTAR PUSTAKA

“ASM”, Metal Handbook. “Failure Analysis and Prevenyion”. Cetakan ke sepuluh, American Society for Metal, 1995. Brad F. Kuvin,”Steps to Abrasive Tools”. Journal, Metal Producing Forging, 1998. Chris Heapy. “Toolpost Grinding”. Journal, 1996. DA. Lucca, E. Brinksmeier and G. Goch.”Manufacturing Technology CIRP Annals”, 1998. Herry Trumpold. “The Application Sinusoidal Calibration Standards for Calibrating and Assessing the Properties of Surface Measuring Systems”. Journal Chemnitz University of Technology Jermany, 2001. Isranuri Ikhwansyah et, al. “Karakteristik Getaran Pada Pemotongan Logam Menggunakan Mesin Bubut” Proseding Seminar Material dan Struktur (MASTRUCT), 2003. Isranuri Ikhwansyah et, al. “Design of Vibration Testing Equipment for Centrifugal Water Pump” Proseding Seminar Material dan Struktur (MASTRUCT), 2004. “ISO”. Journal Surface Metrology Standard, 2000. Jianfeng Lou and David A Dornfeld, “Material Removel Regions in Chemical Planarization”. Journal of Abrasive Size Distribution and Wafer-Pad Contact Area, 2001. Kalpakjian,”Manufacturing Proses for Engineering Materials”,1984. “Nano Schale”. Journal Science and Engineering. Vandebit Institut, 2004. Rochim Taufiq. “Teori & Teknologi Proses Pemesinan”,Jakarta, 1993. Sato Takeshi G., dan Sugiarto N,”Menggambar Mesin Menurut Stanndard ISO”, PT. Pradnya Paramita, 1983. Schey John A.”Introduction to Manufacturing Process”. 1987.


Syam Bustami, Daimaruya Masashi. ”Consentration of Tensile Stress Waves and Impact Tensile Strength of Brittle Materials”, Proc. Of Asean Pasific Confrention for Fracture and Strength, PP. 709 -714, 1996. Syam Bustami, “A Measuring Method for Impact Tensile Strength and Impact Fracture Behavioure of Brittle Materials”, A Doctoral Dissertation, Muroran Institute of Technology, Muroran, Japan, March, 1996 Theodore L Clese, “Abrasive Machining”. Journal Abrasive Engineering Society, 2001. Walpole, Ronald E, dan Raymond H. Myers, “Ilmu Peluang dan Statistika”. Edisi-4, 1989


Lampiran 1 Set up Kedudukan Mesin Gerinda Toolpost Mesin Bubut Konvensional

Gambar Set Up Kedudukan Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin


Lampiran 2 Alat Uji Pengukuran Getaran

Spesifikasi Vibrometer Analog VM-3314A adalah Tingkat vibrasi : 10 – 1.000 Hz Tingkat Pengukuran : •

Simpangan (all amplitude) 0,1 – 1.000 μm (P-P), 6 tingkat

•

Kecepatan (peak) 0,001 – 5 cm/sec, 5 tingkat

•

Percepatan (peak) 0,001 – 5 g, 5 tingkat

Gambar Profil Vibrometer Analog VM-3314A, Buatan IMC Corporation, Japan


Lampiran 3 Alat Uji Surftest 402

Data Teknis •

Mitutoyo Surftest – 402

•

Kepresisian s.d 0,1 Micrometer

•

1 micrometer = 0,001 mm

Gambar Pengukuran Kekasaran Permukaan Bahan Uji


Lampiran 4

Gambar Bahan Uji Hasil Penggerindaan

Lampiran 5 Mesin gerinda Toolpost

Spesifikasi mesin gerinda toolpost Type Output Hz Rpm

= 7104 = ¼ HP = 50 / 60 = 1440/1730

Spec. MQ/JB 165 -80 Volts = 110 / 220 Amp = (50 Hz) 5,5 / 2,6 dan (60 Hz) 4,6 / 2,3

Motor listrik ini diproduksi By. Fuzhou Electric Mashine & Factury China

Gambar Hasil Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost


Lampiran 6 Mesin Bubut Konvensional Harrison M300

Keterangan : 1. Tabel Kecepatan Mesin 2. Chuck 3. Toolpost mesin bubut 4. Baut pengunci Toolpost 5. Senter kepala lepas


Lampiran 7 a. Bahan Uji Tarik

Gambar 1. Sebelum Diuji

Gambar 2. Setelah Diuji

b. Diagram Pengujian Tarik LABORATORIUM TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MALIKUSSALEH LHOKSEUMAWE


