BAB II LANDASAN TEORI
2.4 Tahap Awal Pengujian
Adapun hal-hal yang dilakukan sebelum pengukuran ketelitian geometrik mesin bubut dilakukan sebagai berikut:
a. Penyelarasan
Sebelum tahap pengujian ketelitian geometrik dimulai maka perlu diperhatikan terlebih dahulu keadaan penempatan mesin bubut terhadap fondasinya. Tempat-tempat tumpuan mesin bubut yang bersangkutan diatur sedemikian rupa sehingga bidang referensinya tidak ada yang mengalami puntiran (twisting) dan sebisa mungkin horizontal. Penempatan mesin yang tidak baik sehingga mengakibatkan puntiran pada bidang referensinya bisa berakibat buruk misalnya seperti:
1. dalam pengujian ketelitian geometrik mesin bubut, penempatan peralatan ukur maupun alat bantu adalah pada bidang referensi tersebut. Keadaan bidang referensi yang terpuntir berakibat hasil-hasil pengukuran itu tidak bisa diandalkan.
2. Pembebanan statik maupun dinamik yang tidak seimbang pada tempat-tempat tumpuan maupun bidang-bidang lintasan (misalnya lintasan luncur) sehingga bisa mengakibatkan keausan yang tidak merata maupun gerakan yang tersedat (stick-sli).
Untuk menghindari hal itu maka mesin bubut terlebih dahulu diselaraskan (levelling). Penyelarasan mesin bubut dikerjakan dengan mempergunakan water-pas yang diletakkan pada tempat-tempat tertentu sesuai dengan bidang referensi pada mesin bubut yang bersangkutan. Setiap water-pas yang dipergunakan baik dalam proses penyelarasan maupun dalam pengujian ketelitian sebaiknya dikalibrasi terlebih dahulu pada meja rata.
b. Pengkondisian Temperatur Komponen-komponen Sebelum Pengujian
20 Tujuan pengkondisian ini adalah supaya temperatur beberapa komponen mesin bubut yang diuji itu mendekati keadaan normal pemakainnya sehari-hari. Keadaan ini terjadi misalnya pada kepala diam (head-stock) tempat dirakitnya spindel utama (main-spindle) dan bantalannya, serta tempat berbagai roda gigi reduksi. Dalam pemakainnya maka temperatur komponen-komponen mesin bubut tersebut relatif lebih tinggi dari komponen lainnya dan mengalami pemuaian yang memungkinkan perubahan bentuk maupun pergesaran posisi komponen tersebut.
Pengkondisian temperatur tersebut dikerjakan dengan dengan menjalankan mesin bubut itu dalam keadaan tanpa beban (idle-running).
Kecepatan putar spindel utama dipilih yang termasuk kelompok putaran yang tinggi dan untuk selang waktu tertentu sehingga dicapai keadaan temperatur yang mapan (steady-state). Lama pemutaran tanpa beban biasanya 60 menit dan temperatur rata-rata kepala diam adalah 56 derajat celcius.
c. Lembar Uji (test-chart)
Dalam pasal yang lalu telah disebutkan bahwa pabrik pembuiat mesin bubut mencantumkan angka-angka hasil pengetesan ketelitian mesin bubut pada lembar uji. Pemakaian ataupun pembeli mesin bubut bisa mengetahui kualitas mesin bubutnya dengan mengkaji data yang tercantum pada lembar uji yang disertakan pada dokumen mesin bubut yang bersangkutan.
Lembar uji yang lengkap biasanya memberikan informasi sebagai berikut:
1. Standar yang dipergunakan dalam pengujian ketelitian geometrik mesin bubut tersebut.
2. Jenis pengujian dan urutan proses pengujian serta jumlah keseluruhan jenis pengujian.
3. Gambar sket masing-masing jenis pengujian yang merupakan ilustrasi pengujian dan bisa memberikan informasi tentang:
a. Tempat pemasangan alat bantu dan tempat peletakan alat ukur.
b. Jenis alat ukur dan alat bantu yang dipergunakan.
