RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG PIPA DENGAN LAS GAS ASITELIN LAPORAN TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyesaikan Program Pendidikan Diploma III
SpesialisasiPerawatandanPerbaikan ProgramStudiTeknikMekanik
oleh: 1. Eka Suwindra
NIM: 1205012143
2. Sah Roni Tua
NIM: 1205012209
3. Sarda Hutabarat
NIM: 1205012211
4. Satrio
NIM: 1205012212
5. Widya Triastania
NIM: 1205011106
JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2015
INTISARI
Peralatan potong dengan menggunakan oksigen - asitelin merupakan peralatan yang dapat digunakan dibidang produksi pada galangan – galangan kapal atau digunakan untuk proses pemotongan pipa yang lain. Peralatan potong tersebut terdiri dari serangkaian alat-alat yang terjadi menjadi satu kesatuan, tanpa dapat ditinggalkan salah satu bagiannya. Prinsip kerja mesin pemotong pipa dengan las gas asitelin adalah memotong pipa dengan menggunakan panas yang dihasilkan dari pembakaran reaxi kimia berupa gas. Proses pemotongan pipa dengan gas adalah dengan memanaskan pipa sampai mendekati titik lumer (cair) kemudian ditekan dengan semburan gas pada tekanan tertentu sehingga pipa yang akan mencair tersebut terbuang dan akhirnya pipa terpotong. Untuk dapat melakukan pemotongan dengan las gas maka mesin ini dibuat dengan putaran lambat. Adapun putaran yang dihasilkan pada mesin ini adalah 1 rpm, dengan menggunakan reducer 1:60 dan mesin ini dapat memotong maximal pipa berdiameter 8 inchi. Untuk mendapatkan hasil pemotongan pipa yang bangus maka kita hendaklah melakukan perawatan dan perbaikan dengan rutin pada bagian nozel, brander potong dan bagian transmisi sabuk.
Kata Kunci : Prinsip pemotongan, pipa, las gas asetilin
ABSTRACT
Cutting equipment using Oxy-Asitelin is an equipment that can be used in the production of the shipyards or used for other pipe cutting process. The piece of the equipment consists of a series of tools that united to be a single unit, can’t be left without one of its parts. The cutting principle with gas is cutting the pipe by using the heat from the combustion of gaseous chemical reaction. The process of pipe cutting with gas is to heat the pipe to near melting point (liquid), then pressed with a blast of gas at a certain pressure so that the pipeline will be wasted and eventually melt and then the pipe is cut off. To do the cutting process with the gas welding, this machine made with a slow rotation. The rotation produced on this machine is 1 rpm, by using reducer 1:60 and this machine can cut pipes with maximum size of pipe diameter 8 inches. To produce a good cutting process for every process then you should always perform maintenance and repairs on this machines. We need to pay attention for the nozzle because the nozzles performance will be influence the cutting result.
Keywords: Cutting Principle, Gas, Pipe
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis ucapkan KehAdirat Tuhan
yang
MahaEsa
yang telah memberikan rahmat dan hidayah kepada penulis, sehingga penulis dapat menerima dan menerapkan pelajaran-pelajaran
yang telah diberikan oleh
dosen kepada penulis sehingga penulis dapat menyelasaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan tugas akhir ini berjudul “Rancang Bangun Mesin Pemotong Pipa dengan Las Gas Asitelin”. Tujuan untuk memenuhi sabagian persyaratan dalam menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Mesin, Program studi Teknik Mekanik, Politeknik Negeri Medan. Sesuai dengan judulnya, dalam laporan ini akan dibahas mengenai prinsip kerja, perhitungan komponen-komponen utama dan kontruksi, perincian biaya, dan pemeliharaan dan perawatan mesin. Dalam proses pembuatan laporan tugas akhir ini, penulis telah mendapat banyak bimbingan dan arahan dari berbagai pihak baik materi, spiritual, informasi maupun dari segi aministrasi. Oleh karena itu sudah saatnya penulis mengucapkan terimakasih epada: 1.
Syahruddin, S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan;
2.
Idham Kamil, S.T.,M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;
3.
Joni Indra, S.T.,M.T., Ketua Program Studi Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan;
4.
