Kopling [PDF]

Citation preview

ANALISA KEKUATAN KOPLING TETAP PADA MESIN CNC KECIL



SKRIPSI Diajukan Kepada Fakultas Teknik Mesin Universitas Pamulang Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik



Disusun Oleh LASRON PARULIAN SIDAURUK (2011030369)



FAKULTAS TEKNIK TEKNIK MESIN



2



UNIVERSITAS PAMULANG Jl.Surya Kencana No.1 Pamulang Barat Tangerang Selatan



LEMBAR PERNYATAAN HASIL KARYA SENDIRI



Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama



:Lasron Parulian Sidauruk



NIM



:2011030369



Program Studi



: Teknik Mesin



Fakultas



: Teknik



Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali pada bagian yang telah disebutkan sumbernya sebagai bahan rujukan.



Pamulang,



Maret 2015



Lasron Parulian Sidauruk NIM.2011030369



Universitas Pamulang



3



LEMBAR PENGESAHAN



ANALISA KEKUATAN KOPLING TETAP PADA MESIN CNC KECIL



Oleh: Nama: Lasron Parulian Sidauruk NIM: 2011030369



telah diperiksa dan disetujui serta dianggap layak untuk diuji secara lisan melalui Sidang Tugas Akhir oleh : Pembimbing I



Pembimbing II



(M. Perkasa, ST.MT)



(Kusdi Prijono, ST) Ketua Program Studi Teknik Mesin



Universitas Pamulang



4



( Ir. Djuana M.Si. )



LEMBAR PENGESAHAN PERBAIKAN ANALISA PERHITUNGAN KEKUATAN KOPLING TETAP CNC MILING KECIL Oleh: Nama: Lasron Parulian Sidauruk NIM: 2011030369 Menerangkan bahwa Tugas Akhir ini telah berhasil dipertahankan dalam Sidang Tugas Akhir disetujui serta diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Pamulang. Pamulang, Maret 2015 Menyetujui,



Penguji I



(



Penguji II



)



(



)



Ketua Program Studi Teknik Mesin



Universitas Pamulang



5



( Ir. Djuana M.Si. )



LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS (Hasil Karya Perorangan) Sebagai sivitas akademik Universitas Pamulang, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama



: Lasron Parulian Sidauruk



NIM



: 2011030369



Program Studi : Teknik Mesin Fakultas



: Teknik



Jenis Karya



: Skripsi/tugas akhir



demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Pamulang Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif (Non- exclusive Royalty- Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : ANALISA KEKUATAN KOPLING TETAP PADA MESIN CNC KECIL beserta perangkat yang ada (bila diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalty NonEksklusif ini Universitas Pamulang berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan,



mengelolanya



dalam



bentuk



pangkalan



data



(data



base),



mendistribusikannya, dan menampilkan/mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Segala bentuk tuntutan hukum yang timbul atas pelanggaran Hak Cipta dalam karya ilmiah ini menjadi tanggung jawab saya pribadi. Demikianlah pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Pamulang Pada tanggal :



Maret 2015



Yang menyatakan



Universitas Pamulang



6



( Lasron Parulian S. )



DAFTAR RIWAYAT HIDUP



Nama



:Lasron Parulian Sidauruk



Jenis Kelamin



:Laki-Laki



Tempat/Tanggal Lahir :Pematang Siantar,11 Maret 1990 Agama



:Khatolik



Pekerjaan



:karyawan swasta



Alamat



:JL.MERPATI RAYA RT 007/001 SAWAH BARU TANGERANG SELATAN



Riwayat Pendidikan : 1



SDS BAKTI IBU BAKAUHENI LAM-SEL



2



SMP N PEKAN BARU



3



SMK N PENENGAHAN LAM-SEL



Riwayat Pekerjaan : 1



PT.SEAPI BAKAUHENI LAMPUNG SELATAN 2009



2



PT.MITRA GLOBAL KOTA TANGERANG 2010



PT.USTEGRA TANGRANG SELATAN Hingga sekarang



Universitas Pamulang



7



ABSTRAK ANALISA KEKUATAN KOPLING TETAP PADA MESIN CNC KECIL Kebutuhan alat produksi yang akurat, cepat efektif serta efisien dalam suatu proses produksik sangat dibutuhkan. Hal ini membawa kami merakit sebuah mesin CNC bubut yang bias mempercepat kinerja dalam proses produksi barang. Salah satu peralatan yang mendukung cara kerja dalam sistem eretan memanjang adalah kopling yang mentransfer tenaga putar dalam system eretan memanjang di CNC bubut BENCH DRILLING Setelah dilakukan studi ini diperoleh beberapa hasil perhitungan dari kopling plat tetap pada mesin CNC, cara kerjanya kopling plat tetap lebih efisien dalam mentransfer tenaga Kata Kunci: CNC .



ABSTRACT



Universitas Pamulang



8



KATA PENGANTAR Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat



Allah SWT atas



berkat, rahmat, taufik dan hidayah-Nya, penyusunan proposal skripsi yang berjudul “Analisa Kekuatan Kopling Tetap Pada Mesin CNC Kecil” dapat di selesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan proposal skripsi ini banyak mengalami kendala, namun berkat bantuan, bimbingan, kerjasama dari berbagai pihak dan berkah dari Allah SWT sehingga kendala-kendala yang di hadapi tersebut dapat di atasi. Oleh karena itu saya mengucapkan terima kasih kepada : 1. Orang tua yang selalu memberikan dukungan dan doa agar proposal skripsi ini selesai tepat pada waktunya. 2. Bapak Ir. Djuhana, M.si selaku kaprodi Teknik Mesin di Universitas Pamulang. 3. Bapak Ir.Sunardi, MT selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga,pikiran,dan kesabarannya dalam memberikan bimbingan serta pengetahuannya. 4. Seluruh dosen, staf dan karyawan di jurusan Teknik Mesin yang telah bantuan dan pengertiannya selama kuliah di Universitas Pamulang. 5. Teman-teman Mesin Angkatan 2011 yang telah memberikan semangat serta masukan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa penulisan proposal skripsi ini masih jauh dari sempurna dan masih banyak terdapat kesalahan dan kekurangan. Untuk itu penulis dengan senang hati menerima kritikan, masukan dan saran yang dapat menyempurnakan proposal skripsi ini. Pamulang, Maret 2015



Penulis



Universitas Pamulang



9



DAFTAR ISI COVER.....................................................................................................................i LEMBAR PERNYATAAN HASIL KARYA SENDIRI.....................................................ii LEMBAR PENGESAHAN..............................................................................................iii LEMBAR PENGESAHAN PERBAIKAN.......................................................................iv LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI...............................................v DAFTAR RIWAYAT HIDUP............................................................................................vi ABSTRAK......................................................................................................................vii KATA PENGANTAR.....................................................................................................viii DAFTAR ISI.....................................................................................................................ix BAB I PENDAHULUAN..................................................................................................1 1.1.



Latar Belakang.................................................................................................1



1.2.



Indetifikasi Masalah.........................................................................................2



1.3.



Rumusan Masalah............................................................................................2



1.4.



Manfaat dan Tujuan Penelitian.......................................................................2



1.5.



Sistematika Penulisan......................................................................................3



BAB II LANDASAN TEORI............................................................................................4 2.1.



Definisi CNC.....................................................................................................4



2.1.1.



Jenis - jenis Mesin CNC...............................................................................5



2.2.1.



Pemograman Mesin CNC............................................................................7



2.4.



Perbedaan Disc Clucth Kering Dan Basah...................................................13



2.5.



Jenis Mesin CNC............................................................................................13



2.5.1.



Standar Keselamatan Kerja...........................................................................14



2.6.



Komponen-komponen mesin CNC................................................................16



2.7.



Perawatan mesin CNC...................................................................................21



BAB III METODE PENELITIAN...................................................................................26 3.1.