21 c. Proses pengukuran.
4. Penyimpangan yang diijinkan dan spesifikasi penyimpangan pada masing-masing jenis pengujian.
5. Data kuantitatif hasil pengujian ketelitian geometrik yang dilakukan oleh pabrik yang bersangkutan (atau pihak ketiga yang bisa merupakan suatu institusi pengujian).
6. Tanggal dilakukan pengujian tersebut.
7. Nama penanggung jawab pengujian ketelitian geometrik.
Apabila no.3 tidak tercantum pada lembar uji maka informasi pelengkap bisa dicari pada dokumen standar yang dipergunakan atau dokumen ISO.
2.4 Standarisasi Pengujian
Mesin-mesin perkakas yang telah dibongkar, pemasangan dan penyetelannya kembali paling tidak harus mendekati standar yang ada dalam prosedur pengujian mesin perkakas. Secara kasar semua penyimpangan-penyimpangan yang terjadi tidak boleh melebihi harga 0,02 mm sampai 0,05 mm. Adapun standar yang dapat dipakai dalam pengujian mesin perkakas yang akan dilakukan dalam pengujian ini bertujuan untuk menentukan kelayakan operasional suatu mesin perkakas melalui pengujian karakteristik geometri berdasarkan standar ISO-1708.
22
BAB III
METODA PENGUJIAN
3.1 Prosedur Pengujian
Dalam melakukan prosedur pengujian kita perlu membuat diagram kerja dari sebuah pengujian yang untuk memudahkannya dalam melakukan pengujian. Berikut ini adalah diagram alir dari prosedur pengujian mesin bubut Maximat V13 :
Gambar 3.1 Diagram Alir Pengujian
mulai
Tahap persiapan
Mesin bubut maximat V13
Prosedur pengujian
Data hasil pengujian
Analisa hasil pengujian
kesimpulan
selesai
23 3.2 Waktu dan Tempat Pengujian
Waktu pelaksanaan pengujian ini dimulai setelah kepala konsentrasi menyetujui proposal Tugas Akhir sampai dengan selesai. Dan tempat pelaksanaan pengujian ini dilakukan di Bengkel Mekanik Politeknik Negeri Padang.
3.3 Bahan dan Peralatan
Bahan yang digunakan dalam melakukan pengujian ini adalah a. Mesin Bubut.
Peralatan yang digunakan dalam melakukan pengujian ini adalah:
a. Mistar Baja b. Jangka Sorong c. Water Pas Mesin d. Dial Indikator
e. Spidol atau Kapur Tulis f. Majun (kain pembersih) g. Cairan pembersih (oli)
3.4 Metoda Pengujian
Metoda yang dilakukan dalam pengujian Mesin Bubut Maximat V13 yaitu:
3.4.1 Cara Mengambil Data
Cara pengambilan data pengujian ini yaitu, dengan cara mengambil data ke lapangan langsung. Pengambilan data ke lapangan langsung dilakukan untuk melakukan pengukuran pada mesin bubut dan membandingkan hasil pengukuran dengan standar yang diizinkan.mengetahui keadaan dari mesin bubut.
24 3.4.2 Cara Mengolah Data
Cara yang dilakukan untuk mengolah data yaitu, dengan menggunakan Microsoft Exel dan membandingkan data hasil pengukuran langsung dengan data spesifikasi dari mesin bubut.
25
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Mesin Bubut Maximat V13 Menggunakan Motode Ketelitian Geometris
Adapun kegiatan yang dilakukan untuk pengujian pada Mesin Bubut Maximat V13 diantaranya adalah:
4.1.1 Persiapan Pengujian
1) Persiapkan Alat-alat yang akan digunakan untuk melakukan pengujian ketelitian geometrik pada mesin bubut Maximat V13seperti, dial indikator, spirit level, mistar, dll seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.1 di bawah ini.
(a) (b) (c)
Gambar 4.1 (a) dial indikator (b) spirit level (c) mistar
2) Persiapkan juga spidol untuk menandai pada setiap jarak-jarak yang akan diukur ketelitiannya seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.2 di bawah ini.
