BAB II LANDASAN TEORI
2.1.4 Baja Profil Siku
Gambar 2.3 Baja Profil Siku
Baja Profil Siku adalah baja yang bentuknya siku atau memiliki sudut 90 derajat. Panjang baja siku ini adalah 6 meter. Biasanya, baja siku digunakan untuk membuat rak besi, tower air, konstruksi tangga, dan konstruksi besi lainnya. Jenis baja ini banyak digunakan karena profilnya yang kokoh dan tahan lama sehingga cocok untuk keperluan konstruksi jangka panjang karena bisa bertahan hingga bertahun – tahun.
Baja Profil Siku tersedia dengan sisi-sisi yang berukuran sama dan tidak sama. Pada ukuran sisi yang sama tebalnya bisa berlainan misalnya L 80 x 8, L 80 x 10 dan L 80 x 12. Profil sisinya sama dengan tebal kaki yang paling kecil paling banyak digunakan, karena paling ekonomis dalam pemakaian. Dengan demikian baja profil siku ini lebih dari pada sisi-sisinya tidak sama.
Baja Profil Siku biasanya digunakan sebagai baja kontruksi. Kami mengaplikasikannya pada rangka Mesin Pengisian Apar Sistem Otomatis Bahan Dasar Liquid.
2.2 Mesin Las Busur Listrik SMAW
Las Busur Listrik atau yang biasa disebut SMAW (Shielded Metal Arch
Welding) merupakan jenis pengelasan yang menggunakan bahan tambah
terbungkus atau elektroda atau yang biasa disebut busur listrik. Busur listrik digunakan untuk melelehkan kedua logam yang akan disambung. Terjadinya nyala busur listrik tersebut diakibatkan oleh perbedaan tegangan listrik antara kedua kutub. Perbedaan tegangan listrik tersebut biasa disebut dengan tegangan busur nyala. Besar tegangan busur nyala ini antara 20 volt sampai 40 volt. Untuk penyalaannya, elektroda digesekkan pada logam terlebih dahulu agar terjadi percikan sehingga busur elektroda akan menyala. Setelah elektroda menyala atur jarak dari logam dengan elektroda dan atur pula sudut pengelasannya. Antara ujung elektroda dengan permukaan logam akan terjadi busur nyala. Suhu busur nyala ini biasanya mencapai 5000 ° C.
Sebelum melakukan pengelasan haruslah diperhatikan jenis elektroda yang akan digunakan. Biasanya ukuran elektroda berkisar antara Ø 2,6 sampai Ø 8 mm dengan panjang antara 300 sampai 450 mm. Jenis elektroda biasanya mempengaruhi hasil dari lasan sehingga akan sangat penting mengetahui jenis dan sifat masing – masing elektroda sebagai dasar pemilihan elektroda yang tepat. Berdasarkan selaput pelindungnya elektroda dibedakan menjadi dua macam yaitu elektroda polos dan elektroda berselaput.
Elektroda berselaput terdiri dari bagian inti dan zat pelindung atau fluks. Pelapisan fluks pada bagian inti dapat dilakukan dengan cara disemprot atau dicelup. Selaput yang ada pada elektroda jika terbakar akan menghasilkan gas CO2 yang berfungsi untuk melindungi cairan las, busur listrik, dan sebagian benda kerja dari udara luar. Udara luar mengandung gas oksigen, yang dapat mengakibatkan bahan las mengalami oksidasi, sehingga dapat mempengaruhi sifat mekanis dari logam yang dilas. Oleh karena itu, elektroda yang berselaput digunakan untuk mengelas benda – benda yang butuh kekuatan mekanik, seperti halnya tangki, jembatan, dll.
Fungsi selaput elektroda (Fluks) :
1) Mencegah terjadinya oksidasi dan nitrat logam sewaktu proses pengelasan. 2) Membuat terak pelindung sehingga dapat mengurangi kecepatan
pendinginan. Kecepatan pendinginan sangat mempengaruhi kegetasan dan kerapuhan logam.
3) Menstabilkan terjadinya busur api dan mengarahkan nyala busur api sehingga mudah dikontrol.
4) Membantu mengontrol ukuran dan frekuensi tetesan logam cair.
5) Memberikan unsur tambahan untuk menyempurnakan terbentuknya logam las sesuai dengan yang dikehendaki.
6) Memberikan serbuk besi untuk meningkatkan produktivitas pengelasan. 7) Memungkinkan dilakukannya posisi pengelasan yang berbeda – beda.
Menurut klasifikasi yang dibuat oleh AWS ( American Welding
Society ), semua elektroda terbungkus pada proses pengelasan SMAW untuk
baja, baja paduan rendah, baja tahan karat, dan baja lainnya ditandai dengan huruf “ E “ yang artinya elektroda.
a. Elektroda Terbungkus Untuk Baja Lunak dan Baja Paduan Rendah Contoh : E 60 1 3 X
1. “ E “ artinya adalah elektroda terbungkus
2. Angka 60 menunjukan tegangan tarik minimum sebesar 6000 psi. Contoh : E 60XX = 60.000 psi ( tegangan tarik minimum ). 3. Angka ketiga atau keempat menunjukan posisi pengelasan.