Gambar Alir Penelitian..................................................................................27



3.2.



Poros................................................................................................................28



3.3.



Pasak...............................................................................................................29



3.4.



Gaya Tangensial..............................................................................................36



3.5.



Momen puntir bahan.....................................................................................36



3.5.1.



Rumus Perhitungan Pada Kopling Plat Tetap...............................................37



BAB IV PERHITUNGAN...............................................................................................39



Universitas Pamulang



10



4.1.



Data.................................................................................................................39



4.2.



Perhitungan data............................................................................................39



4.3.



Perhitungan data pada kopling tetap............................................................40



BAB V KESIMPULAN...................................................................................................44 5.1.



Kesimpulan.....................................................................................................44



DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................................45



Universitas Pamulang



1



BAB I PENDAHULUAN 1.1.



Latar Belakang Mesin perkakas sangat diperlukan dalam industri manufaktur dewasa ini,



lebih-lebihmesin perkakas modern yang memerlukan penanganan yang khusus Mesin CNC merupakan salah satu mesin perkakas yang dimiliki oleh Lab UNPAM. Proses produksi akan tetapi fasilitas pemrograman secara off‐line pada suatu komputer pribadi belum tersedia. Untuk dapat memprogram mesin ini, diperlukan seorang programmer yang memiliki kemampuan khusus yakni pengetahuan di bidang mesin perkakas, teknik produksi dan juga pengatahuan dasar komputer. Tidak semua pihak dapat memiliki tenaga ahli seperti ini, sementara



industri



kecil



sudah



mulai



melakukan



proses



produksinya



menggunakan mesin perkakas CNC. Maka dari itu dipandang perlu untuk membuat suatu sistem/alat yang dapat membantu industri kecil agar dapat lebih mampu memanfaatkan mesin‐mesin perkakas modern tersebut. Memprogram mesin perkakas CNC memerlukan keahliah khusus yang bukan merupakan hal yang mudah untuk dikuasai. Fasilitas pemograman yang tersedia saat ini umumnya merupakan satu paket yang terintegrasi dengan jenis mesin perkakas yang digunakan dan mahal harganya. Untuk membantu industri kecil menyiapkan tenaga pemrogram CNC, maka perlu dirancang suatu media/fasilitas yang dapat mendukung kegiatan pemrograman CNC tersebut. Penelitian sebelumnya (Arthaya, 2011), telah membuka kajian awal Tentang uji dan ekstraksi suatu program NC yang dibuat oleh seorang programmer. Disamping itu formulasi lintasan yang dihasilkan program NC tersebut juga telah dijabarkan, walaupun belum seluruh aspek lintasan dibahas. Fungsi-fungsi khusus untuk pemrograman mesin CNC sangat banyak macamnya. Untuk dapat membuat media media/fasilitas yang dapat mendukung kegiatan pemrograman CNC secara off-line diperlukan tenaga dan waktu yang sangat banyak. Dalam penelitian ini, beberapa fungsi khusus dalam pemrograman mesin CNC secara bertahap akan dikembangkan, tertama yang terkait dengan langkah-langkah dasar proses pemesinan pada suatu mesin perkakas, khususnya



Universitas Pamulang



2



mesin Milling. Dengan adanya fungsi yang lebih lengkap, maka media/fasilitas pemrograman ini akan memberi gambaran yang lebih rinci, lebih lengkap dan lebih mudah divisualisasikan pada layar komputer. 1.2.



Indetifikasi Masalah Semua sistem bergerak dalam suatu mesin memerlukan tenaga penggerak.



Motor merupakan salah satu tenaga penggerak yang banyak digunakan khususnya dalam mesin bubut CNC salah satunya untuk untuk menggerakan eretan melitang. Pemilihan mototr yang tepat sesuai dengan desain mesin merupakan kunci dari kelancaran kinerja mesin. Pemilihan ini disesuiakan dengan gaya-gaya yang bekerja pada komponen yang berkaitan langsung dengan motor dan kopling tetap. 1.3.



Rumusan Masalah Pada tugas ahir ini saya akan membahas mengenai hasil analisa kekuatan



kopling tetap. Dalam penulisan tugas ahir ini penulisan akan melakukan penelitian untuk mengetahui kekuatan kopling pada eretan memanjang Mesin CNC di Universitas Pamulang. 1.4.



Manfaat dan Tujuan Penelitian A. Manfaat Penelitian



Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari pembuatan benda bulat dengan mesinCNC adalah: A. Bagi Penulis a. Sebagai suatu penerapan teori dan praktek kerja yang diperoleh saat dibangku perkuliahan. b. Sebagai model belajar aktif tentang cara inovasi teknologi bidangteknik mesin. c. Sebagai



proses



pembentukan



karakter



kerja



mahasiswa



dalammenghadapi persaingan dunia kerja. B. Tujuan Penelitian a. Gaya tangensial kopling tetap pada mesin cnc kecil. b. Momen puntir kopling tetap pada mesin cnc kecil. c. Uji kekerasan kopling tetap pada mesin cnc kecil. Tujuan umum dari penyusunan skripsi ini adalah untuk melengkapi kurikulum studi pada program strata 1 teknik mesin Universitas Pamulang. Sedangkan tujuan



Universitas Pamulang



3



khusus penyusunan skripsi ini yaitu Analisa Kekuatan Kopling Tetap Pada Mesin CNC Kecil. 1.5.



Sistematika Penulisan Penulisan tentang penelitian tugas akhir ini akan dibagi menjadi beberapa



bab



yang saling terkait antara satu dengan yang lain. Berikut ini adalah



sistematika atau langkah-langkah dalam proses pembuatan laporan tugas akhir akan dilakukan Bab I



: PENDAHULUAN Bab ini berisikan tentang latar belakang perencanaan, batasan masalah, manfaat dantujuanpenelitian,dan sistematika penulisan proposal.



Bab II



: LANDASAN TEORI Bab



ini



menjelaskan



tentang



teoripenunjangdandasarperhitungan



teoriyang



mendukungdalampembuatanlaporan tugas akhir. Bab III



:



METODOLOGI PENELITIAN Pada bab ini akan dibahas mengenai metodologi kekuatan koplingtetap pada mesin CNC kecil.



Bab IV



:



PEMBAHASAN Pada bab ini akan dijelelaskan mengenai penghitungan dan analisa kekuatan koplingtetappada mesin CNC kecil setelah proses penelitian.



Bab V



:



KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini memuat kesimpulan berdasarkan tujuan tugas akhir dan berisi saran untuk penelitian kedepannya.



DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN



Universitas Pamulang



4



BAB II LANDASAN TEORI 2.1.



Definisi CNC Mesin CNC Computer Numerical Control/CNC (komputer kontrol



numerik) merupakan sistem otomatisasi Mesin perkakas yang dioperasikan oleh perintah yang diprogram dalambentukkodeangka dan disimpan dimedia penyimpanan.Karena informasi yang digunakan berbentuk rumus matematik, maka sistem ini dinamakan kontrol dengan angka (numerical control). Mesin CNC pertama kali digunakan dalam proses mengikir, membuat lubang, memutar, mengasah dan menggergaji, dan tahun – tahun terakhir ini juga digunakan untuk membengkokan pipa dan membuat berbagai bentuk. Dibandingkan dengan peralatan biasa, mesin yang dikontrol dengan kode angka ini lebih cermat, cepat, konsisten dan fleksibel, bahkan untuk manufakturing yang sangat rumit sekalipun. Rancangan produk dapat diubah atau disesuaikan cukup dengan mengubah instruksi saja.



Gambar 2.1 Mesin CNC Kecil



Universitas Pamulang



5



2.1.1. Jenis - jenis Mesin CNC Secara garis besar, mesin CNC dibagi dalam 2 (dua) macam, yaitu: 1) Mesin Bubut CNC Proses pemakanan atau penyayatan benda kerja mesin ini adalah dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja.