26 Gambar 4.2 Spidol
3) Persiapkan majun atau kain lap untuk membersihkan mesin/meja kerja dari kotoran (baik oli maupun coolant) seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.3 di bawah ini.
Gambar 4.3 Kain Lap
4) Persiapkan mesin bubut yang akan digunakan untuk pengujian. Lihat Gambar 4.4
27 Gambar 4.4 Mesin Bubut
5) Persiapkan kamera untuk mengambil foto hasil pengujian.
6) Persiapkan buku untuk mencatat data hasil pengujian.
4.1.2 Pengambilan Dan Pengolahan Data Pengujian a. Rotasi (Ketelitian Spindle Utama)
Penyimpangan pada bagian ini benda kerja menjadi lonjong atau oval.
Penyebab utamanya adalah bearing yang sudah aus. Penyimpangan rotasi (ketelitian spindle utama) menurut referensi yang diizinkan yaitu 0,01 mm.
Cara melakukan pengukuran
a. Persiapkan peralatan yang akan digunakan seperti dial indikator, dan majun.
b. Bersihkan spindle dari kotoran debu menggunakan majun.
c. Letakkan dial indikator di atas bed mesin dan ujung sensor dial ditempelkan di luar permukaan spindle. Lihat gambar 4.5
d. Sentuhkan ujung sensor (peraba), dan atur posisi skala dial indikator di nol.
28 e. Putar spindle secara manual sebanyak satu putaran.
f. Catat hasil pengukuran.
Gambar 4.5 Posisi Dial Indikator Untuk Pengukuran Rotasi (Spindle Utama)
Tabel 1.1 Hasil Pengukuran Rotasi Pengukuran
29 Gambar 4.6 Diagram Hasil Pengukuran Rotasi
Dari gambar 4.6 dapat dilakukan analisa yaitu data-data hasil yang didapatkan dari pengukuran yang dilakukan pada rotasi (spindle utama) memiliki hasil pengukuran yang sudah sampai pada batas penyimpangan yang diizinkan/referensi yaitu 0,01mm. Artinya rotasi pada spindle utama sudah tidak bagus lagi yang disebabkan oleh bearing yang sudah rusak.
Dengan demikian berikut ini nilai rata-rata semua pengujian.
b. Kelurusan sumbu headstock terhadap sumbu tailstock
Penyimpanggan yang diizinkan untuk kelurusan headstock terhadap sumbu tailstock adalah 0,02 mm.
Cara melakukan pengukuran
a. persiapkan peralatan yang akan digunakan seperti dial indikator dan madril.
b. Bersihkan madril (silinder referensi) dari kotopran debu.
c. Pasang madril (silinder referensi) antara head stock dan tail stock.
0
30 d. Pasang dial indikator dengan dudukannya pada bidang kaku. Lihat
gambar 4.7
e. Tempelkan stillus pada ujung silinder referensi.
f. Lakukan pengukuran sesuai standarisasi, dan catat hasil pengukuran.
Gambar 4.7 Pengukuran Kelurusan Sumbu Head Stock Terhadap Sumbu Tail Stock
Tabel 1.2 Hasil pengukuran kelurusan sumbu head stock terhadap sumbu tail stock Pengukuran
ke. N
Hasil pengukuran (X) Rata-rata Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3
1 0,01 0,01 0,01 0,01
2 0,01 0,01 0,01 0,01
3 0,012 0,012 0,012 0,012
4 0,015 0,014 0,014 0,014
5 0,017 0,018 0,017 0,017
6 0,02 0,019 0,02 0,019
7 0,02 0,02 0,02 0,02
8 0,021 0,02 0,02 0,02
9 0,021 0,022 0,021 0,021
10 0,023 0,023 0,023 0,023
31
Gambar 4.8 Grafik Hasil Pengukuran Kelurusan Sumbu Head Stock Terhadap Sumbu Tail Stock
Dari gambar 4.8 dapat dilakukan analisa yaitu data-data hasil yang didapatkan dari pengukuran yang dilakukan pada kelurusan sumbu head stock terhadap sumbu tail stock memiliki hasil pengukuran yang sudah sampai atau melebihi batas penyimpangan yang diizinkan/referensi yaitu 0,02 mm. Akibat dari penyimpangan ini yaitu mengakibatkan benda kerja/poros yang dibubut menjadi tirus, dimana ukuran diameter kedua ujung poros tidak sama. Kelurusan sumbu head stock dengan tail stock perlu di kalibrasi, yaitu dengan menyetel batu-baut penyetel pada tail stock.
