84
Bab II Teori Dasar II.1 BAB II TEORI DASAR Laporan Tugas Akhir

roda gigi 2.doc

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.1

BAB II

TEORI DASAR

Mesin pengiris singkong stik adalah mesin yang digerakan oleh

motor listrik.

Laporan Tugas Akhir

Page 2: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.2

2.1 Motor Penggerak

Jenis motor penggerak yang digunakan untuk

menggerakan mesin pengiris singkong stik yaitu motor listrik

bolak-balik (AC). Karena membutuhkan daya yang tidak begitu

besar untuk menggerakan piston, maka diperlukan motor dengan

Laporan Tugas Akhir

Page 3: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.3 daya yang tidak begitu besar. Pada prinsipnya mesin listrik dapat

berlaku sebagai motor maupun sebagai generator. Perbedaannya

hanya terletak dalam konversi dayanya. Motor adalah suatu

mesin listrik yang mengubah daya masuk listrik menjadi daya

keluar mekanik, sedangkan sebaliknya generator daya masuk

Laporan Tugas Akhir

Page 4: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.4 mekanik menjadi daya keluar listrik. Berdasarkan pemberian

arusnya, motor listrik terdiri dari tiga jenis yaitu :

1. Motor listrik DC (Direct Current).

2. Motor listrik AC (Alternating Current).

3. Motor listrik Komutator

Laporan Tugas Akhir

Page 5: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.5

Motor listrik AC (Alternating Current)

Pengertian listrik bolak-balik (Alternating Current).

Disebut arus bolak-balik (Alternating Current) karena arusnya

berbalik setiap setengah putaran (Cycle). Sumber arus bolak-

balik sebagian besar dihasilkan oleh pembangkit listrik PLN.

Grafik arus AC dapat dilihat pada Gambar 2.7. Dibawah ini ;

Laporan Tugas Akhir

Page 6: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.6

Laporan Tugas Akhir

Page 7: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.7

Gambar 2.1 Grafik arus bolak-balik (AC) dalam kawat penghantar

Motor listrik arus bolak-balik pada umumnya termasuk

motor arus putar dapat dilihat pada Gambar 2.8. Motor arus AC

dibagi dalam 3 (tiga) bagian, ialah :

1. Motor Sinkron

Laporan Tugas Akhir

Page 8: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.8

2. Motor Asynkron

3. Motor Komutator

Laporan Tugas Akhir

Page 9: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.9

Laporan Tugas Akhir

Page 10: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.10

Gambar 2.2 Motor arus AC

Untuk mempelajari bekerja motor-motor tersebut diatas

diperlukan adanya pengertian tentang lapang putar. Dalam

pelajaran tentang phase tiga telah diketahui bahwa arus bolak-

balik fasa tiga mengalir dalam lilitan stator yang mana dapat

Laporan Tugas Akhir

Page 11: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.11 menimbulkan suatu lapang magnet yang ternyata berputar

dengan kecepatan tertentu yaitu menurut rumus.

2.2 Roda Gigi

Roda gigi merupakan komponen yang tidak bisa lepas

dalam mesin pengiris singkong stik. Oleh karena itu roda gigi

Laporan Tugas Akhir

Page 12: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.12 dipakai untuk mentransfer daya dan mengurangi kecepatan

putaran yang dikeluarkan oleh motor untuk menggerakkan mesin

pengiris singkong stik. Daya yang diperlukan untuk

menggerakkan mesin pengiris singkong stik harus sesuai dengan

beban yang harus digerakkan. Putaran yang diperlukan untuk

menggerakkan mesin pengiris singkong stik itu juga harus sesuai

Laporan Tugas Akhir

Page 13: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.13 (diperlambat). Maka dari itu, untuk mendapatkan daya dan

putaran yang diinginkan roda gigi sangat diperlukan dalam

perancangan ini. Jenis roda gigi yang digunakan dalam

perancangan ini yaitu roda gigi lurus dan roda gigi miring.