Gambar 2.2 Mesin bubut CNC



2) Mesin Frais CNC Proses pemakanan atau penyayatan benda kerja mesin ini adalah dilakukan dengan menggunakan pahat yang diputar oleh poros spindle mesin



Gambar 2.3 Mesin frais CNC



Pada prinsipnya, cara kerja mesin CNC ini adalah benda kerja dipotong olehsebuah pahat yang berputar dan kontrol gerakannya diatur oleh komputer melaluiprogram yang disebut G-Code.Komputer ini merupakan komponen yang sangat penting dan sangat vitaldalam sistem kontrol numerik. Komputer dapat memecahkan persamaan-persamaanmatematika dan pekerjaan yang sulit dalam



Universitas Pamulang



6



waktu singkat. Selain itu sebuah komputer dapat dengan mudah memahami bentuk dan ukuran benda kerja, fungsi kontrol dari mesin dan operasi pengerjaannya. Keuntungan penggunaan mesin CNC antara lain adalah : 



Kemampuan mengulang



Pada saat pembuatan benda kerja, mesin CNC ini mampu mengulangimembuat beberapa benda dengan bentuk yang sama persis denga aslinya. 



Keserbagunaan



Mesin CNC dapat digunakan untuk berbagai bentukpengerjaan/bermacam-macam kontur sesuai dengan kebutuhan. 



Kemampuan kerja



Mesin CNC dapat memproduksi benda kerja secara terus menerus denganhasil yang baik, sehingga dapat meningkatkan produktifitas pengerjaan. Numeric Control (NC) adalah suatu kendali mesin atas dasar informasi digital, ini diperkenalkan di area pabrikasi.NC adalah bermanfaat untuk produksi rendah dan medium yang memvariasikan produksi item, di mana bentuk, dimensi, rute proses, dan pengerjaan dengan mesin bervariasi. Mesin perkakas NC meliputi mesin dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasi kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikan oleh suatu komputer kendali dengan program database yang menyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alat – alat bermesin CNC (Computer Numerical Control). Kode data diubah untuk satu rangkaian perintah, yang mana servo mekanisme, seperti suatu pijakan motor yang berputar sesuai jumlah yang telah ditetapkan, memperbaiki dengan masing-masing mengemudi dari suatu meja pekerjaan dan suatu alat untuk melaksanakan suatu pengerjaan dengan mesin dan gerakan yang ditetapkan



oleh



suatu



sistem



pengulangan



tertutup



atau



terbuka.



CNC yang dikendalikan dapat melakukan pekerjaan berbentuk linier, lingkar, atau sisipan berbentuk parabola, yang mana buatan perangkat lunak, dan manapun sisipan kaleng rutin terpilih dengan mudah.



Universitas Pamulang



7



2.2. Bagian-bagian Mesin CNC Kecil a.



Unit Kontrol berupa panel pengontrolan yang berisi tombol-tombol perintah untuk menjelaskan



kontrol gerakan mesin dan berbagai



fungsi lainnya yang menggunakan instruksi oleh sistem kontrol elektronika. b. Kepala Tetap berupa roda-roda gigi transmisi penukar putaran yang c.



akan memutar poros spindel Poros utama (spindel) berupa tempat kedudukan pencekam untuk berdirinya benda kerja.



d. Eretan utama (appron) akan bergerak sepanjang meja sambil e. f. g. h.



membawa eretan lintang (cross slide) dan eretan atas (upper cross slide) dan dudukan pahat. Eretan Melintang yang menggerakan pahat arah melintang. Eretan Memanjang yang menggerakan pahat arah vertikal. Kepala Lepas, sejajar kepala tetap untuk membantu pergerakan spindel dalam memegang benda kerja.



2.2.1. Pemograman Mesin CNC Program CNC adalah sejumlah urutan perintah logis yang disusun dengan kode-kode huruf dan angka yang bisa dimengerti oleh unit kontrol mesin



Universitas Pamulang



8



Sistem persumbuan pada mesin CNC diaturberdasarkan standar ISO 841 dan DIN 66217. Untuk berbagai macam mesin, sistem penentuan sumbunya mengikuti kaidah tangan kanan.







Pemrograman Absolut



Universitas Pamulang



9







Pemrograman Inkremental



2.3. Macam-Macam Milling 1. Frais Periperal (Slab Milling) Proses frais ini disebut juga slab milling, permukaan yang difrais dihasilkan oleh gigi pisau yang terletak pada permukaan luar badan alat potongnya. Sumbu dari putaran pisau biasanya pada bidang yang sejajar dengan permukaan benda kerja yang disayat. 2. Frais Muka (Face Milling) Pada frais muka, pisau dipasang pada spindel yang memiliki sumbu putar tegak lurus terhadap permukaan benda kerja. Permukaan hasil proses frais dihasilkan dari hasil penyayatan oleh ujung dan selubung pisau. 3. Frais Jari (End Milling) Pisau pada proses frais jari biasanya berputar pada sumbu yang tegak lurus permukaan benda kerja. Pisau dapat digerakkan menyudut untuk menghasilkan permukaan menyudut. Gigi potong pada pisau terletak pada selubung pisau dan ujung badan pisau. Mesin dapat menjadi sangat berbahaya jika tidak dilakukan sesuai dengan prosedur, meskipun dia dilengkapi dengan berbagai macam alat keamanan. Berikut ini adalah beberapa regulasi keamanan yang perlu diperhatikan selama operasi mesin bubut.



Universitas Pamulang



10



2.3.1. Hal-hal yang perlu diperhatikan selama mengoperasikan mesin 



bubut: Jangan mencoba mengoperasikan mesin jika belum mengerti benar akan







prosedur pengoperasian mesin. Jangan menggunakan pakaian yang kedodoran, cincin, jam tangan jika



  



mengoperasikan mesin. Selalu menghentikan mesin sebelum melakukan pengukuran Selalu menggunakan sikat baja untuk membersihkan gram. Sebelum memasang atau melepaskan kelengkapan mesin, yakinlah bahwa







arus listrik sudah dimatikan. Jangan membuat goresan yang dalam pada benda kerja. Hal ini akan membuat lendutan/momen pada benda kerja.



Gambar 2.4



Bagian-Bagian Mesin bubut adalah sebagai berikut : 1. Ekor Tetap Dapat di stel sepanjang bangku atau bet dari pembubut untuk menampung panjang stok yang berbeda dilengkapi dengan pusat yang dikeraskan, yang dapat digerakkan masuk dan keluar oleh penyetel roda dan dengan ulir pengencang didasarnya yang digunakan untuk menyetel penyebarisan pusatnya dan untuk pembubutan tirus. 2. Batang Hantaran Mentransmisikan daya dari kotak pengubah cepat untuk menggerakkan mekanisme apron untuk daya hantaran melintang dan memanjang. 3. Kepala Tetap



Universitas Pamulang



11



Dipasang secara tetap pada bed mesin. Mempunyai spindel bolong yang tirus atau berulir untuk memasang cak dan pelat pembawa.Kepala tetap berfungsi untuk menampung dan menyangga spindel kerja danunsur penggeraknya. Unsur ini tidak hanya harus menyalurkan daya gerak motor,melainkan juga harus memungkinkan perubahan angka putaran (daerah angka putaran) untuk spindel kerja (pemilihan kecepatan sayat yang ekonomis pada garis tengah benda kerja tertentu). Selanjutnya juga maju otomatis dapat disalurkan dari spindel kerja. 4. Rakitan Kereta Luncur Mencakup perletakan majemuk, sadel pahat dan apron karena mendukung dan memadu pahat pemotong, maka harus kaku dan dikontruksi dengan ketepatan tinggi. Bagian-bagian dari rakitan kereta luncur adalah : 1. Supor (Saddle) Bagian ini merupakan bagian yang penting dari mesin bubut yang berfungsi sebagai pembawa perkakas pemotong dan bisa bergerak sepanjang landasan dengan tangan atau secara otomatis. Bagian ini bisa dikunci dimana saja sepanjang landasan. Dilengkapi juga dengan eretan lintang untuk pergerakan melintang atau surfacing dan eretan ini dipasang eretan atas yang bisa diputar dan dikunci pada setiap posisi untuk pembubutan ketirusan yang pendek. 2. Apron Apron adalah bagian supor yang membawa roda tangan untuk membawa eretan. Transpotir juga menembus apron dan dikaitkan dengan perantaraan engkol yang dipasang di depan apron. Pada permukaan apron dipasangkan berbagai roda dan tuas kendali. 3.



