JURNAL - Arif Aziz [PDF]

Citation preview

PENGARUH VARIASI PUTARAN MESIN DAN KETEBALAN BENDA KERJA TERHADAP WAKTU PEMOTONGAN DENGAN MATERIAL BESI HOLLOW PADA BANDSAW MACHINE Aprilla Majiid1 , Arif Aziz2 , Fajar Inayah Tullah3 , Muarif Abdul Aziz Email : [email protected] D3 Teknik Mesin Politeknik Harapan Bersama Tegal Jl. Dewi Sartika No.71 Kota Tegal



ABSTRAK Bandsaw machine merupakan mesin yang digunakan untuk melakukan pemotongan pada suatu benda kerja dengan arah mata gergaji searah. Pada umumnya mesin gergaji potong terdiri dari beberapa jenis. Pada proses pemotongan mutlak harus memperhatikan bahan yag akan dipotong, jenis mata gergaji, dan kecepatan yang digunakan. Ketika tuntutan jumlah pemotongan meningkat, maka muncul ide bagaimana agar suatu pemotongan dapat dilakukan dalam waktu yang singkat. Oleh karena itu dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh variasi putaran mesin dan ketebalan benda kerja terhadap waktu pemotongan dengan material besi hollow pada bandsaw machine. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental dengan menggunakan Bandsaw machine tipe 5 Inchi Pulley System dan benda kerja besi hollow. Penelitian ini menggunakan variasi rpm dan ketebalan benda kerja. Hasil analisis pengujian pada besi hollow menghasilkn waktu pemotongan tercepat pada besi hollow dengan ketebalan 0,7 mm dan kecepatan gergaji bandsaw selama 10,08 detik. Sedangkan waktu paling lama pada besi hollow dengan ketebalan 2 mm dan kecepatan gergaji bandsaw selama 54,79 detik. Kata Kunci : Besi hollow, bandsaw machine, variasi ketebalan, variasi RPM.



A. Pendahuluan Proses permesinan merupakan proses manufaktur dimana objek dibentuk dengan cara membuang atau meghilangkan sebagian material dari benda kerjanya. Tujuan digunakan proses permesinan ialah untuk mendapatkan akurasi dibandingkan proses-proses yang lain seperti proses pengecoran, pembentukan dan juga untuk memberikan bentuk bagian dalam dari suatu objek tertentu. Adapun jenisjenis proses permesinan yang banyak dilakukan antara lain : Proses bubut (turning), proses menyekrap (shaping dan planing), proses pembuatan lubang (drilling), proses mengefreis (milling), proses menggerinda (grinding), proses menggergaji (sawing), dan yang terakhir adalah proses memperbesar lubang (boring)[16].



Tuntutan penyelesaian pekerjaan dalam dunia konstruksi semakin lama semakin singkat, terutama dalam pembuatan alat bantu untuk mempercepat pemotongan pada material konstruksi .Ketika tuntutan jumlah pemotongan pada material konstruksi yang sangat banyak dan harus diselesaikan dalam waktu yang cepat, maka muncul ide bagaimana agar proses pemotongan dapat dilakukan dalam waktu yang singkat[10]. B. Landasan Teori 1. Mesin Gergaji Bandsaw Gergaji Bandsaw Machine adalah merupakan alat perkakas yang berguna untuk memotong benda kerja (Mohd.Syaryaddhi et,.2007). Bandsaw adalah pisau dengan alat listrik yang terdiri dari pita kontinyu logam dengan gigi satu sisi untuk



