RANCANG BANGUN ALAT PEMEGANG BENDA KERJA UNTUK PEMOTONG PLAT DENGAN MENGGUNAKAN LAS GAS LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
SPESIALISASI PRODUKSI PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
Oleh:
1. Fazar Siddiq Lubis
NIM : 1305012160
2. Ferez Hollain Pasaribu
NIM : 1305011044
3. Muhammad Akmal Lubis
NIM :1305012196
4. Zulham Efendy Harahap
NIM: 1305011116
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2016
INTISARI Peralatan potong dengan menggunakan las gas oxy – asetelin / LPG merupakan peralatan yang dapat digunakan dibidang produksi pada galangan – galangan kapal atau digunakan untuk hal yang lain mnyangkut pemotongan plat – plat tebal. Peralatan potong tersebut dari serangkaian alat – alat yang menjadi satu kesatuan, tanpa dapat ditinggalkan salah satu bagiannya. Prinsip kerja dari mesin ini adalah memotong plat dengan menggunakan panas yang dihasilkan dari pembakaran yang dihasilkan dari reaksi gas oxy- asetelin/LPG. Proses pemotongan plat dengan las gas adalah memanaskan plat sampai mendekati titik lumer (cair) kemudian ditekan dengan semburan gas dengan tekanan tertentu sehingga plat yang akan mencair terbuang dan akhirnya plat terpotong. Mesin ini memudahkan proses pengerjaan pemotongan plat baik besar atau kecil dengan sistem otomatis dan kecepatan yang dapat diatur, menjadikan tekstur hasil pemotongan plat menjadi lebih baik.
Kata kunci : Plat, Titik lumer, Mesin Pemotong
iv
ABSTRACT Cutting tools machine oxy- asetellin/LPG welding was machine that can use for production part of shipyard or can use for cutting thick plat . this machine welding have many part that be one component, no one can be left behind. Based Principle this machine is cutting plat with using heat from burning between gas oxy-asetelin/ LPG reaction. Plate cutting process with gas welding is heating plat until nearing the liquid point than oxygen is spraied to plat with adjust pressed, so that the melt plat was wasted and the finally the plat be truncated.This machine was made for easying process Cutting small or wide plate where using otomatis sistem and velocity that can be sat. It will make finally process cutting plate be batter
Keywords : plate, liquid point, cutting machine
v
KATA PENGANTAR Puji Syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa atas keberkahan dan rahmat-Nya yang telah memberikan kekuatan, pengetahuan, kesempatan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu mata kuliah yang wajib ditempuh di Program Studi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai pelengkap dan bukti telah melaksanakan Proyek Tugas Akhir berupa Rancang Bangun yaitu“Rancang Bangun Alat Pemegang Benda Kerja untuk Pemotongan Plat dengan menggunakan Las Gas”. Secara khusus mata kuliah ini mendapat perhatian yang lebih karena dituntut kemandirian mahasiswa dalam ilmu aplikasi teknik yang selama ini didapat di Politeknik Negeri Medan dan bisa dipraktikan dalam Tugas Akhir. Dalam proses pembuatan Laporan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak mengalami perkembangan ilmu yang sebelumnya tidak diketahui yang didapat melalui bimbingan dari berbagai pihak, baik berupa materiil, spiritual, informasi maupun segi administrasi. Oleh karena itu, sudah layaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. M. Syahruddin, S.T., M.T. selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Idham Kamil, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 3. Jhoni Indra, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan; 4. Joko Sutrisno, S.T., M.T. selaku Pembimbing Praktik Kerja Lapangan di Politeknik Negeri Medan; 5. Teristimewa dan yang terutama kepada orang tua dan keluarga yang mendukung dan memotivasi secara materiil, moral, dan spiritual kepada kami; 6. Dra. Esto Tumanggor, selaku Dosen Pembimbing Mata Kuliah Tata Tulis Laporan;
vii
7. Tool Man Bengkel Teknik Mesin yang telah banyak membantu dengan memberikan masukan dan pengarahan dalam menyusun Tugas Akhir ini; 8. Kepada rekan satu tim penulis, atas kerja sama dan perjuangannya selama ini dalam menyusun Laporan Tugas Akhir; Walaupun penulis sudah berupaya semaksimal mungkin, namun penulis menyadari bahwa laporan ini tidak luput dari kesalahan dan kekhilafan. Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaan Laporan Tugas Akhir ini dan juga sebagai masukan bagi penulis. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat dimanfaatkan sebaikbaiknya dalam menumbuhkan suasana ilmiah dan kreatifitas dalam pengembangan teknologi tepat guna di lingkungan Teknik Mesin khususnya dan di Politeknik Negeri Medan umumnya agar berguna bagi kemajuan bangsa dan negara. atau siapa saja yang ingin mengambil isi bahan masukan ataupun sebagai pembanding. Medan, 6 Agustus 2016 Hormat Penulis
1. Ferez Hollain Pasaribu
NIM : 1305011044
2. Fazar Siddiq Lubis
NIM : 1305012160
3. Muhammad Akmal Lubis
NIM : 1305012196
4. Zulham Efendy Harahap
NIM : 1305011116
viii
.......... .......... .......... ……..