E XX2X = hanya posisi datar dan horizontal. E XX3X = hanya posisi datar.
EXX4X = posisi datar, atas kepala, horizontal,vertical turun.
4. Angka keempat atau kelima menunjukan jenis lapisan pembungkus dan arus listrik juga sumber tenaga arus bolak – balik (AC) atau arus searah
negative (DCEN) maupun arus searah positive (DCEP).
5. Angka terakhir menunjukan chemical komposisi alloy pada logam las yang dihasilkan oleh elektroda dengan pengelasan SMAW.
Tambahan alloy → A – Carbon / Molybdenum B – Chromium / Molybdenum
C – Nickel NMY – Nickel / Molybdenum D - Manganese / Molybdenum
G - Non – specified compositions M - Military similar compositions W - Baja tahan cuaca
Tabel 1. Klasifikasi Elektroda
Klasifikasi Polaritas Busur / Arc Penetrasi Pembungku s dan Slag
Aplikasi
EXX10 DCEP Kuat Dalam Selulosa Sodium
Kobe - 6010 EXXX1 AC / DCEP Kuat Dalam Selulosa
Potasium - EXXX2 AC /DCEN Menengah Tengah Titania
Sodium
- EXXX3 AC / DC Lemah Rendah Titania
Potasium
RB 26 EXXX4 AC / DC Lemah Rendah Titania Iron
Powder
- EXXX5 DCEP Menengah Tengah Hidrg.
Rendah Sodium
-
EXXX6 AC / DCEP Menengah Tengah Hidrg. Rendah Potasium
LB 52, LB 52 U EXXX8 AC / DCEP Menengah Tengah Hidrg.
Rendah Iron powder
LB 52 – 18
EXXX9 AC /DCEN Kuat Dalam Elmenite B 10, B 17 EXX20 AC /DCEN Menengah Tengah Iron Oxide
Sodium
- EXX22 AC / DC Menengah Tengah Iron Oxide
Sodium
- EXX24 AC / DC Lemah Rendah Titania Iron
Powder
Zerode 50F EXX27 AC / DC Menengah Tengah Iron Oxide
Iron Powder - EXX28 AC / DCEP Menengah Tengah Hidrg. Iron
Powder
LB 52 – 28 EXX48 AC / DCEP Menengah Tengah Hidrg. Iron
Powder
LB 26 V
b. Elektroda Terbungkus Untuk Stainless Steel Contoh : E XXX( X ) Z 1Y
1. “ E ” adalah elektroda terbungkus.
2. Tiga atau empat angka menunjukan komposisi specific dari stainless
steel.
3. Huruf yang menunjukan modifikasi komposisi kimia yang lebih spesifik, seperti :
L → Low carbon Mo → Molibdenum MoL →Low Carbon dan
Molibdenum Cb → Columbium
4. Angka terakhir ini menunjukan bahwa kemampuan posisi pengelasan dan polaritas.
15 → DCEP 16 → DCEP atau
AC 17 → DCEP atau AC
(PT.Intan Pertiwi Industri, 1997 : 6-7) Hal – hal yang menjadi pertimbangan pemilihan elektroda :
1) Sifat kekuatan logam dasar 2) Komposisi logam dasar 3) Posisi pengelasan 4) Arus listrik las
5) Bentuk dan macam sambungan 6) Ketebalan dan bentuk logam dasar 7) Keadaan di sekitar pekerjaan
Untuk menentukan elektroda dan arus yang digunakan dalam pengelasan dapat dilihat dalam tabel berikut :
Tabel 2. Tipe elektroda dan arus yang digunakan
Diameter Tipe Elektroda Dan ArusYang Digunakan
mm inchi E 6010 E 6014 E 7018 E 70 24 E 7027 E 7028 2,5 3/32 - 80-125 70-100 70-145 - - 3,2 1/8 80-120 110-165 115-165 140-190 125-185 140-190 4 3/32 120-160 150-210 150-220 180-250 160-240 180-250 5 3/16 150-200 200-275 200-275 230-305 210-300 230-250 5,5 7/32 - 260-340 360-430 275-375 250-350 275-365 6,3 1/4 - 330-415 315-400 335-430 300-420 335-430 8 5/16 - 90-500 375-470 - - - (Soetardjo, 1997). 2.2.1 Sambungan Las
Penyambungan dalam pengelasan diperlukan untuk meneruskan beban atau tegangan diantara bagian-bagian yang disambung. Karena meneruskan beban, maka bagian sambungan juga akan menerima beban. Oleh karenanya, bagian sambungan paling tidak memiliki kekuatan yang sama dengan bagian yang disambung. Untuk dapat menyambung dua komponen logam diperlukan berbagai jenis sambungan. Pada sambungan inilah nantinya logam tambahan diberikan, sehingga terdapat kesatuan antara komponen-komponen yang disambung.