c. Kesejajaran sumbu spindle utama terhadap gerak carriage
Penyimpangan yang diizinkan untuk kesejajaran sumbu spindle utama terhadap gerak carriage adalah 0,015 mm.
0
grafik kelurusan head stock terhadap sumbu tail stock
mm
32 Cara melakukan pengukuran
a. Persiapkan peralatan yang akan digunakan seperti madrel tes dan dial indikator.
b. Pasangkan madrel tes pada spindle utama.
c. Kemudian bersihkan madrel tes yang sudah dipasangkan tadi.
d. Pasangkan dial indikator dengan dudukannya pada bagian mesin yang kaku. Lihat gambar 4.9
e. Sentuhkan stillus jam ukur pada madrel tes.
f. Pengukuran dilakukan dengan menggerakkan carriage dari head stock menuju tail stock.
g. Catat hasil pengukuran.
Gambar 4.9 Pengukuran Kesejajaran sumbu Spindle Utama Terhadap Gerak Carriage
33 Tabel 1.3 Hasil pengukuran kesejajaran sumbu spindle utamaterhadap gerak carriage
Pengukuran ke. N
Hasil pengukuran (X) Rata-rata Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3
1 0,01 0,01 0,01 0,01
Gambar 4.10 Grafik Kesejajaran Sumbu Spindle Utama Terhadap Gerak Carriage
0
34 Dari gambar 4.10 dapat dilakukan analisa yaitu data-data hasil yang di dapatkan dari pengukuran yang dilakukan pada kesejajaran sumbu spindle utama terhadap gerak carriage memiliki hasil pengukuran yang sudah melewati batas penyimpangan yang diizinkan/referensi yaitu 0,015 mm. Penyimpangan ini mengakibatkan benda kerja/poros menjadi tirus memanjang.
d. Kesejajaran Gerak Pindah Kepala Lepas Relatif Terhadap Gerak Pindah Eretan
Penyimpangan yang diizinkan untuk kesejajaran gerak pindah kepala lepas relatif terhadap gerak pindah eretan adalah 0,02 mm.
Cara melakukan pengukuran
a. Persiapkan peralatan yang akan digunakan seperti dial indikator dan majun.
b. Bersihkan kepala lepas dari kotoran debu menggunakan majun.
c. Pasang dial indikator pada eretan dengan ujung sensor dial indikator di tempelkan di luar permukaan kepala lepas. Lihat Gambar 4.11
d. Sentuhkan ujung sensor (peraba) dan atur posisi skala dial indikator di nol.
e. Pengukuran dilakukan dengan menggerakkan tailstock bersama-sama carriage dari head stock menuju tail stock melalui lintasan luncur yang berlainan.
f. Catat hasil pengukuran.
35 Gambar 4.11 Posisi Dial Indikator Untuk Pengukuran Kesejajaran Gerak
Pindah Kepala Lepas Relatif Terhadap Gerak Pindah Eretan.
Tabel 1.4 Hasil pengukuran kesejajaran gerak pindah kepala lepas relatif gerak eretan
Pengukuran ke. N
Hasil pengukuran (X) Rata-rata Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3
1 0,01 0,01 0,01 0,01
2 0,011 0,012 0,011 0,011
3 0,013 0,014 0,014 0,013
4 0,014 0,014 0,014 0,014
5 0,018 0,018 0,017 0,017
6 0,018 0,018 0,018 0,018
7 0,02 0,019 0,02 0,019
8 0,02 0,02 0,02 0,02
9 0,021 0,02 0,021 0,02
10 0,022 0,023 0,023 0,022
36 Gambar 4.12 grafik hasil pengukuran kesejajaran gerak pindah kepala lepas relatif
terhadap gerak pindah eretan.