Kepala Lepas Kepala lepas menyangga ujung bebas dari benda kerja dan digunakan juga



untuk pengeboran dan peluasan dengan memegang benda kerja pada cakar atau plat penyetel. Kepala lepas meluncur pada landasan luncur dan pada kebanyakan mesin bubut bagian ini terbagi dua supaya bisa di stel kemudian. Ini digunakan untukpembubutan tirus yang tidak satu senter. Badan coran ini dilubangi untuk



Universitas Pamulang



12



memasukkana selongsong yang benar-benar senter dengan poros mesin atau spindle. Pengaturan kasar kepala lepas dilakukan dengan meluncurkannya sepanjang landasan dan menguncinya dengan jalan memutar tuas, setelah itu dilakukanpenyetelan halus untuk mendekatkan senter pada benda kerja dengan memutar roda pemutar.Selongsong juga bisa dikunci setelah pengesetan, sehingga tidak bergeser sewaktu dijalankan. 4.



Tuas Pengubah Kecepatan Tuas Pengubah kecepatan digunakan untuk menyetel kecepatan putaran



spindle yang diinginkan. 5.



Pemegang Pahat Digunakan untuk memegang pahat dalam proses pembubutan.



Gambar 2.5



Tungsten = suatu logam yang digunakan untuk elektroda yang tidak mencair pengelasan (non cosumable), fungsinya hanya menghubungkan arus listrik dari sumber



daya



ke



logam



yang



berbentuk



busur



panas



Inert = tidak giat (aktif) Gas = bahan salutan yang melindungi busur dan daerah cairan logam. Pengelasan dengan gas pelindung Argon (Tungsten Iner Gas) Merupakan salah satu pengembangan dari pengelasan yang telah ada yaitu pengembangan dari pengelasan secara manual yang khususnya untuk pengelasan non ferro.



Universitas Pamulang



13



Gambar 2.6



2.4.



Perbedaan Disc Clucth Kering Dan Basah Dry Type Steering Clutch (tipe kering) dimana steering clutch yang



terpasang tidak direndam oleh oli, pada disc lapisan luarnya dilapisi material yang tahan panas dan tidak mudah aus. Pada tipe ini kita harus menjaga agar steering clutchnya jangan sampai terkena oli yang bisa berakibat steering clutchnya slip. Konstruksi steering clutch, dimana antara steering clutch dengan bevel gear diberi pembatas (sekat) agar oli untuk pelumasan dari bevel gear tidak masuk ke steering clutchnya. Wet Type Steering Clutch (tipe basah) dimana steering clutchnya yang terpasang sudah terendam oli, pada disc lapisan luarnya dilapisi oleh bimetal disc yang diberi alur-laur agar oli tersebut apabila terjadi proses en-gaged (merapat) oli bisa keluar. Pada tipe basah ini oli berfungsi sebagai pelumasan dan juga sebagai pendingin 2.5.



Jenis Mesin CNC Dalam dunia fabrikasi mekanik, banyak jenis mesin yang dilibatkan di



dalamnya, antara lain : mesin Milling, mesin Turning (bubut), Mesin Gerinda, mesin Drill (bor), dan lain-lain. Kegunaannya yaitu : 1. Mesin Milling



: Untuk membuat benda kerja dengan bentuk dasar



balok 2. Mesin Turning



: Untuk membuat benda kerja dengan bentuk dasar



silindris



Universitas Pamulang



14



3. Mesin Drill 4. Mesin Gerinda



: Untuk membuat lubang : Untuk menghaluskan permukaan benda kerja dan



mencapai kepresisian Mesin-mesin tersebut berdasarkan sistem operasinya dibagi menjadi 2 yaitu mesin. kenvensional dan mesin CNC. Mesin konvensional adalah mesin dimana pergerakan meja dan cutter dilakukan secara manual, menggunakan tangan melalui sebuah eretan. Mesin CNC adalah mesin (baik itu Milling ataupun Turning atau yang lainnya) dimana pergerakan meja dan cutter dikendalikan oleh suatu program (dengan menggunakan bahasa G-code). Dengan mesin CNC, akurasi dan kecepatan operasional mesin dapat diandalkan.Dalam artikel ini akan kita bahas teori pengoperasian mesin Milling CNC dengan sistem control FANUC. 2.5.1. Standar Keselamatan Kerja Sebelum mempelajari tentang proses permesinan dengan mesin CNC, maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk menghindarkan hal-hal yang akan mengakibatkan kecelakaan kerja maupun kerusakan mesin. 



Gunakan pakaian kerja yang pas dibadan, jangan terlalu longgar,



 



buang atau rapikan bagian-bagian pakaian yang menjuntai Gunakan selalu sepatu keselamatan (safety shoe) Gunakan kacamata pelindung ketika berhadapan dengan mesin yag







sedang beroperasi Jangan terlalu dekat dengan meja mesin di saat Pergantian Tool



 



Otomatis (Auto Tool Change) berlangsung. Jangan mengganti tool di magazine tool pada saat mesin beroperasi Jangan membersihkan chip, terutama yang berada di meja mesin pada







saat mesin beroperasi Jangan membuka pintu panel (bagian belakang mesin) pada saat mesin







sedang beroperasi Jangan menggunakan sumber arus yang cepat berubah seperti arus yang dipakai oleh mesin las di area yang berdekatan dengan mesin CNC.



Universitas Pamulang



15







Apabila terjadi hal hal yang tidak diinginkan pada saat mesin sedang beroperasi, hentikan mesin segera dengan menekan tombol Emergency







Stop. Hentikan putaran mesin dan pergerakan meja maupun spindle sebelum memasuki mesin untuk penggantian part mesin, pembersihan, ataupun



  



penyesuaian. Matikan mesin sebelum melakukan perbaikan mesin Hindarkan sirkuit atau kabel yang terbuka tanpa pengaman. Bersihkan dinding taper (miring) pada bagian dalam spindle arbor. Hal ini harus benar benar diperhatikan agar keakurasian pemotongan







cutter dapat terjamin Perhatikan pencekaman benda kerja. Jika benda kerja di cekam







pada fixture ataupun pada meja mesin, pastikan pencekamannya kuat. Pengoperasian tombol panel. Jangan menekan tombol







ataupun switch dengan memakai sarung tangan Jangan menyentuh chips dengan tangan telanjang, gunakan sarung



 



tangan Jaga kebersihan lantai di sekitar mesin. Pastikan koridor/gang/jalan disekitar mesin bersih dari barang-barang



 



yang menghalangi. Ingatkan rekan kerja soal keselamatan kerja dan kebersihan area kerja Pastikan hanya operator yang ditunjuk yang boleh mengoperasikan







mesin. Jangan







membahayakan diri dan rekan kerja, Jangan meletakkan tool dan alat perlengkapan di dalam mesin yang



  



sedang beroperasi. Kembalikan tool dan alat ke tempat semula setelah dipakai. Jangan menyentuh bagian mesin yang berputar. Jangan memposisikan anggota badan pada celah mesin pada saat mesin







sedang beroperasi. Jangan membersihkan atau melumasi bagian mesin pada saat mesin







sedangberoperasi. Jangan membersihkan bagian mesin yang berputar menggunakan kain







lap. Jangan melepas label peringatan yang telah ditempelkan di mesin.



mengoperasikan



mesin,



kecuali



yakin



tidak



akan



Universitas Pamulang



16







Jangan memakai perhiasan saat mengoperasikan mesin, seperti cincin,



 



gelang, kalung maupun sejenisnya. Mengerti, hafal dan paham akan aturan keselamatan kerja Biasakan berdoa sebelum bekerja



Pokok bahasan dalam artikel ini dibagi menjadi beberapa bagian : 1. Komponen-komponen mesin 2. Perawatan mesin 3. Tombol-tombol pada Control Panel 2.6.