memotong berbagai benda kerja, bandsaw biasanya naik pada dua roda berputar pada bidang yang sama, walaupun terdapat beberapa bandsaws yang memiliki tiga atau empat roda. Proses bandsaw menghasilkan hasil pemotongan seragam sebagai akibat dari beban gigi merata. Penggunaan bandsaw bisa pada kayu, logam atau untuk memotong berbagai bahan lainnya. Bandsaw sangat berguna untuk memotong bentuk yang tidak beraturan atau melengkung. Dan juga bisadigunakan untuk menghasilkan pemotongan lurus. Jarak minimum kurva yang dapat dipotong pada gergaji tertentu ditentukan oleh lebar band dan goresanya Mesin gergaji merupakan mesin pertama yang menentukan proses lebih lanjut. Dapat dimaklumi bahwa mesin ini memiliki kepadatan operasi yang relatif tinggi pada bengkel-bengkel produksi. Mesin-mesin gergaji memiliki konstruksi yang beragam sesuai dengan ukuran, bentuk dan jenis material benda yang akan dipotong. Untuk itu dibutuhkan ketelitian sesorang agar bisa mengoperasikan gergaji itu sendiri dan dapat memotong benda kerja dengan baik dan benar. Gergaji menggunakan logam pemotong yang keras atau kawat dengan tepi kasar untuk memotong bahan yang lebih lunak. Tepi logam pemotong terlihat bergerigi atau kasar. Gergaji dapat digunakan dengan tangan didukung listrik. 2. Tipe Gergaji Mesin a. Mesin Gergaji Bolak-Balik ( Hacksaw-Machine) Mesin gergaji ini umumnya memiliki pisau gergaji dengan panjang antara 300 mm sampai 900 mm dengan ketebalan 1,25 mm sampai 3 mm dengan jumlah gigi rata-rata antara 1 sampai 6 gigi per inchi dengan material HSS. Karena gerakkan yang bolak-balik, maka waktu digunakan untuk memotong



adalah 50%. Mesin gergaji bolak-balik ditunjukan gambar 1.



Gambar 1. Mesin Gergaji Hacksaw (Indimart, 2000) b. Mesin Gergaji Piringan ( Circular Saw) Diameter piringan gergaji dapat mencapai 200 sampai 400 mm dengan ketebalan 0,5 mm ketelitian gerigi pada keliling piringan memiliki ketinggian antara 0,25 mm sampai 0,50 mm, pada proses penggergajian ini selalu digunakan cairan pendingin. Toleransi yang dapat dicapai antara kurang lebih 0,5 mm sampai kurang lebih 1,5 mm. prinsip kerja gergaji circular menggunakan mata berupa piringan yang berputar ketika memotong. Mesin gergaji piringan ditunjukan gambar 2.



Gambar 2. Mesin Gergaji Piringan (monotaro, 2012) c. Mesin Gergaji Ukir (Jigsaw)



Jig Saw sering kali disebut gergaji ukir, karena memang jigsaw adalah sebuah alat yang dapat digunakan untuk memotong atau menggergaji (kebanyakan kayu) dengan bentuk apa saja mulai dari bentuk kurva yang melengkung-lengkung hingga yang lurus-lurus. Jadi kelebihan jigsaw adalah memotong lurus-lurus saja, Prinsip kerjanya gergaji jigsaw bergerak naik turun saat memotong. (Mohd. Syaryadhi etal,.2007). Mesin gergaji ukir ditunjukan gambar no 3.



Gambar 4. Mesin Gergaji Bandsaw (Axminter,.2010) 3. Nama Bagian-Bagian Utama Mesin Gergaji (Bandsaw Machine)



Gambar 3. Mesin Gergaji Ukir (Monotaro. 2012) d. Mesin Metal Gergaji Pita (Band Saw) Mesin gergaji yang telah dijelaskan sebelumnya adalah gergaji untuk pemotong lurus. Dalam hal mesin gergaji pita memiliki keunikan yaitu mampu memotong dalam bentuk-bentuk tidak lurus atau lengkung yang tidak beraturan. Kecepatan pita gergajinya bervariasi antara 18 m/menit sampai 450 m/menit agar dapat memenuhi kecepatan potong dari jenis material benda (Mohd. Syaryadhi etal,.2007). Mesin gergaji pita ditunjukan oleh gambar 4.