Joko Sutrisno,S.T.,M.T., Dosen Pembimbing Tugas Akhir sekaligus Kepala BengkelT eknik Mesin;
5.
Bapak Nisfan Bahri, S.T.,M.T., Kepala Laboratorium TeknikMesin;
6.
Dra.
EstoTumanggor,
TulisLaporan;
DosenPembimbing
Mata
Kuliah
Tata
7.
Paijo, Tool Man BengkelTeknikMesin yang telah banyak membantu dengan memberikan masukan dan pengarahan dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini;
8.
Seluruh Staff pengajar Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;
9.
Administrasi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan;
10. Kedua orang tua penulis karena berkat dorongan, doa, moral, spiritual, semangat serta mendidik dan membantu membesarkan penulis; 11. Kepada rekan satu tim enulis, atas kerja sama dan perjuangannya selama ini dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini; 12. Teman-teman penulis selama mengikuti perkuliahan di Politeknik Negeri Medan, seluruh mahasiswa Teknik Mesin khususnya Spesialis Perawatan dan Perbaikan, dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini terdapat kekurangan dan kesilapan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifa tmembangun dari pembaca demi kesempurnan laporan tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi siapa
pun
yang
membaca dan yang membahas hal yang sama. Medan, 01 September 2015 HormatPenulis, 1. EkaSuwindra
NIM: 1205012143
1. (
)
2.SahRoniTua
NIM: 1205012209
2. (
)
3.SardaHutabarat
NIM: 1205012211
3. (
)
4. Satrio
NIM: 1205012212
4. (
)
5. Widya Triastania
NIM: 1205011106
5. (
)
DAFTAR ISI SPESIFIKASI LAPORAN TUGAS AKHIR ................................................... i PERSETUJUAN LAPORAN TUGAS AKHIR .............................................. ii PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR ................................................ iii PERNYATAAN KEASLIAN ISI TUGAS AKHIR ........................................ iv INTI SARI .......................................................................................................... v ABSTRACK ....................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii DAFTAR ISI ....................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1 A. Latar Belakang ......................................................................................... 1 B. Perumusan masalah .................................................................................. 1 C. Tujuan Tugas Akhir ................................................................................. 2 D. Manfaat Tugas Akhir ................................................................................ 2 E. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................... 3 F. Teori Perancangan .................................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................ 6 A. Prinsip Pemotongan dengan Las .............................................................. 6 B. Prosedur Pemotongan .............................................................................. 8 C. Kemampuan Potong .................................................................................. 10
D. Fungsi Pemanasan .................................................................................... 12 E. Bahan Bakar Gas ...................................................................................... 13 F. Pengaruh Kemurnian Oksigen .................................................................. 14 G.
Pengaruh Metalurgi ................................................................................ 15
H. Mutu Potong ............................................................................................. 20 I. Komponen Utama Mesin Pemotong .......................................................... 20 1. Motor Listik ....................................................................................... 20 2. Poros .................................................................................................. 23 3. Transmisi Sabuk (Sabuk V) ................................................................ 26 4. Puli ..................................................................................................... 32 5. Bantalan (Bearing) ............................................................................. 33 6. Reducer ............................................................................................... 36 7. Brander Potong .................................................................................. 37 8. Selang Gas ......................................................................................... 38 9. Tabung Gas ......................................................................................... 39 10. Katub Tabung ..................................................................................... 40 11. Regulator ............................................................................................ 40 12. Roda Gigi Pinion dan Batang Gigi Rack ............................................ 41
BAB III PEMBAHASAN .................................................................................. 43 A. Gambar Kontruksi Mesin Yang Direncanakan ........................................ 43 B. Prinsip Kerja Mesin Pemotong Pipa ........................................................ 44 C. Perhitungan Komponen Mesin ................................................................ 44
BAB IV PEMELIHARAAN DAN PERAWATAN MESIN ........................... 66 A. Perawatan Mesin Pemotong Pipa.............................................................. 66
