Proposal Rancang Bangun Alat Uji Material Impact Metode Charpy [PDF]

Citation preview

PROPOSAL RANCANG BANGUN ALAT UJI MATERIAL IMPACT METODE CHARPY



Disusun Oleh :      



Adam Arisprayoga Andi Hifzhuddin Rahman Arief Nur Patmaji Dody Setyo Wibowo Muhamad Taufiq Prasetyo Dwiputra



( 20413108 ) ( 20413868 ) ( 21413301 ) ( 22413629 ) ( 25413787 ) ( 26413896 )



FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS GUNADARMA DEPOK 2016 BAB I



PENDAHULUAN



1.1Latar Belakang Dewasa ini kebutuhan akan material terutama logam sangatlah penting. Besi dan baja merupakan salah satu dasar suatu konstriksi. Dengan berbagai macam kebutuhan sifat mekanik yang dibutuhkan oleh suatu material ialah berbeda-beda . sifat mekanik tersebut terutama meliputi kekerasan, keuletan, kekuatan, ketangguahan, sifat mampu las serta sifat mampu mesin yang baik. Dengan sifat pada masing-masing material berbeda, maka banyak metode untuk menguji sifat apa sajakah yang dimiliki oeh suatu material tersebut. Uji impact merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengetahui kekuatan, kekerasan serta keuletan material . Oleh karena itu uji impact banyak dipakai dalam bidang menguji sifat mekanik yang dimiliki oleh suatu material tersebut. Uji impact adalah pengujian dengan menggunakan pembebanan yang cepat (rapid loading). Pengujian impak merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut. Inilah yang membedakan pengujian impak dengan pengujian tarik dan kekerasan, dimana pembebanan dilakukan secara perlahan-lahan. Pengujian impak merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dalam perlengkapan transportasi atau konstruksi dimana beban tidak selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba. Dengan terus berkembangnya teknologi di dunia industri, pada khusus nya dalam alat uji material impact charpy yang semakin berkembang . Perkembangan tersebut harus diiringi pula dengan pengetahuan mahasiswa teknik mesin yang harus mampu megikuti perkembangan dalam berkembangnya dunia industri.



Sehubungan dengan alat uji impact charpy yang digunakan dalam praktikum pada Laboratorium Teknik Mesin Lanjut jurusan teknik mesin Universitas Gunadarma , menurut penulis penggunaan alat uji impact charpy yang berada di



Laboratorium Teknik Mesin Lanjut Universitas Gunadarma masih



menggunakan alat uji yang sangat sederhana yang dilakukan secara manual dan memerlukan energi yang besar dan alat uji impact yang berada di Laboratorium Teknik Mesin Lanjut sudah tidak memenuhi persyaratan , maka penulis melihat adanya peluang untuk membuat dan berinovasi sebuah alat uji impact yang cepat, akurat, efisien dan mempunyai daya yang besar. Pada awalnya di Laboratorium Universitas Gunadarma alat uji impact masih menggunakan sistem manual dengan tenaga manusia untuk menaikan pendulum sesuai ketinggian/sudut yang sesuai dengan spesifikasi material yang akan diuji. Direncanakan untuk pembuatan alat ini dengan menggunakan gigi transmisi agar energi yang dikeluarkan lebih efisien. Selain menggunakan gigi transmisi untuk menaikan pendulum, kami juga berinovasi untuk membuat sistem pengereman yang bertujuan untuk mempercepat pendulum berhenti keposisi awal. Selain untuk mempermudah dan mempercepat proses pengujian, dalam pengujian impak menggunakan alat terbarukan ini diharapkan hasil pengujian yang didapat lebih tepat dan efesien. Dalam pembuatan sebuah alat alat uji impak ini dibutuhkan pemilihan bahan yang tepat, sehingga alat ini mampu bekerja secara optimal. Serta pengoperasiannya sangat sederhana, agar semua orang dapat menggunakan alat tersebut. Di samping itu, dalam pemilihan bahan yang tepat akan dihasilkan alat/mesin yang baik pula dilihat dari segi kekuatan maupun masa kerja dari alat tersebut



1.2 Rumusan Masalah Dari latar belakang diatas, dapat di simpulkan bahwa perlu dibuatnya suatu alat uji impact dengan metode charpy yang sederhana dan effisien, dalam proses pembuatan alat ini muncul beberapa permasalahan yaitu : a. Bagaimana desain alat uji impact yang effisien dan sesuai standar yang berlaku ? b. Bagaimana pemilihan material alat uji impact ? c. Bagaimana proses pembuatan alat uji impact tersebut ? d. Bagaimana mekanisme kerja alat uji impact metode charpy tersebut ?