Gambar 5. Bagian-Bagian Komponen Mesin Bandsaw (Alex Dwi Aryanto, 2010) 1. Penegang Gergaji ( Tensioner saw ) 2. Rangka Puli ( Pulley frame ) 3. Ragum ( Vise ) 4. Dudukan ( Base ) 5. Pemutar Ragum ( Vise player ) 6. Saklar ( Switch ) 7. Rangka Utama ( Main frame ) 8. Roda Pemindah ( Moving wheels ) 9. Penanda Potongan ( Cutting Marker )



10. Roll Penghantar Gergaji ( Saw Blade Rollers ) 11. Motor listrik ( Electric Motor ) 12. Rumah Puli ( Pulley House ) 4. Fungsi Mesin Gergaji Bandsaw Dapat Digunakan Untuk : • Memotong Plat Besi • Memotong Besi Poros • Memotong Besi Hollow • Memotong Pipa Besi 5. Urutan Langkah Kerja Cara Pengoperasian Gergaji Pita (Bandsaw) Mesin gergaji pita adalah mesin gergaji pemotong besi yang mempunyai mata gergaji berbentuk pita. Penyetelan daun gergaji setelah terpasang pada kedua roda depan dan roda belakang kemudian ditegangkan dengan menyetel roda penegang dengan merujuk tabel ketegangan. Selanjutnya rol antar diatur dengan cara membuka pengunci rol antara kedua pita ke depan dan ke belakang hingga mencapai yang dikehendaki. Mesin gergaji pita banyak digunakan di industri – industri bahan bangunan yang mengerjakan pemotongan besi dan memotong bentukbentuk yang tidak beraturan. 6. Perawatan Mesin Gergaji Bandsaw Pemeliharaan mesin penting dilakukan setiap hari sehabis pemakaian, seminggu ataupun bulanan. Pada mesin gergaji tipe bandsaw minimal seminggu sekali dilakukan pengecekan. Pemeliharaan dilakukan pada bagian transmisi gergaji, berupa baut, gram sisa potong, pengatur kekencangan. Sedangkan pada bagian sirkulasi air pendingin atau coolant, perlu dicek pada selang dan kran. Pada bak penampung dan saringan perlu dibersihkan dari kotoran yang menyumbat. Sedangkan pada saringan pompa biasanya tersumbat dengan kotoran warna coklat.



Lakukan penyemprotan angin, pada bagian roll atau bagian lain yang diperlukan. Lakukan pengecekan pada oli di gearbox. Lakukan pengetesan untuk memastikan mesin gergaji sudah oke dipakai kerja. 7. Besi Hollow Besi Hollow adalah besi berongga (pipa) berbentuk kotak atau disebut juga SHS (square Hollow Section) dan berbentuk persegi panjang atau RHS (Rectangular Hollow Section). Umumnya digunakan dalam kontruksi bangunan, seperti pagar, milling, atap kanopi dan pintu gerbang. Besi hollow juga sering digunakan untuk support pada pemasangan plafon, besi hollow biasanya terbuat dari material carbon steel ataupun stainless steel. Beberapa produsen besi hollow dan rangka atap baja ringan yang menggunakan bahan galvalum dan bahan galvanis, mengklaim bahwa ketebalan pelapisan coatingnya sama, ternyata yang beredar di pasaran sangat berbeda dan ini sangat merugikan konsumen. Bahan galvalum memiliki ketahanan lebih baik terhadap karat dibandingkan bahan galvanis atau bahan besi biasa. Untuk menghindari karat pada bahan galvanis, lapisan coating harus lebih tebal dan kelemahannya pada bahan galvanis saat dipotong atau tergesek pada permukaannya atau disekrup, akan menimbulkan korosi dan karatan. Hal ini kurang baik bila dipergunakan untuk bahan material rangka hollow atau rangka atap baja ringan dan pagar. Seperti juga produk material lainnya, di pasaran beredar berbagai macam kelas material. Besi hollow galvalume bersertifikat Standard Nasional Indonesia (SNI) terbuat dari bahan Zinc-Alum SNI, bermutu tinggi dengan kualitas bahan pilihan yang sangat kuat terhadap perubahan cuaca, tahan akan keropos atau korosi, anti karat, bebas dari rayap, serangga, kutu, binatang pengerat dan tidak perlu di cat



