Upload
masruri-wardhana
View
47
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Bab II Teori Dasar II.1
BAB II
TEORI DASAR
Mesin pengiris singkong stik adalah mesin yang digerakan oleh
motor listrik.
Laporan Tugas Akhir
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
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
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
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
Bab II Teori Dasar II.6
Laporan Tugas Akhir
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
Bab II Teori Dasar II.8
2. Motor Asynkron
3. Motor Komutator
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.9
Laporan Tugas Akhir
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
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
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
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
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
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
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
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
Bab II Teori Dasar II.18
Laporan Tugas Akhir
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
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
Bab II Teori Dasar II.21
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.22
Gambar. 2.4 Mesin pemotong (shape cutter)
Laporan Tugas Akhir
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Bab II Teori Dasar II.35
Besaran
Jenis las
Las oksi asetilen Las SMAW
Laporan Tugas Akhir
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
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
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
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
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
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
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
Bab II Teori Dasar II.43
mengelas maka akan terjadi proses oksidasi atau
dekarburisasi pada logam cair.
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.44
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.45
Gambar 2.5 Nyala oksi-asetilen
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.46
Laporan Tugas Akhir
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
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
Bab II Teori Dasar II.49
maliabel lemah
NikelOksidasi
lemah
Perlu Perunggu
Paduan Ni-
Cu
Karburisasi Tidak perlu Nikel Monel
Laporan Tugas Akhir
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
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
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
Bab II Teori Dasar II.53 busur listrik mengakibatkan elektroda logam tersebut mencair
yang akan mengisi lubang atau celah dari sambungan.
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.54
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.55
Gambar 2.7 Rangkaian dasar Las busur listrik
Laporan Tugas Akhir
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
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
Bab II Teori Dasar II.58 dapat memberi keuntungan berupa kestabilan unsur, mengurangi
porositas serta menambah unsur paduan.
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.59
Laporan Tugas Akhir
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
Bab II Teori Dasar II.61 bahan hanya 5 mm, jika arus terlalu besar akan menyebabkan
benda kerja bolong.
Laporan Tugas Akhir
Bab II Teori Dasar II.62
Laporan Tugas Akhir