Laporan Tugas Akhir

Page 14: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.14 Roda gigi dibagi menjadi beberapa macam jenis roda gigi

yang diketahui pada umumnya, diantaranya adalah :

1. Roda gigi lurus (spur gear).

2. Roda gigi miring (helical gear).

3. Roda gigi cacing (worm gear).

4. Roda gigi kerucut (bevel gear).

Laporan Tugas Akhir

Page 15: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.15

5. Roda gigi pinion.

6. Roda gigi dalam.

7. Roda gigi planet.

2.2.1 Roda gigi kerucut (bevel gear)

Laporan Tugas Akhir

Page 16: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.16 Roda gigi digunakan untuk mengubah sumbu putaran

kecepatan putar dapat diubah degan mengunakan roda gigi yang

berbeda jumlah giginya. Gigi roda gigi kerucut bisa lurus spiral

atau hypoid. Roda gigi kerucut dengan gigi lurus bekerja seperti

roda gigi lurus dan memiliki masalah yang sama, sehingga

giginya dibuat bentuk kurva yang membuatnya menjadi spiral

Laporan Tugas Akhir

Page 17: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.17 (seperti roda gigi miring). Roda gigi hypoid saling berpasangan

dengan sumbu-sumbu terletak pada bidang berbeda.

Laporan Tugas Akhir

Page 18: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.18

Laporan Tugas Akhir

Page 19: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.19

Gambar 2.3 Roda gigi kerucut

Roda gigi kerucut spiral dikembangkan untuk mengatasi

kekurangan bentuk gigi lurus. Roda gigi kerucut spiral ini

digunakan dimana faktor kecepatan dan kekuatan diinginkan

Laporan Tugas Akhir

Page 20: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.20 sepanjang terjadi perubahan sudut kemiringan antara sumbu

poros input dan poros output.

2.3 Proses Gergaji (Sawing)

Proses gergaji adalah proses pemotongan logam menjadi

beberapa bagian.

Laporan Tugas Akhir

Page 21: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.21

Laporan Tugas Akhir

Page 22: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.22

Gambar. 2.4 Mesin pemotong (shape cutter)

Laporan Tugas Akhir

Page 23: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.23 2.4 Proses Gerinda (Grinding)

Proses grinding digunakan untuk proses terakhir dimana

benda kerja hasil dari pemesinan sebenarnya tidak rata benar,

sedangkan pada benda kerja ada yang memerlukan kerataan

yang baik. Oleh karena itu perlu dilakukan proses grinding. Mesin

gerinda digunakan untuk menggosok, menghaluskan dengan

Laporan Tugas Akhir

Page 24: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.24 gesekan atau mengasah. Dalam manufaktur, ditunjukkan dengan

pelepasan logam oleh suatu roda ampelas yang berputar.

2.5 Proses Pengelasan Bahan

Proses pengelasan adalah proses penyambungan dua

material atau lebih (biasanya logam) secara permanen melalui

Laporan Tugas Akhir

Page 25: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.25 fusi yang diakibatkan oleh kombinasi dari temperatur, tekanan,

dan kondisi metalurgi. Pengelasan dapat dilaksanakan di bawah

variasi kondisi yang sangat luas. Sehingga pengelasan sangat

penting dalam proses pembuatan (manufacturing), untuk

mendapatkan hasil las yang baik antara dua logam yang akan

disambungkan. Ada beberapa hal yang harus di perhatikan yaitu :

Laporan Tugas Akhir

Page 26: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.26

Permukaan-permukaan yang rata dan halus.

Permukaan yang bersih, bebas dari oksida,gas-gas yang

terserap,gemuk, dan zat pencemar lainya.

Logam tanpa ketidak murnian didalamnya.

Laporan Tugas Akhir

Page 27: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.27 Dua logam merupakakan kristal tunggal yang mempunyai

struktur orientasi kristal yang identik.

Kualitas dari hasil pengelasan Baik atau jeleknya

dipengaruhi oleh variable atau parameter pengelasan. Pengaruh

dari masing-masing parameter pengelasan adalah :

Laporan Tugas Akhir

Page 28: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.28

1. Arus Pengelasan

Berpengaruh langsung pada penetrasi, bentuk manik las

dan lebar HAZ (Heat Affected Zone). Besarnya arus

listrik ditentukan oleh diameter elektroda, jenis logam

Laporan Tugas Akhir

Page 29: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.29

induk dan ketebalannya. Makin tinggi arus, ketebalan

pelat yang dapat dilas lebih besar.