Komponen-komponen mesin CNC 1. Meja mesin Mesin milling CNC bisa bergerak dalam 2 sumbu yaitu sumbu X dan sumbu Y. Untuk masing-masing sumbunya, meja ini dilengkapi dengan motorpenggerak, ball screw plus bearing dan guide way slider untuk



akursi



pergerakannya. Untuk pelumasannya, beberapa mesin menggunakan minyak oli dengan jenis dan merk tertentu, dan beberapa mesin menggunakan grease. Pelumasan ini sangat penting untuk menjaga kehalusan pergerakan meja, dan menghindari kerusakan ball screw, bearing atau guide way slider. Untuk itu pemberian pelumas setiap hari wajib dilakukan kecuali mesin tidak digunakan. Meja ini bisa digerakkan secara manual dengan menggunakan handle eretan.



Universitas Pamulang



17



Gambar 2.7 Meja mesin CNC



2. Spindle mesin Spindle mesin merupakan bagian dari mesin yang menjadi rumah cutter. Spindle inilah yang mengatur putaran dan pergerakan cutter pada sumbu Z. Spindle inipun digerakkan oleh motor yang dilengkapi oleh transmisi



berupa beltingatau kopling.



Seperti



halnya



meja



mesin, spindle ini juga bisa digerakkan oleh handle eretan yang sama. Pelumasan



untuk spindle ini



biasanya



ditangani



oleh



pembuat



mesin. Spindle inilah yang memegang arbor cutter dengan batuan udara bertekanan.



Universitas Pamulang



18



Gambar 2.8 Spindle mesin CNC



3. Magasin Tool Satu



program



NC



biasanya



menggunakan



lebih



dari



satu tool/cutter dalam satu operasi permesinan. Pertukaran cutteryang satu dengan yang lainnya dilakukan secara otomatis melalui perintah yang tertera pada



program.



Oleh



karena



itu



harus



ada



tempat



khusus



untuk



menyimpan tool-tool yang akan digunakan selama proses permesinan. Magasin Tool adalah tempat peletakkan tool/cutter standby yang akan digunakan dalam satu operasi permesinan. Magasin tersebut memiliki banyak slot untuk banyak tool, antara 8 sampai 24 slot tergantung jenis mesin CNC yang digunakan.



Universitas Pamulang



19



Gambar 2.9 Tool Magazine



4. Monitor Pada bagian depan mesin terdapat monitor yang menampilkan datadata mesin mulai dari setting parameter, posisi koordinat benda, pesan error, dan lain-lain.



Universitas Pamulang



20



Gambar 2.10 Monitor



5. Panel Control Panel control adalah kumpulan tombol-tombol panel yang terdapat pada bagian depan mesin dan berfungsi untuk memberikan perintah-perintah khusus



pada



mesin,



seperti



memutar spindle,



menggerakkan



meja,



mengubah settingparameter, dan lain-lain. Masing-masing tombol ini harus diketahui dan dipahami betul oleh seorang CNC Setter



Gambar 2.11 Panel kontrol



6. Coolant hose Setiap untuk cutter dan



mesin benda



pasti



dilengkapi



kerja. Yang



dengan



paling



sistem



umum



pendinginan



digunakan



yaitu



Universitas Pamulang



21



air coolant dan



udara



bertekanan,



melalui



selang



yang



dipasang



pada blok spindle.



Gambar 2.12 Coolant hose



Ke-enam komponen tersebut harus dipelajari terlebih dahulu dan dipahami sebelum melangkah ke bab berikutnya. 2.7.



Perawatan mesin CNC Bab ini sangat penting untuk dipahami. Pelajari terlebih dahulu cara



merawat mesin dengan benar, baru kemudian belajar cara pengoperasiannya. Bagian-bagian yang harus dirawat antara lain : Kebersihan bodi mesin, Pelumas ballscrew meja, pelumas untuk silinder udara pada spindle (apabila ada), saringan udara pada dinding panel belakang, dan lain-lain. 1. Pelumas ball screw Beberapa mesin menggunakan oli sebagai pelumas, pelumas ini biasanya ditampung dalam tabung plastik yang ditempatkan di bagian belakang mesin. Tabung ini dilengkapi dengan sensor yang terhubung dengan mesin yang akan memberikan peringatan apabila jumlah oli sudah tidak mencukupi. Jumlah oli pelumas ini harus di periksa setiap hari dan ditambah apabila perlu . Jenis oli yang bisa digunakan antara lain Vactra Oil no 2, ESSO K68, Shell T68. Beberapa



Universitas Pamulang



22



perusahaan menggunakan oli Hidrolik no 32, namun hal ini tidak dianjurkan. Satu hal yang juga sangat penting dilakukan terkait dengan pelumas ball screw ini adalah kepastian terdistribusikannya pelumas ini secara merata ke tempat-tempat yang seharusnya. Pelumas ini di distribusikan dari tabung belakang menuju meja mesin melalui pipa kecil dengan bantuan pompa. Apabila ada measalah dengan sistem distribusi, maka meja aka bergerak tanpa pelumas, akibatnya dalam waktu singkat ball screw akan rusak (aus, terbakar, dll), bearing akan hancur, dan biaya yang dikeluarkan untuk memperbaikinya akan sangat mahal. Pastikan bahwa pelumas terdistribusi dengan benar dengan cara membuka tutup meja secara periodik dan memeriksa apakah pelumas terdistribusi dengan benar. Lakukan pemeriksaan ini sebulan sekali. Gejala awal dari kerusakan ball screw atau bearing dapat dideteksi dari bunyi kasar yang dikeluarkan meja ketika meja digerakkan. Lakukan segera pemeriksaan apabila ini terjadi.



Gambar 2.13 Ball Screw Tabung pelumas



2. Pelumas Guide way slider Mesin Milling CNC memiliki 4 buah Guide way slider, yaitu perangkat yang menyangga semua beban berat meja, dan membawa meja bergerak ke sumbu dan Y. Guide way ini bertanggung jawab atas akurasi pergerakkan meja dan kemulusan gerakannya. Hubungan antara guide way, rel landasan dan meja mesin adalah mutlak sliding fit, tidak diperkenankan adanya kelonggaran



Universitas Pamulang



23



sedikitpun. Apabila itu terjadi, maka akurasi pergerakan akan melenceng jauh, dan bearing serta ball screw akan cepat rusak. Untuk menjaga konsistensinya, pergerakan guide way ini juga harus selalu dibantu oleh pelumas. Kebanyakan mesin menyatukan pelumas ini dengan pelumas pada ball screw. Tetapi ada beberapa mesin yang memisahkannya. Untuk tipe mesin ini Anda harus memeriksa distribusi pelumasan juga secara terpisah.



Gambar 2.14 Guide Way Slider



3. Pelumas untuk Silinder udara bertekanan pada proses ATC (Auto Tool Change) Pada



proses



ganti



tool



secara



otomatis,



mesin



menggunakan pneumatic cylinder yang dibantu udara bertekanan (angin) sebagai tenaganya.