ulang serta bebas perawatan. Besi hollow galvalume SNI banyak dipergunakan untuk pemasangan rangka plafond. Besi hollow sebenarnya bernama hollow structural section atau bisa disebut dengan hollow structural steel. Jenis besi yang termasuk dalam keluarga Besi HSS ini penampangnya dapat berbentuk lingkaran, elips, bujur sangkar, dan juga persegi panjang. Besi hollow ini memiliki kegunaan yang cukup banyak. Bukan hanya sebagai konstruksi penopang plafon saja, melainkan juga digunakan sebagai bahan pembuat rangka kanopi, pagar, teralis minimalis, railing dan sebagainya. Bahkan digunakan sebagai bahan utama dalam pemasangan panel gypsum maupun panel GRC ( yudi Pamugkas. 2010). a. Besi Hollow Galvanise Besi hollow ini memiliki lapisan finishing yang terdiri dari zinc coating sebesar 97% dan aluminum coating sebesar 1% dan unsur lain sebesar 2%. Pada penggunaannya di lapangan, besi hollow galvanis perlu diberi lapisan anti karat dan cat supaya lebih tahan lama. Sumber-sumber lain juga ada yang menyebutkan bahwa komposisi lapisan coating dari besi hollow galvanis adalah 98% zinc dan 2% aluminium. Besi hollow galvanis dibentuk oleh proses galvanisasi, yaitu pemberian lapisan seng sebagai lapisan anti karat pada besi. Galvanisasi dapat dilakukan dengan cara mencelupkan pipa besi ke dalam cairan timah sehingga lapisan seng menempel pada besi. Lapisan seng melindungi besi dari polutan penyebab karat hingga habis “dimakan” oleh polutan-polutan penyebab karat tersebut. Setelah lapisan seng habis, baru besi akan berkarat. b. Besi Hollow Galvalume Besi hollow ini memiliki lapisan finishing yang mengandung unsur



aluminum sebesar 55%, unsur besi sebesar 43,5% dan silicon sebesar 1,5%. Kandungan unsur-unsur ini menambah daya tahan besi hollow galvalume dari karat. Harga besi hollow galvalume lebih mahal dibandingkan harga besi hollow galvanise. Namun kelemahan dari besi hollow galvalum adalah tidak tahan terhadap semen sehingga lebih tidak tahan terhadap keropos. Namun apabila tidak digunakan bersentuhan langsung dengan semen, besi hollow galvalum tentunya lebih awet dan mampu bertahan lebih lama dari serangan polutan penyebab karat. C. Metodologi Penelitian 1. Diagram Alur Penelitian Mulai



Studi Pustaka



Persiapan alat dan bahan



Pengaruh Kecepatan Terhadap Material Besi



738 rpm



1103 rpm



1764 rpm



Hasil dan Pembahasan



Kesimpulan dan Saran



Selesa i



Gambar 9. Diagram Alur Penelitian



2. Alat dan Bahan a. Alat Pada saat melakukan pengujian ini. Kami membutuhkan alat yang digunakan untuk membantu melakukan pengujian, diantaranya adalah mesin gergaji bandsaw, ragum, pengaris siku, meteran pita, stopwatch, Tachometer. b. Bahan Pada saat melakukan pengujian ini. Kami membutuhkan bahan yang digunakan untuk diujikan agar kami memdapatkan data yang akurat, yaitu besi Hollow dengan ukuran 4x4x25 cm. 3. Proses Pengujian a. Persiapan Alat dan Bahan 1. Siapkan bandsaw machine. Pastikan bandsaw machine berfungsi dengan baik dan aman agar tidak membahayakan operator seperti pita potong yang kendor, kabel yang terkelupas, pengunci ragum yang kendor. 2. Siapkan bahan besi hollow Pastikan bahan yang akan di uji dalam keadaan baik tidak rusak ataupun cacat. 3. Siapkan alat pendukung Pastikan alat pendukung dapat berfungsi dengan baik berupa stopwatch, pengaris, jangka sorog. b. Operasional Pemotongan Proses ini melakukan pemotongan pada benda kerja besi hollow dengan ukuran 4x4x25 cm dan dengan ketebalan 2 mm, 1,3 mm dan 0,7 mm, menggunakan bandsaw machine dengan variasi putaran mesin yaitu 738 rpm, 1103 rpm dan 1764 rpm. Berikut langkah-langkah pengeboran : 1. 1. Kita lakukan pengukuran ketebalan besi hollow dengan jangka sorong. Menunjukan ukuran 2,02 mm, 1,30 mm dan 0,70 mm. 2. Pasang spesimen besi hollow pada ragum bandsaw mchine kemudian



3.



