Pada proses perancangan alat ini dibutuhkan proses pembuatan beberapa komponen alat yaitu :
2.6.1 Perhitungan Mesin Bubut
Mesin bubut merupakan salah satu jenis mesin perkakas. Prinsip kerja pada proses turning atau lebih dikenal dengan proses bubut adalah proses penghilangan bagian dari benda kerja untuk memperoleh bentuk tertentu. Disini benda kerjaakan diputar / rotasi dengan kecepatan tertentu bersamaan dengan dilakukan nya proses pemakanan oleh pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relative dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak umpan(feeding).
a. Rumus perhitungan mesin. N
=
Dimana :
Vc = kecepatan potong ( m / menit ) d = diameter benda kerja ( mm ) N = banyak putaran ( rpm )
b. Rumus pemakanan memanjang
T m =
………..………...(2.32)
c. Rumus pemakanan melintang
Tm =
...(2.33)
Dimana :
Tm = waktu pengerjaan ( menit )
L = panjang benda kerja yang dibubut (mm )
Sr = kedalaman pemakanan ( mm / putaran )
N = kecepatan putaran mesin (rpm)
r = jari – jari benda kerja
2.6.2Perhitungan Mesin bor
Mesin bor adalah suatu jenis mesin gerakan yang memutarkan alat pemotong yang arah pemakanan mata bor hanya pada sumbu mesin tersebut (pengerjaan pelubangan).Sedangkan pengeboran adalah operasi menghasilkan lubang berbentuk bulat dalam lembaran kerja dengan menggunakan pemotong berputar yang disebut bor dan memiliki fungsi untuk membuat lubang,membuat lubang bertingkat, membesarkan lubang, chamfer.
a. Rumus perhitungan putaran mesin N =
……….……… (2.34) Dimana :
Vc = kecepatan potong (m / menit)
d = diameter benda kerja ( mm )
b. Rumus perhitungan waktu pengerjaan Tm =
...(2.35) Dimana :
Tm = waktu pengerjaan ( menit )
L = kedalaman pengeboran (mm )
Sr = ketebalan pemakanan (mm / putaran ) 2.6.3Pengelasan
Berdasarkan definisi dari Deutche Industries Normen (DIN), las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan dari beberapa batang logam yang menggunakan energi panas.
Dalam pengertian lain, las adalah penyambungan dua buah logam sejenis maupun tidak sejenis dengan cara memanaskan (mencairkan) logam tersebut di bawah atau di atas titik leburnya, disertai dengan atau tanpa tekanan dan disertai dengan atau tidak disertai logam pengisi.
Berdasarkan cara kerjanya, pengelasan diklasifikasikan menjadi tiga kelas utama yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan, dan pematrian.
a. Pengelasan cair adalah metode pengelasan dimana bagian yang akan disambung dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik ataupun busur gas.
b. Pengelasan tekan adalah metode pangalasan dimana bagian yang akan disambung dipanaskan sampai lumer (tidak sampai mencair), kemudian ditekan hingga menjadi satu tanpa bahan tambahan,
c. Pematrian adalah cara pengelasan dimana bagian yang akan disambung diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair yang rendah.
1. Mesin Las
Las busur listrik umumnya disebut las listrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan menggunakan nyala busur listrik yang diarahkan ke permukaan logam yang akan disambung. Pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair, demikian juga elektroda yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada ujungnya dan merambat terus sampai habis. Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambung tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan disambung, kemudian membeku dan tersambunglah kedua logam tersebut. Mesin las busur listrik dapat mengalirkan arus listrik cukup besar tetapi dengan tegangan yang aman (kurang dari 45 volt). Busur listrik yang terjadi akan menimbulkan energi panas yang cukup tinggi sehingga akan mudah mencairkan logam yang terkena. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan dengan memperhatikan ukuran dan type elektrodanya. Pada las busur, sambungan terjadi oleh panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi antara benda kerja dan elektroda. Elektroda atau logam pengisi dipanaskan sampai mencair dan diendapkan pada sambungan sehingga terjadi sambungan las. Mula - mula terjadi kontak antara elektroda dan benda kerja sehingga terjadi aliran arus, kemudian dengan memisahkan penghantar timbullah busur. Energi listrik diubah menjadi energi panas dalam busur dan suhu dapat mencapai 5500 °C. Ada tiga jenis elektroda logam, yaitu elektroda polos, elektroda fluks dan elektroda berlapis tebal. Elektroda polos terbatas penggunaannya, antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Biasanya digunakan polaritas langsung. Mutu pengelasan dapat ditingkatkan dengan memberikan lapisan fluks yang tipis pada kawat las. Fluks membantu melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida - oksida yang tidak diinginkan. Tetapi kawat las berlapis merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam berbagai pengelasan komersil.