Dari gambar 4.12 dapat dilakukan analisa yaitu data-data yang didapat dari hasil pengukuran kesejajaran gerak pindah kepala lepas relatif terhadap gerak pindah eretan memiliki beberapa hasil yang sudah melewati batas penyimpangan yang diizinkan/referensi yaitu 0,02. Penyebabnya yaitu baut-baut penyetel yang sudah longgar, sebagian ada yang sudah hilang. Berikut nilai rata-rata dari semua pengukuran.
e. Kesejajaran Sumbu Peluncur Luar Kepala Lepas Terhadap Gerak Eretan
Penyimpangan yang diizinkan untuk kesejajaran sumbu peluncur luar kepala lepas terhadap gerak eretan adalah 0,015 mm.
0
Grafik Hasil Pengukuran Kesejajaran Gerak Pindah Kepala Lepas Relatif Terhadap Gerak Pindah Eretan
mm
37 Cara melakukan pengukuran
a. Persiapkan peralatan yang akan digunakan seperti dial indikator dan majun.
b. Bersihkan kepala lepas dari kotoran debu menggunakan majun.
c. Pasang dial indikator dengan dudukannya pada bagian mesin yang kaku dengan ujung sensor dial indikator di tempelkan di luar permukaan kepala lepas. Lihat Gambar 4.13
d. Sentuhkan ujung sensor (peraba) dan atur posisi skala dial indikator di nol.
e. Pengukuran dilakukan dengan menggerakkan carriage dari ujung sumbu peluncur menuju tailstock.
f. Catat hasil pengukuran.
Gambar 4.13 Posisi dial indikator untuk pengukuran kesejajaran sumbu peluncur luar kepala lepas terhadap gerakan eretan.
38 Tabel 1.5 Hasil pengukuran kesejajaran sumbu peluncur luar kepala lepas
terhadap gerak eretan.
Gambar 4.14 grafik diagram pengukuran kesejajaran sumbu peluncur luar kepala lepas terhadap gerak eretan.
0
Grafik Kesejajaran Sumbu Peluncur Luar Tailstock Terhadap Gerakan Carriage
mm
39 Dari gambar 4.14 dapat dilakukan analisa yaitu data-data yang didapatkan dari pengukuran yang dilakukan pada kesejajaran sumbu peluncur luar kepala lepas terhadap gerak eretan sudah melewati batas penyimpangan yang diizinkan, yaitu 0,015. Penyebabnya yaitu alas mesin yang sudah tidak rata lagi. Berikut adalah hasil rata-rata dari semua pengukuran.
f. Penyelarasan Terhadap Alas Mesin (kerataan)
Penyimpangan yang diizinkan untuk penyelarasan terhadap alas mesin (kerataan) adalah 0,02 mm.
Cara melakukan pengukuran
a. Persiapkan peralatan yang akan digunakan seperti water pass dan majun.
b. Bersihkan alas mesin dari kotoran debu.
c. Letakkan water pass pada lintasan luncur. Lihat gambar 4.15 d. Periksa kedudukan water pass.
e. Analisa gelembung udara pada water pass.
Gambar 4.15 Pengukuran Kerataan Menggunakan Water Pass Gambar 4.15 menjelaskan tentang pengukuran kerataan menggunakan water pass pada bagian tengah alas mesin. Untuk pengukuran kerataan bagian kanan dan kiri alas mesin yang menggunakan water pass dapat dilihat pada lampiran 1. Kondisi
40 dari pengukuran kerataan bagian tengah alas mesin kurang baik, karena gelembung udara pada water pass tidak berada di tengah melainkan sudah naik sedikit ke arah kanan.
e. Ketelitian lead screw karena Keming Pada Bantalan Tekan
Penyimpangan yang diizinkan untuk ketelitian poros pembawa keming pada bantalan tekan adalah 0,02 mm.