1. Klasifikasi Perawatan.......................................................................... 66 2. Prosedur Perawatan Mesin Pemotong Pipa ........................................ 67 3. Perawatan Bagian-Bagian Utama Komponen Mesin.......................... 68 4. Perbaikan(Reparasi) ............................................................................ 70
BAB V ANALISA BIAYA.................................................................................. 71 A. Analisa Biaya ............................................................................................ 71 1. Biaya Material ..................................................................................... 71 2. Biaya Bahan Jadi ................................................................................. 72 B. Upah Pembuatan ....................................................................................... 73 C. Biaya Upah Pembuatan ............................................................................. 74 1. Analisa Titik Impas (Break Event Point) ............................................ 74
BAB VI PENUTUP ............................................................................................. 77 A. Simpulan ................................................................................................... 77 B. Saran ........................................................................................................ 77
LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Motor Listrik .................................................................................... 21 Gambar 2.2 Sabuk V ............................................................................................ 26 Gambar 2.3 Kontruksi Sabuk ................................................................................ 28 Gambar 2.4 Tipe dan Ukuran Penampang Sabuk V ............................................ 29 Gambar 2.5 Pully ................................................................................................. 32 Gambar 2.6 Bantalan (Bearing) ............................................................................ 33 Gambar 2.7 Reducer Speed .................................................................................. 36 Gambar 2.8 Brander Potong ................................................................................. 37 Gambar 2.9 Nozel ................................................................................................. 37 Gambar 2.10 Selang Gas ....................................................................................... 28 Gambar 2.11 Tabung Gas .................................................................................... 39 Gambar 2.12 Katub Tabung ................................................................................. 40 Gambar 2.13 Regulator ......................................................................................... 40 Gambar 2.14 Roda Gigi Pinion ............................................................................ 41 Gambar 2.15 Batang Gigi Rack ............................................................................ 42 Gambar 3.1 Kontruksi Mesin yang Direncanakan ............................................... 43 Gambar 3.2 Penampang Sabuk Tipe A ................................................................ 48 Gambar 3.3 Jarak Sumbu Poros ........................................................................... 49 Gambar 3.4 Gaya – gaya yang Terjadi pada Bidang Horozontal ......................... 56 Gambar 3.5 Gaya – gaya yang Terjadi pada Bidang Vertikal ............................. 58
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Suhu Lebur Beberapa Logam dan Oksida Logam ................................ 11 Tabel 2.2 Pencapaian Suhu Nyala Oksigen pada Beberapa Ketebalan Pelat baja 13 Tabel 2.3 Perbandingan Baja Karbon .................................................................. 15 Tabel 2.4 Unsur Kimia Paduan ............................................................................ 17 Tabel 2.5 Perbedaan Bantalan Luncur dengan Bantalan Gelinding .................... 34 Tabel 2.6 Ukuran Nozel ....................................................................................... 38 Tabel 5.1 Nama dan Harga Material .................................................................... 71 Tabel 5.2 Nama dan Harga Bahan Jadi ................................................................ 72 Tabel 5.3 Daya Peralatan, Lama Pemakain Listrik ............................................. 73
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Ukuran Standar Ulir Kasar Lampiran 2. Ukuran Standar Mur Lampiran 3. Diagram Pemilihan Sabuk-V dan Kontruksi Sabuk-V Lampiran 4. Panjang Sabuk-V Standart Lampiran 5. Jenis-Jenis Bantalan Gelinding Lampiran 6. Ukuran dan Diameter Bantalan Lampiran 7. Ukuran dan Nomor Bantalan Standar Lampiran 8. Factor Koreksi Daya yang Akan Ditransmisikan
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) di zaman modern ini, maka manusia berusaha untuk menciptakan atau membuat suatu peralatan yang lebih efisien dan praktis yang dapat membantu bahkan menggantikan tenaga manusia dengan alat bantu manusia yaitu berupa mesin. Dalam dunia industry sekarang ini kita dituntut untuk cepat dalam menyelesaikan semua pekerjaan. Pada umumnya terciptanya suatu peralatan yang baru berasal dari kegiatan percobaan untuk mendapatkan suatu sistem kerja yang bagus. 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.
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 mesin tersebut. Adapun hal-hal yang akan dibahas dalam rancang bangun ini adalah sebagai berikut: 1.
Prisip dan cara kerja mesin pemotong pipa dengan las gas asitelin;
2.
Perancangan dan fungsi dari masing – masing komponen utama mesin tersebut;
3.