1.3 Tujuan Adapun tujuan dari rancang bangun alat uji impact metode charpy ini adalah sebagai berikut : a. Untuk memenuhi persyaratan sebagai salah satu syarat memperoleh



gelar sarjana Universitas Gunadarma. b. Merancang dan membangun alat uji material impact dengan metode charpy yang memiliki nilai effisien dan akurat serta bermanfaat dimana dapat digunakan dalam kegiatan praktikum pada Laboratorium Teknik Mesin Lanjut , Universitas Gunadarma.



1.4 Manfaat Manfaat dari rancang bangun alat uji impact metode charpy ini adalah sebagai berikut : a. Alat uji impact charpy yang dihasilkan dapat mendukung penelitian maupun praktikum yang di laksanakan pada laboratorium Teknik Mesin Lanjut , Universitas Gunadarma b. Menambah peralatan laboratorium Teknik Mesin Lanjut , Universitas Gunadarma



BAB II



TINJAUAN PUSTAKA



2.1 Uji Impact 2.1.1 Pengertian Uji Impact Pengujian impact merupakan suatu pengujian yang mengukur ketahanan bahan terhadap beban kejut. Inilah yang membedakan pengujian impact dengan pengujian tarik dan kekerasan dimana pembebanan dilakukan secara perlahanlahan. Pengujian impact merupakan suatu upaya untuk mensimulasikan kondisi operasi material yang sering ditemui dimana beban tidak selamanya terjadi secara perlahan-lahan melainkan datang secara tiba-tiba. 2.1.2 Prinsip Pengujian Dasar pengujian impact ini adalah penyerapan energi potensial dari pendulum beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami deformasi ..



Pada pengujian impact ini banyaknya energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahan impact atau ketangguhan bahan tersebut. Suatu bahan dapat disebut tangguh apabila memiliki kemampuan



menyerap beban kejut yang besar tanpa terjadinya deformasi atau retak dengan mudah . Pada pengujian impact, energi yang diserap oleh benda uji biasanya dinyatakan dalam satuan Joule dan dibaca langsung pada skala penunjuk yang telah di kalibrasi yang terdapat pada mesin penguji. 2.1.3 Metode Pengujian Impact Metode pengujian impact terbagi menjadi 2 jenis metode yaitu : A. Metode Charpy Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal/mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan. B. Metode Izod Pengujian tumbuk dengan meletakkan posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi, dan arah pembebanan searah dengan arah takikan.



2.2 Desain Rancang Bangun Alat Uji Impact Pembuatan dan penyusunan desain alat uji impact metode charpy ini dilakukan setelah melakukan study dari buku , jurnal dan mengamati secara langsung alat uji impact .Berdasarkan hal tersebut berikut ini merupakan konsep desain rancang bangun alat uji impact charpy.



Alat uji impact tersebut memiliki dimensi 1150 x 800 x 500 mm , dengan massa sebesar 125 kg , dengan panjang lengan pendulum 850 mm .



2.3 Komponen – Komponen Utama 2.3.1 Badan alat uji impact



Badan alat uji impact ini berfungsi sebagai tempat penopang dari tempat uji , dengan menggunkan material baja carbon ST 41 , memiliki massa sebesar 54 kg .



2.3.2 Dasar Dasar alat uji impact ini memiliki fungsi sebagai dasar dudukan dari alat uji dan sebagai peredam dan penahan dari efek tumbukan yang terjadi selama proses pengujian , menggunakan baja carbon DC 11 dan memiliki massa 10 kg .



2.3.3 Pendulum



Pendulum berfungsi sebagai beban yang akan diayunkan ke benda uji dan juga terdapat pisau pemukul untuk memathkan benda uji , menggunkan material baja karbon DC 11 memiliki massa 34 kg . 2.3.4 Steer Pengayun



Steer pengayun berfungsi sebagai alat kendali sebagai penggerak untuk lengan pengayun , diteruskan daya nya dengan menggunakan sistem gearset. 2.3.5 Poros Pengayun



Poros pengayun berfungsi sebagai penerus ayunan dari bearing dan gear set ke lengan dan pendulum nya. 2.3.6 Tempat Benda Uji



Tempat benda uji berfungsi sebagai tempat diletakkanya benda uji yang akan dilakukan pengujian . tempat benda uji menggunakan material FCN , dengan jarak 0.18 mm antar keduanya. 2.3.7 Lengan Penahan Pendulum



Lengan penahan pendulum berfungsi sebagai penahan sesaat pendulum akan menumbuk benda uji , penahan tersebut menggunakan mekanisme engsel slot sebagai penahanya.



2.3.8 Handle Rem



Handle rem digunakan sebagai tuas rem , diperoleh menggunakan sistem rem pada kendaraan roda 2 yang sudah disesuaikan.



2.3.9 Caliper Rem



Caliper rem befungsi sebagai pengunci disc brake pada saat proses pengereman , menggunakan suku cadang dari kendaraan roda 2 yang sudah disesuaikan.