1. Mesin las arus bolak-balik (Mesin AC)
Mesin memerlukan arus listrik bolak - balik atau arus AC yang dihasilkan oleh pembangkit listrik, listrik PLN atau generator AC, dapat digunakan sebagai sumber tenaga dalam proses pengelasan. Besarnya tegangan listrik yang dihasilkan oleh sumber pembangkit listrik belum sesuai dengan tegangan yang digunakan untuk pengelasan. Bisa terjadi tegangannya terlalu tinggi atau terlalu rendah, sehingga besarnya tegangan perlu disesuaikan terlebih dahulu dengan cara menaikkan atau menurunkan tegangan. Alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan ini disebut transformator atau trafo. Kebanyakan trafo yang digunakan pada peralatan las adalah jenis trafo step-down, yaitu trafo yang berfungsi menurunkan tegangan. Hal ini disebabkan kebanyakan sumber listrik, baik listrik PLN maupun listrik dari sumber yang lain, mempunyai tegangan yang cukup tinggi, padahal kebutuhan tegangan yang dikeluarkan oleh mesin las untuk pengelasan hanya 55 volt sampai 85 volt. Transformator yang digunakan pada peralatan las mempunyai daya yang cukup besar. Untuk mencairkan sebagian logam induk dan elektroda dibutuhkan energi yang besar, karena tegangan pada bagian terminal kumparan sekunder hanya kecil, maka untuk menghasilkan daya yang besar perlu arus besar. Arus yang digunakan untuk peralatan las sekitar 10 ampere sampai 500 ampere. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan las. Untuk keperluan daya besar diperlukan arus yang lebih besar pula, dan sebaliknya.
Gambar 2.14 Mesin Las AC (Sumber : Google Picture)
2. Mesin las arus searah (Mesin DC)
Listrik yang digunakan untuk memperoleh nyala busur listrik adalah arus searah. Arus searah ini berasal dari mesin berupa dynamo motor listrik searah. Dinamo dapat digerakkan oleh motor listrik, motor bensin, motor diesel, atau alat penggerak yang lain. Mesin arus yang menggunakan motor listrik sebagai penggerak mulanya memerlukan peralatan yang berfungsi sebagai penyearah arus. Penyearah arus atau rectifier berfungsi untuk mengubah arus bolak - balik (AC) menjadi arus searah (DC). Arus bolak - balik diubah menjadi arus searah pada proses pengelasan mempunyai beberapa keuntungan, antara lain:
a. Nyala busur listrik yang dihasilkan lebih stabil,
b. Setiap jenis elektroda dapat digunakan pada mesin las DC, c. Tingkat kebisingan lebih rendah,
d. Mesin las lebih fleksibel, karena dapat diubah ke arus bolak-balik atau arus searah.
Gambar 2.15 Mesin Las DC (Sumber : Google Picture)
Mesin las DC ada 2 macam, yaitu mesin las stasioner atau mesin las portabel. Mesin las stasioner biasanya digunakan pada tempat atau bengkel yang mempunyai jaringan listrik permanen, misal listrik PLN. Adapun mesin las
portabel mempunyai bentuk relatif kecil biasanya digunakan untuk proses pengelasan pada tempat - tempat yang tidak terjangkau jaringan listrik. Hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian mesin las adalah penggunaan yang sesuai dengan prosedur yang dikeluarkan oleh prabrik pembuat mesin, perawatan yang sesuai dengan anjuran. Sering kali gangguan - gangguan timbul pada mesin las, antara lain mesin tidak mengeluarkan arus listrik atau nyala busur listrik lemah.
3. Mesin las ganda (Mesin AC-DC)
Mesin las ini mampu melayani pengelasan dengan arus searah (DC) dan pengelasan dengan arus bolak - balik. Mesin las ganda mempunyai transformator satu fasa dan sebuah alat perata dalam satu unit mesin. Keluaran arus bolak-balik diambil dari terminal lilitan sekunder transformator melalui regulator arus. Adapun arus searah diambil dari keluaran alat perata arus. Pengaturan keluaran arus bolak - balik atau arus searah dapat dilakukan dengan mudah, yaitu hanya dengan memutar alat pengatur arus dari mesin las. Mesin las AC-DC lebih fleksibel karena mempunyai semua kemampuan yang dimiliki masing-masing mesin las DC atau mesin las AC. Mesin las jenis ini sering digunakan untuk bengkel-bengkel yang mempunyai jenis-jenis pekerjaan yang bermacam-macam, sehingga tidak perlu mengganti-ganti las untuk pengelasan berbeda.