2. Tegangan Pengelasan

Berbanding lurus dengan tinggi busur (jarak antara

elektroda dan permukaan logam induk).

Laporan Tugas Akhir

Page 30: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.30

3. Kecepatan Pengelasan

Makin tinggi kecepatan pengelasan biasanya dipengaruhi

oleh tingginya arus pengelasan, juga berpengaruh pada

bentuk manik las dan penetrasi lasan.

Laporan Tugas Akhir

Page 31: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.31

Banyak sekali jenis proses pengelasan yang telah

berhasil dikembangkan dan secara berkelanjutannya dipakai

dalam proses manufacturing. Proses pengelasan yang umumnya

popular diketahui oleh masyarakat luas, dibagi menjadi beberapa

proses pengelasan yaitu :

1. Las nyala gas.

Laporan Tugas Akhir

Page 32: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.32

2. Las busur listrik.

3. Las tahanan listrik.

2.5.1 Pengelasan Dengan Gas (las acetylene)

Proses pengelasan yang mencakup nyala api yang

dihasilkan reaksi pembakaran bahan bakar(berwujud gas)

Laporan Tugas Akhir

Page 33: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.33 dengan oksigen sebagai sumber panas.Pengembangan torch

yaitu nosel untuk membakar asitilen dan gas. Walaupun las gas

telah banyak digantikan proses yang lain dalam lingkup

manufacturing, namun proses ini masih banyak digunakan untuk

beberapa pemakaian karena sifatnya yang mudah dipindah-

pindahkan dan rendahnya investasi pengadaannya. Dalam tabel

Laporan Tugas Akhir

Page 34: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.34 2.2 dibandingkan hal-hal yang berhubungan dengan las oksi-

asetilen dan las busur elektroda terbungkus.

Tabel 2.1 Perbandingan Penggunaan Las Oksi-asetilen Dan

Las Busur Elektroda terbungkus

Laporan Tugas Akhir

Page 35: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.35

Besaran

Jenis las

Las oksi asetilen Las SMAW

Laporan Tugas Akhir

Page 36: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.36

Efisiensi Rendah(suhu

3000C)

Tinggi (suhu

6000C

Sifat mampu las Kurang baik Baik

Harga peralatan Murah Mahal

Laporan Tugas Akhir

Page 37: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.37

Harga bahan las Sama Sama

Keterampilan juru

las

Sama Sama

Penggunaan Terbatas pada las

tipis

Luas

Laporan Tugas Akhir

Page 38: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.38

Nyala hasil pembakaran dalam las oksi-asetilen dapat

berubah tergantung pada perbandingan antara gas oksigen

dengan gas asetilen seperti ditunjukkan dalam gambar 2.19.

Dalam gambar (a) ditunjukkan dengan nyala asetilen yang

berlebihan, atau nyala karburasi, pada gambar (b) nyala netral

Laporan Tugas Akhir

Page 39: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.39 dan dalam gambar (c) nyala dengan oksigen yang berlebihan

atau nyala oksidasi. Dibawah ini dijelaskan lebih lanjut tentang

nyala oksi-asetilen.

a. Nyala netral :

Laporan Tugas Akhir

Page 40: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.40

Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan

asetilen sekitar satu. Nyala terdiri atas kerucut dalam

yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang

berwarna bening.

b. Nyala Asetilen lebih :

Laporan Tugas Akhir

Page 41: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.41

Bila asetilen yang digunakan melebihi dari jumlah untuk

mendapatkan nyala netral maka diantara kerucut dalam

dan luar akan timbul kerucut nyala baru yang berwarna

biru. Didalam nyala ini kelebihan gas asetilen yang

menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair.

Laporan Tugas Akhir

Page 42: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.42

c. Nyala oksigen lebih :

Bila gas oksigen lebih dari jumlah yang diperlukan untuk

menghasilkan nyala netral maka nyala menjadi pendek

dan warna kerucut dalam menjadi berubah dari putih

bersinar menjadi ungu. Bila nyala ini digunakan untuk

Laporan Tugas Akhir

Page 43: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.43

mengelas maka akan terjadi proses oksidasi atau

dekarburisasi pada logam cair.