DAFTAR ISI SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .......................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................ ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... iii INTISARI .......................................................................................................... iv ABSTRACT ............................................................................................................ v PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR (TA) ..................................... vi KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii DAFTAR ISI ........................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah............................................................... 1 B. Perumusan Masalah ..................................................................... 2 C. Tujuan .......................................................................................... 2 D. Manfaat Tugas Akhir ................................................................... 3 E. Teknik Pengumpulan Data ........................................................... 3 F. Teori Rancangan .......................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI A. Prinsip Pemotongan Plat dengan Las Gas .................................. 6 B. Prosedur Pemotongan ................................................................. 7 C. Kemampuan Potong ..................................................................... 9 D. Macam – macam Nyala Api .................................................... 11 E. Fungsi Pemanasan ...................................................................... 11 F. Bahan Bakar Gas ........................................................................ 12 G. Pengaruh Kemurnian Oksigen ................................................... 13 ix
H. Pengaruh Metalurgi .................................................................... 14 I. Mutu Hasil Pemotongan ............................................................ 16 J. Pengertian JIg dan Fixture .......................................................... 17 K. Kompenen Utama ...................................................................... 20 1. Mesin Pemotong Plat ............................................................ 20 2. Poros ..................................................................................... 21 3. Brander Potong ................................................................... 22 4. Selang Gas ........................................................................... 24 5. Tabung Gas .......................................................................... 25 6. Katup Tabung........................................................................ 25 7. Regulator ............................................................................... 26 8. Plat Baja ................................................................................ 26 9. Besi Hollow .......................................................................... 31
BAB III METODE RANCANG BANGUN A. Tempat dan Waktu .................................................................... 33 B. Komponen,Peralatan dan Metode .............................................. 33 C. Peralatan .................................................................................... 34 D. Metode ....................................................................................... 35 E. Pelaksanaan Tugas Akhir .......................................................... 37 F. Pelaksanaan Pembahasan ........................................................... 38
BAB IV PEMBAHASAN A. Perancangan ............................................................................... 39 B. Prinsip Kerja .............................................................................. 40 C. Fungsi – fungsi Komponen Pada alat ........................................ 42 1. Mesin Pemotong plat ............................................................ 42 2. Rangka ................................................................................. 42 3. Cam ...................................................................................... 43 4. Clam .................................................................................... 43 5. Tuas ...................................................................................... 43 x
6. Poros ..................................................................................... 44 D. Perhitungan Komponen – komponen utama pada Alat ............. 44 E. Proses Pembuatan Alat .............................................................. 52 F. Hasil Pengujian .......................................................................... 55 G. Perawatan Alat Pemegang Benda Kerja untuk Pemotong Plat .. 56 H. Analisa Biaya .............................................................................. 59
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan ................................................................................ 64 B. Saran ........................................................................................... 65