Udara



bertekanan



itu



mendorong



poros



yang



ada



didalam Cylinder yang pada gilirannya akan mendorong tuas pada magasin untuk mengeluarkan tool. Untuk cylinder inipun dibutuhkan pelumas yang harus selalu kita periksa kecukupannya. Pelumas ini biasanya diletakkan pada tabung plastik kecil yang diletakkan di depan cylindernya. Meskipun pelumas untuk cylinder ini sangat awet, bisa bertahan sampai bertahun-tahun tanpa harus ditambah, tetapi pemeriksaan secara periodik tetap harus dilakukan untuk mengantisipasi



Universitas Pamulang



24



kebocoran. Jenis pelumas untuk cylinder ini bisa menggunakan oli hidrolik no.32, oli yang sama yang biasa digunakan pada mesin jahit.



Gambar 2.15 Pelumas ATC Pneumatic Cylinder



4. Saringan udara panel belakang mesin. Pada bagian belakang mesin terdapat panel tempat menyimpan perangkat keras mesin tersebut. Panel tersebut berisi kartu pengatur (untuk spindle, motor servo, amplifier), relay dan lain-lain. Pada saat mesin dihidupkan, hal ini akan meningkatkan suhu pada ruangan dalam, oleh karena itu pada pintu panel belakang biasanya dipasang satu exhaustfan yang menarik udara luar ke dalam ruangan



panel



selama



mesin



di



hidupkan.



Pada



pintu fan ini



di



pasang filter matuntuk menyaring debu yang ikut tertarik, dan filter ini akan cepat sekali kotor tertutup debu (tergantung dari lingkungan ruangan mesin



Universitas Pamulang



25



ditempatkan). Apabila filter ini tersumbat debu, fan akan gagal mendinginkan ruangan



panel,



dan



akibatnya hardware dalam



ruangan



panel



akan



mengalami overheat dan mengalami kerusakan. Bersihkan filter fanpada pintu ruangan panel belakang SETIAP HARI.



Gambar 2.16 Saringan udara panel masin



5. Tangki Coolant Setiap



mesin



memiliki



tangki



khusus



untuk



penampungan coolant (pendingin) dengan kapasitas yang berbeda-beda, berkisar



Universitas Pamulang



26



antara 200 hingga 700-an liter air, tergantung dari ukuran mesin. Alur yang terjadi pada



proses



pendinginan



benda



kerja



oleh coolant adalah



sebagai



berikut : coolant pada tangki ditarik oleh pompa menuju inlet yang terpasang pada (biasanya



blok spindle mesin)



melalui



selang



fleksible. Inlet akan



mengeluarkan coolant ke arah benda kerja atautool (tergantung arah yang dinginkan operator)



dengan



kapasitas



atur. Coolant tersebut



kemudian



akan



semburan mengalir



yang kembali



bisa ke



di dalam



tangki coolant yang berada di bagian bawah mesin. Pada saat coolantkembali mengalir ke tangki penampungan, chip yang halus akan ikut terbawa masuk karena ukurannya yang kecil sehingga bisa masuk ke celah yang kecil dan berbobot



cukup



Tumpukan chip halus



ringan pada



sehingga



mudah



tangki coolant dalam



terbawa jumlah



arus coolant. banyak



akan



mengakibatkan tersumbatnya saluran keluar dari tangki menuju selang, dan akibatnya coolant tidak akan keluar dari inlet. Permesinan pada material logam HARUS SELALU MENGGUNAKAN COOLANT. Bersihkan tangki secara periodik (2 minggu sekali atau sebulan sekali, tergantung dari produktifitas mesin dan jenis material yang digunakan).



Gambar 2.17 Tanki Coolant



Selain perawatan rutin komponen di atas, kebersihan bodi mesin secara keseluruhan harus dijaga SETIAP HARI KERJA tanpa kecuali.



Universitas Pamulang



27



BAB III METODE PENELITIAN Analisis kualitas geometrik dari komponen yang dibuat dengan melihat hasil yang didapat dari analisa kopling tetap pada mesin cnc kecil. Kekuatan kopling tetap pada mesin cnc tersebut ditampilkan dalam grafik polar. Untuk mendapatkan data tersebut langkah-langkah yang akan dilakukan adalah melakukan pengujian. Berikut langkah awal yang dilakukan untuk analisa kekuatan kopling tetap pada mesin cnc.



Universitas Pamulang



28



3.1.



Gambar Alir Penelitian MULAI



MESIN CNC KECIL



PERHITUNGAN KEKUATAN



GAYA TANGENSIAL



MOMEN PUNTIR



KEKERASAN



HASIL PERHITUNGAN



ANALISA DAN PEMBAHASAN



KESIMPULAN



SELESAI



Gambar 3.1 Gambar Alur Penelitian



Universitas Pamulang



29



3.2. Poros Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin menggunakan poros sebagai penerus tenaga dan putaran. Poros untuk meneruskan daya diklasifikasikan menurut pembebanannya: a) Poros transmisi b) Spindel c) Gandar Dalam merencanakan suatu poros harus diperhatikan hal-hal sebagai berikut: 1) kekuatan poros. 2) kekakuan poros. 3) putaran kritis poros dan ketahanan terhadap korosi. Bahan poros yang digunakan untuk mesin biasanya dibuat dari baja batang yang ditarik dingin dan difinis, Baja karbon konstruksi mesin bahan S C yang dihasilkan dari baja yang dideoksidasikan dengan ferrosilicon dan dicor. Jika P dalah daya nominal output dari motor penggerak, maka berbagai macam factor keamanan dapat diambil dalam perencanaan, sehingga koreksi pertam bias diambil kecil.jika factor koreksi f c (pada table) maka daya rencana Pd (kw) sebagai patokan adalah P d = f c P (kw) Faktor –faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan f c Daya yang akan ditrans misikan



Fc



Daya rata rata yang diperlukan



1.2 -2.0



Daya maksimum yang diperlukan



0.8 - 1.2



Daya normal



1.5 – 1.5



Universitas Pamulang



30



3.3.



Pasak Pasak adalah suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian



bagian mesin seperti roda gigi, sprocket, puli, kopling, dll.Momen diteruskan dari poros ke naf ke poros. τa = σb/(Sf1 x Sf2) 1. Kopling Pada Mesin CNC Kopling



adalah



suatu



elemen



mesin



yang



berfungsi



untuk



mentransmisikan daya dari poros penggerak (driving shaft) ke poros yang digerakkan (driven shaft), dimana putaran inputnya akan sama dengan putaran outputnya. Tanpa kopling, sulit untuk menggerakkan elemen mesin sebaikbaiknya. Dengan adanya kopling pemindahan daya dapat dilakukan dengan teratur dan seefisien mungkin. Beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh sebuah kopling adalah: a. Mampu menahan adanya kelebihan beban. b. Mengurangi getaran dari poros penggerak yang diakibatkan oleh gerakan darielemen lain. c. Mampu menjamin penyambungan dua poros atau lebih. d. Mampu mencegah terjadinya beban kejut. Dalam merencanaan suatu kopling, kita harus memperhatikan kondisi-kondisi sebagai berikut: a. b. c. d.