Cara melakukan pengukuran
a. Persiapka peralatan yang akan digunakan seperti dial indikator.
b. Bersihkan ujung lintasan ukur.
c. Letakkan dial indikator dengan dudukannya pada bagian mesin yang kaku dan ujung sensor dial indikator di luar permukaan sumbu poros ulir. Lihat Gambar 4.16
d. Sentuh ujung sensor (peraba) dan atur posisi skala dial indikator di nol.
e. Pengukuran dilakukan dengan menghidupkan mesin pada putaran rendah.
f. Catat hasil pengukuran.
Gambar 4.16 Posisi dial indikator pada pengukuran ketelitian lead crew karena keming pada bantalan tekan.
41 Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3
1 0,016 0,015 0,015 0,015
2 0,019 0,019 0,017 0,018
3 0,02 0,02 0,019 0,019
4 -0,016 -0,016 -0,015 -0,015
5 -0,02 -0,02 -0,02 -0,02
Gambar 4. 17 Grafik Diagram Pengukuran Ketelitian Lead Screw Karena Keming Pada Bantalan Tekan.
Dari gambar 4.17 dapat dilakukan analisa yaitu data-data yang didapatkan dari hasil pengukuran yang dilakukan berada diatas penyimpangan yang diizinkan, bahkan sudah sampai pada -0,02. Penyebabnya yaitu longgarnya baut setel lead screw. Penyimpangan ini terjadi karena getaran mesin, dan geseran eretan yang sering
-0.05
Grafik Hasil Pengukuran Lead Screw Karena Keming Pada Bantalan Tekan
mm
42 berulang. Penyimpangan ini menyebabkan getaran mesin lebih kasar, selain gerakan tunda yang terjadi pada proses bubut memanjang atau pada pembuatan ulir.
43
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
a. Persiapan pengujian dilakukan untuk memperlancar proses pengujian, agar tidak kekurangan alat ataupun bahan pada saat dilakukannya pengujian.
b. Secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa Mesin Bubut Maximat V13 no.
D1E 87 05013 sudah tidak layak dipakai karena nilai-nilai penyimpangan yang didapat, sudah melewati nilai penyimpangan yang diizinkan. Tetapi karena mesin ini tidak digunakan untuk memproduksi melainkan untuk tempat praktik dari mahasiswa teknik mesin politeknik negeri padang, maka penyimpangan sebesar itu masih bisa diabaikan.
5.2 Saran
a. Untuk mendapatkan hasil pengujian yang lebih akurat sebaiknya melakukan percobaan pengukuran tidak hanya sekali.
44
DAFTAR PUSTAKA
- BawantoS.Pd,T, Adi. 2013. Mesin Untuk Operasi Dasar. Jakarta. Insania - Daryanto, Drs. 2010. Dasar-dasar Teknik Mesin. Jakarta. Rineka Cipta - Soukotta, jandkk. 2006. Analisis Kemampuan dan Keandalan Mesin Bubut
Weiler Primus Melalui Pengujian Karakteristik Statik Menurut Standar ISO 1708.Jurnal Online Poros Teknik Mesin. Vol. 4. No. 1Desember 2006
- Yuhas, dariusdkk. 2016.Pengukuran Statis Ketelitian Geometrik Mesin Bubut Maximat V13. POLITEKNOLOGI VOL. 15. NO. 3 SEPTEMBER 2016
Lampiran 1
Gambar pengukuran kerataan alas mesin menggunakan water pass:
a. Bagian samping kiri alas mesin
Gambar pengukuran water pass arah horizontal pada alas mesin
Gambar pengukuran water pass arah horizontal pada alas mesin
b. Bagian tengah alas mesin
Gambar pengukuran water pass arah horizontal pada alas mesin
Gambar pengukuran water pass arah horizontal pada alas mesin
c. Bagian kanan alas mesin
Gambar pengukuran water pass arah horizontal pada alas mesin
Gambar pengukuran water pass arah horizontal pada alas mesin