Gambar 2.16 Mesin Las AC/DC (Sumber : Google Picture)
b. Menentukan besarnya arus listrik
Besar arus dan tegangan listrik yang digunakan dalam pengelasan harus diatur sesuai kebutuhan. Daya yang dibutuhkan untuk pengelasan tergantung dari besarnya arus dan tegangan listrik yang digunakan. Tidak ada aturan pasti besar tegangan listrik pada mesin las yang digunakan. Hal ini berhubungan dengan keselamatan kerja operator las tubuh manusia tidak akan mampu menahan arus listrik dengan tegangan yang tinggi. Tegangan listrik yang digunakan pada mesin las (tegangan pada ujung terminal) berkisar 55 volt sampai 85 volt. Tegangan ini disebut sebagai tegangan pembakaran. Bila nyala busur listrik sudah terjadi maka tegangan turun menjadi 20 volt sampai 40 volt. Tegangan ini disebut dengan tegangan kerja. Besar kecilnya tegangan kerja yang terjadi tergantung dari besar kecilnya diameter elektroda.
Semakin besar arus yang terjadi. Dengan alasan diatas maka pada mesin las pengaturan yang dilakukan hanya besar arusnya saja. Pengaturan besar kecilnya arus dilakukan dengan cara memutar tombol pengatur arus. Besar arus yang digunakan dapat dilihat pada skala yang ditunjukkan oleh amperemeter (alat untuk mengukur besar arus listrik) yang terletak pada mesin las. Pada masing-masing las, arus minimum dan arus maksimum yang dapat dicapai berbeda-beda, pada umunya berkisar 100 ampere sampai 600 ampere. Pemilihan besar arus listrik tergantung dari beberapa faktor, antara lain: diameter elektroda yang digunakan, tebal benda kerja, jenis elektroda yang digunakan, polaritas kutub -kutubnya dan posisi pengelasan.
Pengaruh aruh listrik pada hasil las :
Bila arus terlalu rendah (kecil), akan menyebabkan:
1. Penyalaan busur listrik sukar dan busur listrik yang terjadi tidak stabil, 2. Terlalu banyak tumpukan logam las karena panas yang terjadi tidak
mampu melebihkan elektroda dan bahan bakar dengan baik, 3. Penembusaun kurang baik,
Pengaruh kecepatan elektroda pada hasil las :
Untuk menghasilkan rigi–rigi las yang rata dan halus, kecepatan tangan menarik atau mendorong elektroda waktu mengelas harus stabil. Apabila elektroda digerakkan:
1. Tepat dan stabil, menghasilkan daerah perpaduan dengan bahan dasar dan perembesan luasnya baik.
2. Terlalu cepat, menghasilkan perembesan las yang dangkal karena pemanasan bahan bakar dasar
3. Terlalu lambat, menghasilkan alur yang lebar (lihat gambar). Hal ini dapat menimbulkan kerusakan sisi las, terutama bila bahan dasar yang dilas tipis.
c. Elektroda
Elektroda atau kawat las ialah suatu benda yang dipergunakan untuk melakukan pengelasan listrik yang berfungsi sebagai pembakar yang akan menimbulkan busur nyala.
d. Elektroda Berselaput
Elektroda berselaput yang dipakai pada Ias busur listrik mempunyai perbedaan komposisi selaput maupun kawat Inti. Pelapisan fluksi pada kawat inti dapat dengah cara destrusi, semprot atau celup. Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 mm sampai 7 mm dengan panjang antara 350 sampai 450 mm. Jenis-jenis selaput fluksi pada elektroda misalnya selulosa, kalsium karbonat (Ca C03), titanium dioksida (rutil), kaolin, kalium oksida mangan, oksida besi, serbuk besi, besi silikon, besi mangan dan sebagainya dengan persentase yang berbeda-beda, untuk tiap jenis elektroda. Tebal selaput elektroda berkisar antara 70% sampai 50% dari diameter elektroda tergantung dari jenis selaput. Pada waktu pengelasan, selaput elektroda ini akan turut mencair dan menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Udara luar yang mengandung O2 dan N akan dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam las. Cairan selaput yang disebut terak akan terapung dan membeku
melapisi permukaan las yang masih panas. Elektroda ( Kawat las) memiliki kode spesifikasi yang dapat kita lihat pada kardus pembungkusnya.
2.6.4 Mesin Potong Besi
Mesin Potong Besi Dalam mesin potong besi ini dapat memotong benda-benda yang terbuat dari besi dan benda-benda-benda-benda logam lainnya.
2.17 Mesin Potong Besi
Adapun langkah-langkah untuk mengoperasikan mesin potong besi adalah sebagai berikut:
1. Memasang benda seperti pipa bulat, besi kotak, plat besi, besi siku dan sebagainya ke Vise Plate kemudian menetekan dengan mengatur Vise Handle.
2. Benda kerja yang panjang harus ditopang dengan balok kayu sebelum pemotongan berlangsung.
3. Memasang kabel penghubung ke stop kontak dan memastikan kabel dalam keadaan normal, aman, tidak melilit dan tidak ketarik.
4. Menghidupkan mesin dengan menekan dan menahan tombol Trigger, serta secara perlahan lengan pemotong diturunkan.
5. Menyelesaikan pemotongan dengan baik dan melepaskan tombol
Trigger setelah proses pemotongan selesai. (Sumber: Bima Aksara, 1984, Teknik Pemesinan).