Kopling harus mudah dipasang dan dilepas Kopling harus dapat mentransmisikan daya sepenuhnya dari poros Kopling harus sederhana dan ringan Kopling harus dapat mengurangi kesalahan hubungan pada poros



Kopling ditinjau dari cara kerjanya dapat dibedakan atas dua jenis: a. Kopling Tetap b. Kopling Tak Tetap



2. KoplingTetap



Universitas Pamulang



31



Kopling tetap adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros penggerak ke poros yang digerakan secara pasti (tanpa terjadi selip ), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak satu garis lurus atau dapat sedikit perbedaan sumbunya. Kopling tetap selalu dalam keadaan terpasang, untuk memisahkannya harus dilakukan pembongkaran.Berbeda dengan kopling tak tetap yang dapat dilepaskan dan dihubungkan bila diperlukan, maka kopling tetap selalu dalam keadaan terhubung. Macam-Macam Kopling Tetap Kopling tetap mencakup kopling kaku yang tidak mengijinkan ketidak lurusan kedua sumbu poros, kopling luwes (fleksibel) yang sedikit ketidak lurusan sumbu poros, dan kopling universal yang dipergunakan bila kedua poros akan membentuk sudut yang cukup besar. a. Kopling Kaku Kopling ini dipergunakan bila kedua poros harus dihubungkan dengan sumbu segaris. kopling ini dipakai pada poros mesin transmisi umum di pabrikpabrik. Koplingflens kaku terdiri atas naf dengan flens yang terbuat dari besi cor ataubaja cor, dan dipasang pada ujung poros dengan diberi pasak serta diikat dengan baut pada flensnya. dalam beberapa hal naf dipasang pada poros dengan sambungan pres atau kerut. Kopling kaku tidak mengijinkan sedikitpun ketidaklurusan sumbu kedua poros serta tidak dapat mengurangi tumbukan dan getaran transmisi. pada waktu pemasangan, sumbu kedua poros harus terlebih dahulu diusahakan segaris dengan tepat sebelum baut-baut flens dikeraskan.Untuk dapat menyetel lurus kedua sumbu poros secara mudah, permukaan flens yang satu dapat dibubut ke dalam dan permukaan flens yang menjadi pasangannya di bubut menonjol sehingga dapat saling mengepas. bagian yang harus diperiksa adalah baut. Jika antara ikatan kedua flens dilakukan dengan baut-baut pas, dimana lubang-lubangnya dirim, maka meskipun di usahakan ketelitian yang tinggi, distribusi tegangan geserpada semua baut tetaptidak dapat dijamin seragam.



Universitas Pamulang



32



makin banyak jumlah baut yang dipakai, makin sulit untuk menjamin keseragaman tersebut. Rumus perencanaan kopling tetap T = πCFτ F



c 2



Tketelitian rendah, dapat terjadi bahwa hanya satu baut saja yang menerima seluruh beban transmisi hingga dalam waktu singkat akan putus. Menghitung tegangan geser pada baut T=



π 2 d 4 b τbne



τb =



B 2



(kg.mm)



8T 2 πd n e B (kg/mm2) b



Jika setelah baut itu putus terjadi lagi pembebananpada satu baut, maka seluruh baut akan mengalami hal yang sama dan putus secara bergantian.



Universitas Pamulang



33



Gambar 3.2 Macam-macam kopling tetap



b. Kopling Karet Ban Mesin-mesin



yang



dihubungkan



dengan



penggeraknya



melalui



koplingflens kaku, memerlukan penyetelan yang sangat teliti agar kedua sumbu poros yang saling dihubungkan dapat menjadi satu garis lurus. Selain itu, getaran dan tumbukan yang terjadi dalam penerusan daya antara mesin penggerakdan yang digerakkan tidak dapat diredam, sehingga dapat memperpendek umur mesin serta menimbulkan bunyi berisik. untuk menghindari kesulitan-kesulitan diatas dapat dipergunakan kopling karet ban. Kopling ini dapat berkerja dengan baik mekipun kedua sumbu poros yang dihubungkannya tidak benar-benar lurus. kopling ini juga dapat meredam tumbukan dan getaran yang terjadi pada transmisi.Meskipun terjadi kesalahan pada pemasangan poros, dalam batas-batas tertentu seperti gambar di bawah ini.



Universitas Pamulang



34



Gambar 3.3 Daerah kesalahan yang diperbolehkan pada kopling karet ban



Kopling ini masih dapat meneruskan daya dengan halus.pemasangan dan pelepasan juga dapat dilakukan dengan mudah karena hubungan dilakukan dengan jepitan baut pada ban karetnya. variasi beban dapat pula diserap oleh ban karet, sedangkan hubungan listrik antara kedua poros dapat di cegah pada gambar dibawah ini memperlihatkan susunan ban karet yang umum di pakai



Gambar 3.4 Susunan kopling karet ban



Karena keuntungannya demikian banyak, pemakain kopling ini semakin luas. Meskipun harganya agak lebih tinggi dibandingkan dengan kopling flens kaku, namun keuntungan yang diperoleh dari segi-segi lain lebih besar. Rumus perencanaan kopling karet ban



Ne =



1 I₁ ¿ K¿ ) 60 √¿ 2π



c. Kopling Fluida



Universitas Pamulang



35



Suatu kopling yang meneruskan daya melalui fluida sebagai zat perantara. kopling ini disebut kopling fluida, dimana antara kedua poros tidak terdapat hubungan mekanis.



Gambar 3.5 Bagan kopling fluida



Kopling fluida sangat cocok untuk mentran smisikan putaran tinggi dan daya besar. keuntungan dari kopling ini adalah bahwa getaran dari sisi penggerak dan tumbukan dari sisi beban tidak saling diteruskan. demikian pada pembebanan lebih, penggerak mulanya tidak akan terkena momen yang melebihi batas kemampuan. Umur mesin dan peralatan yang dihubungkan akan menjadi lebih panjang dibandingkan dengan pemakaian kopling tetapbiasa diameter poros juga dapat diambil lebih kecil. startdapat dilakukan lebih mudah dan percepat dapat berlangsung dengan halus, karena kopling dapat diatur sedemikian rupa hingga penggerak mula diputar terlebih dahulu sampai mencapai momen maksimumnya dan baru setelah itu momen diteruskan kepada poros yang di gerakan. Jika beberapa kopling fluida dipakai untuk menghubungkan beberapa penggerak mula secara serentak, distribusi beban yang merata di antara mesinmesin penggerak mula tersebut dapat diperoleh dengan mudah. Penggerak mula yang umumnya dipakai adalah motor induksi. motor ini digolongkan atas 2 tipe menurut rotornya yaitu: motor dengan lilitan,dan motor



Universitas Pamulang



36



dengan sangkarpada rotornya. rotor sangkar dapat dibagi atas rotor sangka bajing(squirrel cage), dan sangkar bajing khusus. Ada pula kopling fluida dengan penyimpan minyak didalam sirkit aliran minyak, serta kopling kembar yang merupakan gabungan antara dua kopling fluida dengan sirkit aliran minyak yang terpisah.



Gambar 3.6 Macam-macam kopling fluida



Momen yang diteruskan dikendalikan dengan mengatur jumlah minyak didalam sirkit, dan pada kopling yang terakhir pengendalian dilakukan dengan menghalangi sebagian dari sirkirt aliran fluida dengan plat penghalang. Cara yang terakhir ini dipakai padakopling dengan kpasitas besar dan mesin berputaran tinggi. d. Kopling Plat Kopling palat adalah suatu kopling yang menggunakan satu plat/lebih yang dipasang diantara kedua poros serta membuat kontak dengan poros tersebut sehingga terjadi penerusan daya melalui gesekan antara sesamanya. Kontruksi kopling ini sangat sederhana dan dapat dihubungkan dan dilepaskan dengan mudah. Besarnya tekanan ppada permukaan bidang gesek adalah tidak terbagi rata pada seluruh permukaan tersebut. Makin jauh dari sumbuh poros tekanannya semakin kecil. Jika dalam gambar besar tekanan rata-rata gesek adalah p(kg/mm 2), maka besarnya gaya yang menimbulkan tekanan ini adalah.



Universitas Pamulang



37



π 4



Ft=



2 (D 2



2 -D 2



)



Jika koefesien gesek adalah µ, dan seluruh gaya gesekan dianggap bekerja pada keliling rata-rata bidang gesek, maka momen gesek adalah T = µF



3.4.