Lampiran 8 Diagram Surface Roughness

Serope Kalpakjian Manufacturing Processes hal 574


Lampiran 9

Tabel hasil Pengukuran Respon Getaran Velocity terhadap Waktu dengan Kedalaman Pemakanan

Data Pendukung :

PENGUKURAN VELOCITY

m/s


= 0,05 mm/put

Kedalaman Pemakanan

= 0,01 mm; 0,03 mm; 0,05 mm; 0,07mm Axial

Time

Vertikal

Horisontal

0,01

0,03

0,05

0,07

0,01

0,03

0,05

1

4.5 x 10-3

4.65 x 10-3

4.5 x 10-3

6.5 x 10-3

8 x 10-3

8.5 x 10

2

3 x 10-3

4.5 x 10-3

4.35 x 10-3

4.5 x 10-3

8 x 10-3

8 x 10

3

2.55 x 10-3

2.55 x 10-3

2.55 x 10-3

2.55 x 10-3

6 x 10-3

7.5 x 10

4

2.85 x 10-3

2.85 x 10-3

2.7 x 10-3

2.85 x 10-3

4.65 x 10-3

8 x 10

5

3.3 x 10-3

3 x 10-3

2.85 x 10-3

2.85 x 10-3

5.1 x 10-3

7.5 x 10

-3

7.5 x 10

6

3.6 x 10-3

3.75 x 10-3

3.75 x 10-3

3.75 x 10-3

3.45 x 10-3

7.5 x 10

-3

7

4.35 x 10-3

4.35 x 10-3

3 x 10-3

3.6 x 10-3

2.7 x 10-3

6.5 x 10

-3

-3

-3 -3

-3

8 x 10

0,07

-3

0,03

8.5 x 10

-3

4.35 x 10

-3

3.3 x 10 3.3 x 10

7.5 x 10

-3

7.5 x 10

7.5 x 10

-3

8 x 10

-3

5.4 x 10

-3

5.55 x 10

-3

5.25 x 10

-3

5.25 x 10

-3

5.1 x 10

3.15 x 10

-3

8.5 x 10

-3

2.7 x 10

7.5 x 10

-3

7.5 x 10

-3

1.95 x 10

6.5 x 10

-3

6.5 x 10

-3

2.7 x 10


0,07

-3

-3

-3

0,05

5.25 x 10

8.5 x 10

8 x 10

-3

0,01

-3

-3 -3

-3

-3 -3

-3

5.25 x 10

-3

5.25 x 10

-3

5.1 x 10

-3

4.8 x 10

-3

4.95 x 10

-3

4.95 x 10

4.5 x 10

-3

3.75 x 10

-3

3.6 x 10

-3

3.6 x 10

-3

4.05 x 10

-3

3.6 x 10

-3

3.75 x 10

-3

3.45 x 10

-3

3.45 x 10

-3

-3

Lampiran 10

Tabel hasil Pengukuran Respon Getaran Acceleration terhadap Waktu dengan Kedalaman Pemakanan

Data Pendukung :