Berbagai jenis sambungan yang dimaksud adalah : 1. Sambungan Temu (Butt Joint)
2. Sambungan T (Tee joint)
3. Sambungan Sudut (Corner joint)
4. Sambungan Saling Tumpang (Lap Joint) 5. Sambungan Sisi (Edge Joint)
Gambar 2.6 Contoh Sambungan Las
1. Sambungan Temu (Butt Joint)
Sambungan butt joint adalah jenis sambungan tumpul, dalam
aplikasinya jenis sambungan ini terdapat berbagai macam jenis kampuh atau groove yaitu V groove (kampuh V), single bevel, J groove, U Groove, Square Groove untuk melihat macam macam kampuh las lebih detail silahkan lihat gambar berikut ini.
2. T (Fillet) Joint
T Joint adalah jenis sambungan yang berbentuk seperti huruf T, tipe sambungan ini banyak diaplikasikan untuk pembutan kontruksi atap, konveyor dan jenis konstruksi lainnya. Untuk tipe groove juga terkadang digunakan untuk sambungan fillet adalah double bevel, namun hal tersebut sangat jarang kecuali pelat atau materialnya sangat tebal. Berikut ini gambar sambungan T pada pengelasan.
Gambar 2.8 Sambungan T Joint (Fillet) 3. Sambungan Sudut (Corner Joint)
Corner Joint mempunyai desain sambungan yang hampir sama dengan T Joint, namun yang membedakannya adalah letak dari materialnya. Pada sambungan ini materialnya yang disambung adalah bagian ujung dengan
ujung. Ada dua jenis corner joint, yaitu close dan open. Untuk detailnya silahkan lihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.9 Sambungan Corner Joint 4. Sambungan Saling Tumpang (Lap Joint)
Tipe sambungan las yang sering digunakan untuk pengelasan spot atau seam. Karena materialnya ini ditumpuk atau disusun sehingga sering digunakan untuk aplikasi pada bagian body kereta dan cenderung untuk plat plat tipis. Jika menggunakan proses las SMAW, GMAW atau FCAW pengelasannya sama dengan sambungan fillet.
5. Sambungan Tekuk (Edge Joint)
Sisi-sisi yang ditekuk dari ke dua bagian yang akan disambung sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua ujung bagian tekukan yang sejajar tersebut. Sambungan tekuk umumnya tidak struktural tetapi paling sering dipakai untuk menjaga agar dua atau lebih plat tetap pada bidang tertentu atau untuk mempertahankan kesejajaran (alignment) awal. Merupakan sambungan las yang dibentuk bila sisi dua anggota
sambungan akan disambung. Sisi yang dilas selalu dalam bentuk sejajar satu sama lain. Jenis pengelasan ini sering dipakai dalam menyambung struktur penopang dan struktur baja yang pendek
2.3 MOTOR LISTRIK
Gambar 2.12 Motor Listrik
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.
Prinsip kerja motor listrik : Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap
2.4 TRANSMISI (GEARBOX)
Gambar 2.13 Transmisi (Gearbox)
Dalam beberapa unit mesin memiliki sistem pemindah tenaga yaitu gearbox yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya mesin ke salah satu bagian mesin lainnya, sehingga unit tersebut dapat bergerak menghasilkan sebuah pergerakan baik putaran maupun pergeseran.
Gearbox merupakan suatu alat khusus yang diperlukan untuk menyesuaikan daya atau torsi (momen/daya) dari motor yang berputar, dan gearbox juga adalah alat pengubah daya dari motor yang berputar menjadi tenaga yang lebih besar.3
Gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga, transmisi berfungsi untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindel mesin maupun melakukan gerakan
3 http://siembah96.blogspot.co.id/2014/01/pengertian-gearbox_11.html tgl 20 Maret 2016 pukul 06.45
feeding. Transmisi juga berfungsi untuk mengatur kecepatan gerak dan torsi serta berbalik putaran, sehingga dapat bergerak maju dan mundur.
Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbox, mempunyai beberapa fungsi antara lain :
1. Merubah momen puntir yang akan diteruskan ke spindel mesin. 2. Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin. 3. Menghasilkan putaran mesin tanpa selip.
Adapun rumus dasar yang berhubungan dengan perencanaan roda gigi antara lain sebagai berikut :
a. Diameter Pitch Circle (P)
Rumus dari buku deutschman (hal 521)
P = Nt/d (in) ( 1 )
Dimana : P = Diametral pitch
d = Diameter roda gigi ( inch )
b. Perbandingan Kecepatan (rv) Rumus dari buku deutschman hal 525
r v = W2/W1 = NtP/Ntg = d1/d2= n2/n1
Dimana : N1,n2 = putaran roda gigi ( rpm )
Nt1,Nt2 = jumlah gigi ( buah )
d1,d2= diameter roda gigi ( inch )
c. Jarak Poros (C)
Rumus dari buku deutschman hal 528
C = d1+d2 (in)
Dimana : C = jarak poros antara dua roda gigi
d = diameter roda gigi
d. Kecepatan Pitch Line / Garis Kontak (Vp) Rumus dari buku deutschman hal 563
Vp = π.d.n (ft/mnt)