4. 5. 6.



7.



8.



9.



kencangkan benda kerja hingga kencang. Setting kecepatan bandsaw machine dengan mengatur tingkatan pully dengan mengeser v belt. Lakukan pengecekan rpm dengan tachometer. Siapkan stopwatch sebelum mulai pemotongan. Lakukan proses pemotongan dengan menekan tombol on pada mesin bersamaan dengan menekan tombol mulai pada stopwatch Amati proses pemakanan sampai pita potong memotong benda kerja, bersamaan dengan terpotongnya benda kerja tekan tombol stop pada stopwatch, kemudian langsung matikan mesin. Lepas benda kerja dari ragum bandsaw machine dan ganti dengan benda kerja yang lainya dan lakukan pengujian sebanyak tiga kali pada masing-masing benda kerja. Mengulangi langkah-langkah diatas dengan merubah variasi kecepatan putaran mesin (langkah 3).



D. Hasil dan Pembahasan Setelah dilakukan pengujian variasi putaran mesin dan ketebalan benda kerja terhadap waktu pemotongan, dengan menggunakan besi hollow dengan ukuran 4x4x25 cm., dengan beban sama seberat 3 kg, menggunakan mata bandsaw machine tipe 5 inch pully system. Berdasarkan data yang diperoleh dari penelitian menunjukan bahwa dengan perubahan putaran mesin dan ketebalan benda kerja dapat diketahui perubahannya terhadap waktu pengeboran benda kerja. Seperti yang ditunjukan pada tabel dan grafik berikut ini. Tabel 1. Hasil rata-rata pengujian waktu pemotongan besi hollow. No Ketebala Rpm Beba wakt . n n u 1. 2 mm 738 3 Kg 54,79



2. 3. 4.



1,3 mm 0,7 mm 2 mm



5.



1,3 mm



6.



0,7 mm



7.



2 mm



8.



1,3 mm



9.



0,7 mm



738 738 110 3 110 3 110 3 176 4 176 4 176 4



3 Kg 3 Kg 3 Kg



52,68 48,66 32,39



3 Kg



29,94



3 Kg



25,61



3 Kg



16,43



3 Kg



14,49



3 Kg



10,08



Gambar 10. Grafik hasil pengujian waktu pemotongan besi hollow Berdasarkan data pengujian diatas diperoleh hasil sebagai berikut : 1. Pengujian besi hollow ukuran 4x4x25 cm dengan ketebalan 2 mm dengan putaran mesin 738 rpm dan dengan beban 3 kg yaitu 54,54 detik, 54,46 detik dan 55,39 detik. Pada besi hollow dengan ketebalan 1,3 mm yaitu 52,20 detik, 52,55 detik dan 53,31 detik. Dan pada besi hollow dengan ketebalan 0,7 mm yaitu 48,11 detik, 48,53 detik dan 49,36 detik. 2. Pengujian besi hollow ukuran 4x4x25 cm dengan ketebalan 2 mm dengan putaran mesin 1103 rpm dan dengan beban 3 kg yaitu 32,03 detik, 32,39 detik dan 32,75 detik. Pada besi hollow dengan ketebalan 1,3 mm yaitu 29,09 detik, 29,50 detik