2.3.10 Disc Brake Rem



Disc brake rem digunakan sebagai komponen dari sistem pengereman , menggunakan suku cadang dari kendaraan roda 2.



2.3.10 Busur Derajat dan Jarum Penunjuk



Busur derajat berfungsi sebagai alat ukur atau alat baca dari hasil pengujian. Jarum penunjuk berfungsi sebagai penunjuk angka pada busur derajat yang merupakan hasil dari pengujian. Jarum penunjuk dihubungkan ke poros pengayun dengan dibaut sehingga arah ayunanya sesuai dengan arah ayunan poros pengayun



2.3.11 Pisau Pemukul



Pisau pemukul berfungsi untuk memukul benda uji yang telah dibuat takikan. Material yang digunkan adalah Tool Steel.



2.3.12 Gear Set



Gear set digunakan sebagai sistem penerus daya untuk menggerakan posisi ketinggian derajat dari posisi pendulum , mengguakan jenis roda gigi lurus ( spur ) denga type rack dan pinion



2.3.13 Bearing



Bearing berfungsi sebagai pengayun poros , ditempatkan pada bagian kanan atas dan kiri pada bahan alat uji impact



2.4 Rincian Biaya Dalam rincian biaya ini menjelaskan perkiraan pengeluaran selama proses pembuatan alat uji impact ini , penyunan rincian harga ini dilakukan setelah melaksanakan proses survey langsung dan juga keterangan dari pemilik dan juga produsen yang sudah biasa memproduksi peralatan uji dan juga peralatan produksi industri , berikut ini merupakan rincian biaya yaitu No 1



Jenis Material



Jumlah



Keterangan



Harga



Body ( ST 41 ) AS ( FCN ) Gear set ( FCN ) Lengan Pengayun ( DC 11 )



55 8 12 7



kg kg kg kg



Rp.4.500.000 Rp.2.000.000 Rp.1.250.000 Rp.1.000.000



Pendulum ( DC 11 )



35



kg



Rp.6.500.000



Anvil / Base ( DC 11 )



20



kg



Rp.2.500.000



SUBTOTAL



Jenis



Rp.17.750.00



Jumlah



Keterangan



Biaya



2.



Komponen



Sistem Rem ( Handle ,



1



Set



Rp.



400.000



Pelengkap



Discbrake , Handle ) Jarum Penunjuk dan Busur



1



Item



Rp.



200.000



derajat Tool Steel Bolt and Nut 10L ( Mediun



1 15



Item Set



Rp. Rp.



600.000 300.000



Carbon alloy ) Bolt and Nut 8L ( Medium



10



Set



Rp.



200.000



2



Item



Rp. 600.000 Rp. 2.300.000



Carbon Alloy ) Bearing + Housing SUBTOTAL



No 3



Jenis Biaya Produksi



(Pembentukan dan 4



Ongkos Kirim



Jumlah



Keterangan



Biaya



1



Jasa



Rp. 14.000.000



1



Jasa



Rp.



Jasa biaya produksi penyambungan komponen ) Biaya sewa mobil pick up untuk pengiriman alat uji



450.000



impact



8 TOTAL BIAYA 1 2 3 4



Material Komponen Pelengkap Biaya Produksi Ongkos Kirim TOTAL



Rp. 17.750.000 Rp. 2.300.000 Rp. 14.500.000 Rp. 450.000 Rp. 35.000.000



LEMBAR PENGESAHAN



PROPOSAL RANCANG BANGUN ALAT UJI MATERIAL IMPACT METODE CHARPY



TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat dalam memperoleh gelar Sarjana , Universitas Gunadarma.



Diketahui dan Disetujui



Dosen Pembimbing



( Dr.Ir. Tri Mulyanto.,MT )



Kepala Jurusan Teknik Mesin



( Dr.Rr.Sri Poernomo Sari,ST.,MT )



DAFTAR NAMA DOSEN PEMBIMBING II



Berikut ini merupakan daftar nama mahasiswa berikut dengan dosen pembimbing II dalam Tugas Akhir Rancang Bangun Alat Uji Material Impact Charpy , Sebagai berikut :



No 1 2 3 4 5 6



Nama Mahasiswa Adam Arisprayoga Andi Hifzhuddin Rahman Arief Nur Patmaji Dody Setyo Wibowo Muhammad Taufiq Prasetyo Dwiputra



NPM 20413108 20413868 21413301 22413629 25413787 26413896



Nama Dosen Pembimbing II Agung Dwi Sapto ST. , MT Supriyono ST.,MT Supriyono ST.,MT Supriyono ST.,MT Supriyono ST.,MT Agung Dwi Sapto ST. , MT



..



( Dr. Ir. Tri Mulyanto, MT & Tim )