Laporan Tugas Akhir

Page 44: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.44

Laporan Tugas Akhir

Page 45: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.45

Gambar 2.5 Nyala oksi-asetilen

Laporan Tugas Akhir

Page 46: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.46

Laporan Tugas Akhir

Page 47: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.47

Gambar 2.6 Instalasi oksi-asitilen

Tabel 2.2 Pengelasan Logam Dengan Las Oksi-asetilen

Logam induk Macam Fluks Logam pengisi

Laporan Tugas Akhir

Page 48: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.48

nyala api

Baja karbon Netral Tidak perluBaja karbon

rendah

Besi cor abu-

abu

Netral Perlu Besi cor abu-abu

Besi cor Oksidasi Perlu Perunggu

Laporan Tugas Akhir

Page 49: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.49

maliabel lemah

NikelOksidasi

lemah

Perlu Perunggu

Paduan Ni-

Cu

Karburisasi Tidak perlu Nikel Monel

Laporan Tugas Akhir

Page 50: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.50

Netral

Tembaga Netral Tidak perlu Tembaga

Perunggu Oksidasi

lemah

Tidak perlu Perunggu

Kuningan Oksidasi Perlu Kuningan

Laporan Tugas Akhir

Page 51: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.51

2.5.2 Las busur listrik

Proses pengelasan busur listrik menjadi realitas

komersial. Panas yang dihasilkan dari busur listrik yang timbul

diantara dua elektroda merupakan sumber panas yang

terkonsentrasi yang mencapai (3900 oC). Rangkaian dasar las

Laporan Tugas Akhir

Page 52: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.52 busur listrik digambarkan pada Gambar 2.17.Sama halnya

dengan las asitilen , logam pengisi perlu ditambahkan pada

proses pengelasan dengan busur listrik. Logam pengisi tersebut

berupa kawat logam. Modifikasi proses pengelasan dengan busur

listrik selanjutnya adalah penggunaan elektroda telanjang yang

menggantikan elektroda karbon. Panas yang ditimbulkan oleh

Laporan Tugas Akhir

Page 53: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.53 busur listrik mengakibatkan elektroda logam tersebut mencair

yang akan mengisi lubang atau celah dari sambungan.

Laporan Tugas Akhir

Page 54: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.54

Laporan Tugas Akhir

Page 55: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.55

Gambar 2.7 Rangkaian dasar Las busur listrik

Laporan Tugas Akhir

Page 56: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.56 Elektroda logam telanjang menghasilkan busur listrik yang tidak

stabilsehingga diperlukan operaor dengan keahlian yang

tinggisupaya dihasilkan busur yang stabil. Proses pengelasan

busur listrik diperlukan pemilihan atau spesifikasi terhadap

tegangan, arus pengelasan, polaritas busur (SPDC, RPDC atau

AC), panjang busur, kecepatan pengelasan, lingkungan, matetrial

Laporan Tugas Akhir

Page 57: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.57 elektroda atau logam pengisi, dan flux yang digunakan. Pada

proses pembuatan alat sistem mekanik pintu otomatis ini

pengelasan yang digunakan adalah pengelasan SMAW (Shielded

Metal Arc Welding) atau yang lazim disebut Las Listrik. Arus

yang digunakan AC (Alternating Current) dan DC (Direct Current),

bila digunakan elektroda terbungkus dari material besi cor maka

Laporan Tugas Akhir

Page 58: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.58 dapat memberi keuntungan berupa kestabilan unsur, mengurangi

porositas serta menambah unsur paduan.

Laporan Tugas Akhir

Page 59: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.59

Laporan Tugas Akhir

Page 60: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.60

Gambar 2.8 Las busur dengan elekroda terbungkus

Proses penyambungan bahan dengan pengelasan

SMAW dilakukan dengan arus pengelasan 45 ampere dengan

diameter elektroda 2 mm, pengelasan ini dipilih karena tebal

Laporan Tugas Akhir

Page 61: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.61 bahan hanya 5 mm, jika arus terlalu besar akan menyebabkan

benda kerja bolong.

Laporan Tugas Akhir

Page 62: roda gigi 2.doc

Bab II Teori Dasar II.62

Laporan Tugas Akhir