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Diagram Alir Teori Perancangan .................................................... 4 Gambar 2.1. Nyala Api Netral ........................................................................... 11 Gambar 2.2. Nyala Api Oksidasi ....................................................................... 11 Gambar 2.3. Nyala Api Karburasi ..................................................................... 11 Gambar 2.4. Fixture Plate .................................................................................. 19 Gambar 2.5. Angle-plate Fixture ....................................................................... 19 Gambar 2.6. Angel – plate Fixture .................................................................... 20 Gambar 2.7. Mesin Pemotong Plat .................................................................... 21 Gambar 2.8. Brander ......................................................................................... 23 Gambar 2.9. Nozel oxy - asetelin ....................................................................... 23 Gambar 2.10. Selang Gas Oxy - Asetelin .......................................................... 24 Gambar 2.11. Tabung Gas Oxy-Asetelin .......................................................... 25 Gambar 2.12. Katup Tabung ............................................................................. 25 Gambar 2.13. Regulator Oksigen ...................................................................... 26 Gambar 2.14 Regulator LPG .............................................................................. 26 Gambar 3.1. Diagram Alir Pelaksanaan Tugas Akhir ........................................ 37 Gambar 3.2. Diagram Alir Pelaksanaan ............................................................. 38 Gambar 4.1. Konstruksi Mesin ........................................................................... 39 Gambar 4.2 Mesin Pemotong Plat ....................................................................... 42 Gambar 4.3 Rangka ............................................................................................ 42 Gambar 4.4 Cam ................................................................................................. 43 Gambar 4.5 Clam ................................................................................................ 43 Gambar 4.6 Poros .............................................................................................. 44 Gambar 4.7 Moemen pada Beam ....................................................................... 47 Gambar 4.8 Pandangan Samping ....................................................................... 52 Gambar 4.9 Kisi - kisi ........................................................................................ 52
xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Suhu lebur beberapa logam dan oksida logam .................................... 10 Tabel 2.2. Perbandingan Baja Karbon .................................................................. 14 Tabel 2.3. Parameter pemotongan plat ................................................................. 24 Tabel 2.4. Ukuran Plat Baja Hitam ....................................................................... 29 Tabel 2.5. Ukura Plat Baja Kapal ........................................................................ 30 Tabel 2.6. Ukuran plat Baja Menurut British Standard (B.S 4391) ..................... 31 Tabel 2.7. Ukuran Baja Hollow ............................................................................ 32 Tabel 4.1. Kecepatan Potong Mesin .................................................................... 46 Tabel 4.2. Parameter Pemotongan ....................................................................... 46 Tabel 4.3. Nama dan Harga Material ................................................................... 59 Tabel 4.4. Nama dan Harga Barang jadi .............................................................. 60 Tabel 4.5. Daya peralatan dan lama pemakaian listrik ......................................... 61
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Tabel Ulir Lampiran 2 Penetapan Upah Minimum Kota Medan Tahun 2016 Lampiran 3 Katalog mesin pemotong plat Lampiran 4 Baja Karbon untuk Konstruksi Mesin dan Baja Batang yang difinis Dingin untuk Poros Lampiran 5 standar pengelasan
xiv
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) di zaman modern ini, maka manusia berusaha menciptakan atau membuat suatu peralatan yang lebih efisien dan praktis yang dapat membantu bahkan menggantikan tenaga manusia dengan alat bantu yaitu berupa mesin. Dalam dunia industri sekarang ini kita dituntut untuk cepat dalam menyelesaikan semua pekerjaan. Pada umumnya terciptanya suatu peralatan yang baru berasal dari kegiatan percobaan untuk mendapatkan suatu kerja yang bagus dan tidak memerlukan waktu lama untuk membuatnya. Manusia sebagai pemikir selalu berusaha untuk menciptakan sistem kerja yang lebih efisien dari sistem yang ada dan akhirnya menimbulkan kreasi-kreasi baru yang berhasil dan berdaya guna. Salah satu contoh teknologi yang semakin berkembang adalah sistem pemotongan, baik pemotongan kertas, plastic, kain, baja dan lain-lain. Alat yang digunakan sudah sangat canggih dan efisien penggunaannya. Namun disetiap bahan berbeda alat pemotongnya dan cara kerjanya juga berbeda, semakin tebal dan keras bendanya maka akan semakin sulit memotongnya. Oleh karena itu kami membuat suatu alat yang sudah ada dibuat sebelumnya dengan perbedaan ukuran yang lebih ekonomis dengan tujuan untuk mempermudahkan dalam proses kerja perindustrian khususnya dalam bidang pemotongan plat yang membentuk lurus dan sudut sebagai Tugas Akhir kami di Politeknik Negeri Medan yaitu Alat Pemegang Benda kerja untuk Memotong Plat dengan menggunakan Las Gas sebagai syarat memperoleh gelar Diploma.