D 1+ D 2 4



Gaya Tangensial Gaya tangensial yaitu gaya yang bekerja terhadap keliling lingkaran yang



dapat menyebabkan gaya puntir dan momen puntir, selain itu juga menyebakan bengkok. F=



T ds/2



Dimana, F = gaya tangensial (kg) T = momen rencana dari kopling tetap(kg.mm) Ds= diameter kopling tetap (mm) 3.5.



Momen puntir bahan Momen ialah kegiatan yang dilakukan oleh sebuah gaya sehingga



menghasilkan atau cenderung untuk berputar terhadap suatu titik tetap. Besarnya pengaruh pemutaran atau pemuntiran ini dapat diukur dengan menyatakan definisi. Momen suatu gaya ialah perkalian gaya dan jarak tegak lurus dari titik putar ke garis kerja gaya. Dalam satuan SI momen diukur dengan satuan Newton meter (Nm). Titik putar atau titik pusat adalah penamaan yang diberikan ke titik tetap dimana kecenderungan momen berputar itu dianggap terjadi. pembebanan yang terjadi pada momen ialah: Momen dengan beban terpusat Momen dengan beban terpusat ialah momen yang terjadi akibat dari pembebanan yang berpusat pada suatu titik.



Universitas Pamulang



38



Jika momen puntir (disebut juga momen rencana) adalah T (kg.mm) maka; T 2 πn ₁ ( )( 1000 60 ) Pd= 102



Sehingga pd T =9,74 x 10⁵ n₁ Dari gaya puntir yang terjadi dengan poros diameter 17mm .tegangan geser yang terjadi τ,bila momen rencana Bila momen rencana T (kg.mm) dibebankan pada suatu diameter poros d (mm), maka tegangan geser (kg.mm2) yang terjadi adalah ; T Τ=



π d3 16



( )



=



5.1 T d³



Meskipun dalam perkiraan sementara ditetapkan bahwa beban hanya terdiri atas momen puntir saja. Dari persamaan diatas diperoleh rumus untuk menghitung diametr poros �= Dimana ;



[



]



5.1 Kt CbT ⅓ τ



τₐ = σ�/(S f 1 x S f 2)



Perhitungan putaran kritis Nc =52700



√



d² I 11 W



Dimana ; W = berat beban yangberputar I = jarak antara bantalan



3.5.1. Rumus Perhitungan Pada Kopling Plat Tetap Pada kopling tetap yang menderita beban punter dan beban lentur sekaligus, maka pada permukaan kopling akan terjadi tegangan geser karena



Universitas Pamulang



39



momen puntir dan tegangan lentur karena momen lengkungan, maka daya rencana kopling dapat ditentukan dengan rumus; Pᵈ= ƒсΡ(ҟԜ)



Dimana :



Pd = daya rencana (kW) Fc = factor koreksi P = daya nominal motor penggeran (kW)



BAB IV PERHITUNGAN d.1.



Data Data dari penelitian pada kopling plat penghubung dari motor servo 2000



kw 1400rpm yang dihubungka pada eretan memanjang mesin CNC BENCH DRILLING



Gambar 4.1 Spesimen uji



Berikut data data spesimen uji diatas Jenis Tipe Bahan clutch disk Diameter dalam Diameter luar Tebal plat kopling Bahan plat kopling Jarak plat kopling dengan clutch disk



Kopling tetap plat Kopling kering Baja 17mm 50mm 0.7mm Jis G 32321 5mm



Universitas Pamulang



40



Tebal clutch disk



d.2.



3mm



Perhitungan data Perhitungan data yang dilakukan pada kopling tetap mengenai gaya



tangentsial, momen puntir, dan uji puntir. d.3.



Perhitungan data pada kopling tetap a



Momen puntir kopling plat tetap



Gambar 3.1 Bidang permukaan plat kopling



Ft =



π 2 2 D −D 4 2 1



(



)



Po



Dimana ; D₁ = Diameter dalam bidang (17mm) D₂ = Diameter luar bidang (50mm) Dari data – data tersebut diatas, maka dapat ditemukan besar Ft (gaya tekanan ) Ft =



π 2 2 D −D 4 2 1



(



)



Po



=



3.14 4



(50²mm - 17²mm) 0.5 kg/mm²



=



3.14 4



(2500 – 289) 0.5



=



3.14 4



(2211) 0.5



Universitas Pamulang



41



=



3.14 4



=



3471 4



(11055)



= 86775 kg ≈ 86775 N Jadi,hasil perhitungan Ft (gaya tekan) adalah 86776 kg ≈ 86775 N



b Momen puntir pada plat kopling M = Ft x R Dimana ; Ft = Gaya tekan (86775 N) R



=Radius tengah kanvas (50 – 17 = 33 mm



≈ 0.033 m)



Gaya lingkaran sama dengan gaya gesek → FR = Ft Dari data – data tersebut diatas, maka dapat ditentukan besar M (momen puntirnya) ; M = Ft x R = 86775 N x 0.033m = 28,63 Nm Jadi, besar M (momen puntirnya) adalah 28.63 Nm c Gaya tangensial Gaya tangensial yang terjadi pada kopling tetap T=



2000 =



2 π .ϰ 60 T .2 π .ϰ 60



2000 (60) = T .2π .� T=



2000 (60) 2π .ϰ



Universitas Pamulang



42



=



2000(60) 2 ( 3.14 ) .1400



=



12000 8792



= 1,364.87716



= 1.364.87



F=



N mm



kg mm



T ds/2



=



Nm mm Nm 28.63 2



=



Nm mm N 28.630 mm/ 2



1364.87



1364.87



= 95.345



N kg



Jadi gaya tangensial yang terjadi pada kopling tetap adalah 95.345



N kg



d Uji kekerasan bahan Bahan palat kopling yang akan diuji kekerasannya di mesin HB 1839 N adalah besi baja JIS G 3221



Universitas Pamulang



43



Gambar 4.2 Alat ji kekerasan



Hasil uji kekerasan plat kopling dengan rata rata kekerasan 208,6 HB N0 1 2 3 4 5



Hasil kekerasan material JIS G 3221 206 215 210 208 204



Unsure kimia C Si 0,48 atau 0,15-0,35 kurang



Mn 0,30-0,85



P 0,030



S 0,030



atau



atau



kurang



kurang



Cr 0,90-1,50



Mc 0,15-0.30



Universitas Pamulang



44



Sifat mekanis Bentuk plat SFCM 60 D SFCM65 D SFCM 70 D SFCM 75 D SFCM 80 D SFCM 85 D SFCM 90 D SFCM 95 D SFCM 100 D



Kekuatan tarik (kg/mm2) 60 – 75 65 – 80 70 – 85 75 – 90 80 – 95 85 – 100 90 – 105 95 – 110 100 -115



Batas mulur



Kekerasan HB



(kg/mm2) 37 42 46 50 55 59 64 70 77



170 187 201 217 229 241 255 269 285



BAB V KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan Kesimpulan dari perhitungan adalah gaya tangensial pada kopling tetap mesin CNC BENCH DRILLING 95.345 N/kg dan momen puntirnya 28.63 Nm. Daya motor servo 2000 kw dengan jumlah putaran 1400 rpm .Gaya reaksi sama besar dengan gaya puntir. Luas penampang kopling dan poros pada kopling D.17 tidak mempengaruhi putara kopling. Kopling tetap pada mesin CNC BENCH



Universitas Pamulang



45



DRILLING eretan memanjang menggunakan kopling tetap plat tetap lebih efisien dalam mentrasfer tenaga putar.



DAFTAR PUSTAKA 1. Sularso dan Kiyokatsu Suga “Dasar Perencanaan dan Perencanaan Elemen Mesin” 2. http://www.teknikmesin.net/2014/03/prinsip-prinsipdasarhidrolik.html#sthash.j3N3xjkq.dpuf 3. https://www.academia.edu/8994751/Teknologi_CNC_Computer_Numeric al_Control_



Universitas Pamulang



46



Universitas Pamulang