Perhitungan komponen-komponen utama mesin tersebut;
4.
Perawatan mesin tersebut;
5.
Gambar kerja mesin pemotong pipa dengan las gas asitelin.
C. Tujuan Tugas Akhir Tujuan rancang bangun ini adalah agar mampu merancang dan membuat mesin pemotong pipa dengan menggunakan las gas asitelin dengan hasil yang baik, meliputi: 1. Secara Teknik: a.
Mengetahui prisip dan cara kerja mesin pemotong pipa dengan las gas asitelin.
b.
Mengetahui perancangan dan fungsi masing – masing komponen yang digunakan pada mesin tersebut.
c.
Mengetahui perhitungan dari komponen – komponen utama mesi tersebut.
d.
Mengetahui cara perawatan mesin tersebut.
e.
Mengetahui cara membuat gambar kerja mesin yang akan dibuat.
2. Secara Akademis: a.
Untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Mesin Program Studi Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan.
b.
Mengaplikasikan pengetahuan dan keterampilan yang telah penulis dapatkan selama mengikuti perkuliahan baik teori maupun, praktikum di Politeknik Negeri Medan.
c.
Mampu dan dapat mendesain atau memodifikasi suatu alat atau mesin ke arah yang lebih baik.
D.
Manfaat Tugas Akhir Laporan Tugas Akhir dari perancangan mesin pemotong pipa dengan
menggunakan las gas asitelin 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 wawasan tentang rancang bangun mesin pemotong pipa dengan menggunakan las gas asitelin.
E. Teknik Pengumpulan Data Dalam penulisan tugas akhir ini dibutuhkan data-data yang akurat dan benar, agar kelayakan laporan tugas akhir ini dapat dipetanggung 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 dari luar 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 mesin tersebut.
F. Teori Perancangan Perancangan mesin merupakan tahap selanjutnya setelah analisa sistem, mendapatkan gambaran dengan jelas tentang apa yang dikerjakan pada analisa sistem, maka dilanjutkan dengan memikirkan bagaimana membentuk sistem tersebut. Perancangan mesin adalah suatu fase dimana diperlukan suatu keahlian perancangan untuk elemen-elemen mesin yang akan menggunakan sistem yaitu pemilihan peralatan untuk sistem yang baru. (Kristanto, 2008 : 61) Adapun langkah-langkah yang dilakukan penulis dalam menyelesaikan rancang bangun Mesin Pemotong Pipa dengan Las Gas Asitelin ini adalah:
Pengumpulan Data
Perancangan Mesin
Pemilihan dan Perhitungan Bahan
Pembuatan Mesin
Pengujian dan Pengambilan Data
Analisa
Simpulan
1. Perancangan Mesin Agar dapat diketahui proses kerja mesin pemotong pipa dengan las gas asitelin yang akan dibuat dan juga pemilihan elemen – elemennya, maka mesin yang akan dibuat harus terlebih dahulu digambar untuk mempermudah perancangan mesin. 2. Pemilihan dan Perhitungan Bahan Agar mesin pemotong pipa dengan las gas asitelin yang dihasilkan sesuai dengan rencana, maka harus dilakukan pemilihan dan perhitungan elemen – elemen yang digunakan dalam pembuatan mesin tersebut. 3. Pembuatan Mesin Agar menghasilkan mesin pemotong pipa dengan las gas asitelin yang sesuai dengan rencana, maka dalam pengerjaan dibutuhkan ketelitian dan pengerjaan sesuai dengan gambar dan juga penggunaan elemen – elemennya yang sesuai dengan pemilihan perhitungan. 4. Pengujian dan Pengambilan Data Setelah pembuatan mesin akan dilakukan pengujian dan pengambilan data beberapa kali. Data yang diambil berupa bagaimana hasil putaran yang dihasilkan serta perhitungan waktu pengerjaan dan biaya pembuatan mesin tersebut. 5. Analisa Data yang telah dikumpulkan, kemudian dianalisa apakah sesuai dengan hasil perancangan mesin tersebut. Apabila sudah sesuai dengan perancangan dan pengujian maka langsung dilakukan penarikan kesimpulan. Namun apabila tidak sesuai maka perlu dilakukan revisi ulang pada perancangan mesin tersebut.