1
Dengan harapan alat ini dapat digunakan didalam pabrik – pabrik rumahan yang beroprasi dalam bidang perancangan mesin atau sebagainya dan bisa bermanfaat serta menginspirasi untuk orang lain atau pembaca. B. Perumusan Masalah Dalam menyusun Laporan Tugas Akhir ini disajikan beberapa hal yang dapat mendukung teori-teori yang dijadikan landasan didalam melaksanakan atau mewujudkan teori tersebut dalam praktik. Untuk memfokuskan pembahasan tersebut maka ditetapkan atau ditarik beberapa masalah – masalah yang ada dalam perencanaan alat tersebut. Adapun hal-hal yang akan dibahas dalam rancang bangun ini adalah sebagai berikut : 1. Prinsip dan kerja mesin pemotong plat dengan las gas 2. Mengetahui perancangan dan fungsi masing-masing komponen yang digunakan pada alat tersebut. 3. Perhitungan komponen – komponen utama mesin tersebut dan biaya pembuatan; 4. Perawatan dan perbaiakan mesin tersebut; 5. Gambar kerja mesin pemotong plat dengan las gas
C. Tujuan 1. Tujuan Umum Adapun tujuan dari pembahasan ini, yang merupakan kegiatan tugas akhir ini adalah melakukan Rancang Bangun Alat Pemegang Benda Kerja untuk Pemotong Plat 2. Tujuan Khusus Adapun tujuan khusus dari perancangan ini adalah : a. Perancangan alat b. Pembuatan alat c. Uji coba alat d. Teknik perawatan dan perbaikan alat e. Anggaran biaya pembuatan alat
2
D. Manfaat Tugas Akhir Laporan Tugas Akhir dari perancangan alat pemotong plat dengan menggunakan las gas diharapkan dapat bermanfaat bagi: 1. Politeknik Negeri Medan sebagai lembaga pendidikan formal yang dapat memperkenalkan kepada masyarakat umum; 2. Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan dapat mengembangkan ilmu yang diperoleh baik secara teori maupun secara praktik; 3. Mahasiswa yang akan membahas hal yang sama untuk dijadikan masukan sebagai bahan perbandingan. 4. Siapa saja yang membaca untuk menambah pengetahuan dan wawasan tentang rancang bangun pemegang benda kerja untuk pemotong plat dengan las gas.
E. Teknik Pengumpulan Data Dalam penulisan tugas akhir ini dibutuhkan data-data yang akurat dan benar, agar kelayakan tugas akhir ini dapat dipertanggung jawabkan. Teknik pengumpulan data yang digunakan penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir adalah. 1. Studi literature dengan mencari buku – buku yang ada dalam perpustakaan kampus Politeknik Negeri Medan maupun sumber lain yang berkaitan dengan perancangan mesin tersebut. 2. Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing yang bersangkutan maupun dari pihak – pihak yang dapat membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang memahami, dan mengerti tentang perancangan alat tersebut.
F. Teori Perancangan Perancangan alat merupakan tahap seanjutnya setelah analisa sistem, mendapat gambaran dengan jelas tentang apa yang dikerjakan pada analisa sistem, maka dilanjut dengan memikirkan bagaimana membentuk sistem tersebut. Perancangan mesin adalah suatu fase dimana diperlukan suatu keahlian
3
perancangan untuk elemen-elemen mesin yang akan menggunakan sistem yaitu, pemilihan peralatan untuk sistem yang baru. Adapun langkah-langkah yang dilakukan penulis dalam menyelesaikan rancang bangun alat pemegang benda kerja untuk pemotoong plat menggunakan las gas ini adalah. Pengumpulan Data
Metode Pembuatan
Perancangan Alat
Pemilihan dan Perhitungan Alat
Analisa
Simpulan Gambar 1.1 Diagram alir teori perancangan 1. Pengumpulan data Agar mengetahui alasan dibuatnya alat bantu pemegang benda kerja untuk pemotong plat dengan menggunakan las gas yang dulunya banyak terdapat kekurangan dalam pengoprasiannya. 2. Perancangan alat Agar dapat diketahui proses kerja alat pemegang benda kerja untuk pemotong plat dengan las gas yang akan dibuat dan juga pemilihan elemen – elemennya, maka alat yang akan dibuat harus terlebih dahulu digambar untuk lebih mempermudah perancangan alat. 3. Pemilihan dan Perhitungan Bahan 4
Agar mesin pemotong plat dengan las gas yang dibuat sesuai dengan rencana, maka harus dilakukan pemilihan dan perhitungan elemen – elemen yang digunakan dalam pembuatan mesin tersebut. 4. Pembuatan alat Agar menghasilkan alat pemegang benda kerja untuk
pemotong plat
dengan las gas yang sesuai dengan rencana, maka dalam pengerjaan dibutuhkan ketelitian dan pengerjaan sesuai dengan gambar dan juga penggunaan elemen – elemennya yang sesuai dengan pemilihan perhitungan.
5