dan 29,75 detik. Dan pada besi hollow dengan ketebalan 0,7 mm yaitu 25,21 detik, 25,62 detik dan 26,01 detik. 3. Pengujian besi hollow ukuran 4x4x25 cm dengan ketebalan 2 mm dengan putaran mesin 1764 rpm dan dengan beban 3 kg yaitu 16,38 detik, 16,78 detik dan 16,14 detik. Pada besi hollow dengan ketebalan 1,3 mm yaitu 14,58 detik, 14,22 detik dan 14,68 detik. Dan pada besi hollow dengan ketebalan 0,7 mm yaitu 10,04 detik, 9,75 detik dan 10,45 detik. E. E. Kesimpulan Berdasarkan data hasil pengujian benda kerja besi hollow ukuran 40x40x250 mm, menggunakan gergaji bandsaw, dapat disimpulkan : 1. Pemakanan pada ketebalan 2 mm dengan kecepatan gergaji 738 rpm menghasilkan waktu pemakanan 54,79 detik. 2. Pemakanan pada ketebalan 1,3 mm dengan kecepatan gergaji 738 rpm menghasilkan waktu pemakanan 52,68 detik. 3. Pemakanan pada ketebalan 0,7 mm dengan kecepatan gergaji 738 rpm menghasilkan waktu pemakanan 48,66 detik. 4. Pemakanan pada ketebalan 2 mm dengan kecepatan gergaji 1103 rpm menghasilkan waktu pemakanan 32,39 detik. 5. Pemakanan pada ketebalan 1,3 mm dengan kecepatan gergaji 1103 rpm menghasilkan waktu pemakanan 29,94 detik. 6. Pemakanan pada ketebalan 0,7 mm dengan kecepatan gergaji 1103 rpm menghasilkan waktu pemakanan 25,61 detik. 7. Pemakanan pada ketebalan 2 mm dengan kecepatan gergaji 1764



rpm menghasilkan waktu pemakanan 16,43 detik. 8. Pemakanan pada ketebalan 1,3 mm dengan kecepatan gergaji 1764 rpm menghasilkan waktu pemakanan 14,49 detik. 9. Pemakanan pada ketebalan 0,7 mm dengan kecepatan gergaji 1764 rpm menghasilkan waktu pemakanan 10,08 detik.



[7]



Dian, Apolonarius. (2013). ”Macam-Macam Alat Bantu Pada Mesin Gergaji Besi” http://apolonariusdian88.blogspot. co.id. 1 Maret 2018.



[8]



H. G. Abubakar, A. S. Abdulkareem, A. Jimoh, O. D. Agbajelola, J. O. Okafor & E. A. Afolabi. (2016). “Optimization of biodiesel production from waste cooking oil”, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 38:16, 2355-2361.



[9]



Kalpakjian, Serope, Steven R. Schmid. (2001). Manufacturing Engineering and Technology, Fifth edition, Addison Wesley, India.



Jadi semakin cepat putaran mesin (rpm) akan menghasilkan waktu proses pengeboran lebih cepat. Daftar Pustaka [1]



Ashby, Michael F. (2000). Materials Selection in Mechanical Design Third Edition, Newgen Imaging System. Chennai. India.



[2]



ASME. (2004). ASME B 36.10M Welded and Seamless Wrought Steel Iron. ASME Press. New York.



[10]



Kusuma, Hendra. 2004. Manajemen produksi, perencanaan dan pengendalian produksi. Yogyakarta: andi.



[3]



ASME. (2012). ASME B 16.9 2012 Wrought Steel Butt Weld Fitting. ASME Press. New York.



[11]



Mohd. Syaryadhi, et al. (2007). Sistem berat menggunakan Sensor Load Cell. Jurnal Rekayasa Elektrika.



[4]



DNV. (2003). DNV-RP-F103, Cathodic Protection Of Submarine Pipelines By Galvanic Anode. Det Norske veritas. Norway.



[12]



Pamungkas, Yudi. (2010) Jenisjenis dan karakteristik strukktur logam. Jurnal Rekayasa Proses



[13]



Rohim, Toufiq. (1993). Proses Permesinan. Higher education Development Support Project. Jakarta.



[14]



Syamsir A.Muin. (1989). Dasardasar perancangan perkakas dan mesin-mesin perkakas. Jakarta: rajawali.



[15]



Wendari, Febri. (2013). Pemilihan jenis logam terhadap efisiensi produksi. Jurnal Teknik Mesin Vol. 9



[5]



[6]



Darsin, M., Sutjahjono, H. Hadi A. (2013). “Mechanical Properties and Micro Structure of Irons [AlMg-Si] as Results of Variation Time in Friction welding”. International Symposium on Mechanical and Maritime Engineering 2013. Dian, Apolonarius. (2013). ”Macam-Macam Gergaji Besi” http://apolonariusdian88.blogspot. co.id. 1 Maret 2018.



[16]



Wijayanto, Danar S., Yuyun Estriyanto. (2006). “Teknologi Mekanik Mesin Perkakas”. Surakarta. UPT Penerbitan dan percetakan UNS (UNS Press).