PENGUKURAN ACCELERATION

m/s


= 0,05 mm/put

Kedalaman Pemakanan

= 0,01 mm; 0,03 mm; 0,05 mm; 0,07mm

Axial

Time

Vertikal

Horisontal

0,01

0,03

0,05

0,07

0,01

0,03

0,05

0,07

0,01

0,03

0,05

0,07

1

3.15 x 10-3

3.3 x 10-3

3.45 x 10-3

3.6 x 10-3

3 x 10-3

3.15 x 10-3

3.3 x 10-3

3.45 x 10-3

2.55 x 10-3

3 x 10-3

3.15 x 10-3

3.3 x 10-3

2

2.85 x 10-3

3.3 x 10-3

3.3 x 10-3

3.45 x 10-3

2.85 x 10-3

3.3 x 10-3

3.15 x 10-3

3.3 x 10-3

3 x 10-3

2.55 x 10-3

2.85 x 10-3

2.85 x 10-3

3

2.55 x 10-3

3 x 10-3

3 x 10-3

3.15 x 10-3

2.55 x 10-3

3 x 10-3

3.3 x 10-3

3.45 x 10-3

2.85 x 10-3

2.55 x 10-3

2.7 x 10-3

3 x 10-3

4

3.9 x 10-3

2.55 x 10-3

3.75 x 10-3

3.9 x 10-3

3.9 x 10-3

4.05 x 10-3

4.05 x 10-3

4.05 x 10-3

3.6 x 10-3

3.75 x 10-3

3.9 x 10-3

2.55 x 10-3

5

2.7 x 10-3

2.85 x 10-3

3 x 10-3

3.15 x 10-3

2.7 x 10-3

3.15 x 10-3

3.3 x 10-3

3.45 x 10-3

3.15 x 10-3

3.3 x 10-3

3.15 x 10-3

2.4 x 10-3

6

2.63 x 10-3

2.25 x 10-3

2.4 x 10-3

2.7 x 10-3

2.63 x 10-3

2.85 x 10-3

3 x 10-3

3.15 x 10-3

2.55 x 10-3

2.4 x 10-3

2.55 x 10-3

2.25 x 10-3

7

2.25 x 10-3

2.4 x 10-3

2.85 x 10-3

2.85 x 10-3

2.25 x 10-3

2.7 x 10-3

2.85 x 10-3

3 x 10-3

2.25 x 10-3

2.25 x 10-3

2.4 x 10-3

2.4 x 10-3


Lampiran 11

Acceleration m/s2

Velocity m/s

Displacem ent μm

Arah

Tanpa

Dengan Beban

Beban

0,01 mm 0,03 mm 0,05 mm 0,07 mm

Rata -rata

Hx

13.125 μm

15

15.714

16.643

17.321

16.1695

Hv

13.125

19

20.1428

20.7857

21.485

20.353375

Hh

17.625

19.286

20.143

21.643

15.785 -3

3.185x10

-3

3.664x10

-3

3.471x10

-3

4.228x10

19.21425 -3

3.637x10-3

Hx

2.225 x 10

Hv

1.425 x 10-3

5.414x10-3

7.642x10-3

7.5 x 10-3

7.657x10-3

7.05325x10-3

Hh

1.75 x 10-3

3.064x10-3

4.735x10-3

4.5 x 10-3

4.67x10-3

4.24225x10-3

Hx

2.3037x10-3

2.904x10-3

2.807x10-3

3.107x10-3

3.192x10-3

3.0025x10-3

Hv

1.8375x10-3

3.107x10-3

3.171x10-3

3.271x10-3

3.407x10-3

3.239x10-3

Hh

1.825x10-3

3.3 x 10-3

2.785x10-3

2.957x10-3

2.907x10-3

2.98725x10-3

Data hubungan respon setara hasil pengujian tanpa beban dan dengan menggunakan beban


Lampiran 12 Data Teknik Desain dan Pabrikasi Mesin Gerinda Toolpost No 1 2 3 4

5

6 7 8

Uraian Motor Listrik Bahan Komponen pendukung mesin gerinda toolpost Berat mesin gerinda toolpost Kemampuan mesin pada proses pengerjaan penggerindaan Mesin gerinda toolpost telah diuji getaran Kemampuan menggerinda permukaan Batu Gerinda

13

Rasio putaran mesin Putaran mesin bubut konvensional Putaran mesin gerinda toolpost Kecepatan pemakanan mesin Variasi kedalaman pemakanan Besar Amplitude

14

Produksi

9 10 11 12

Spesifikasi

Standard

Type = 7104 Spec. MQ/JB 165-80 Output = ¼ HPVolts = 110/220 Hz = 50/60 Amp = (50 Hz) 5,5/2,6 dan (60Hz) 4,6/2,3 rpm = 1440/1730

Industri

Mild Steel

Industri

10 kg Disesuaikan dengan panjang bed mesin bubut komvensional

Standard Mesin

Untuk arah axial berada diantara 15 μm sampai dengan 17,3214 μm pada arah Vertkal berada pada 19 μm sampai dengan 21,4285 μm dan pada arah horisontal berada pada 15,785 μm sampai dengan 21,6428 μm

Vibration

Harga kekasaran : minimum Ra. 0,529 μm dan nilai harga maksimum Ra. 0,757 μm

N5

Gid size 60 Diameter batu gerinda 90 mm Tebal 10 mm

Industri

91,13

Standard

125 rpm 3000 rpm 0.05 mm/mnt 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm, 0.07 mm 2,34 x 10-4 s.d 3,19 x 10-4 150 mm / 12 menit

Standard Pengerindaan Standard Pengerindaan Standard mesin Standard Pengerindaan Standard Perhitungan Standard Pengerindaan


Lampiran 13 No

1

2

Komponen

Gambar

Bantalan (SKF 6202)

Poros dan bushing


Perhitungan

3

4

Mur pengunci Batu gerinda

Baut dan Mur pengunci toolpost


5

Ulir Handle Toolpost

6

Pully 1 dan Pully 2


7

Sabuk V Belt Seri A 23


DESAIN, PABRIKASI, DAN PENGUJIAN MESIN GERINDA TOOLPOST PADA MESIN BUBUT KONVENSIONAL

Recommend Documents