METODOLOGI PENELITIAN
D. Teknik Pengumpulan Data 1.Identifikasi Variabel 1.Identifikasi Variabel
Dalam penelitian ini, dilakukan pengukuran terhadap keberadaan suatu variabel dengan instrumen penelitian. Selanjutnya dilakukan analisis untuk mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain. Sugiyono (2005 : 91) menyebutkan “Variabel merupakan gejala yang menjadi fokus peneliti untuk diamati, variabel itu sebagai atribut dari sekelompok orang atau obyek yang mempunyai variasi antara satu dengan yang lainnya dalam kelompok itu”.
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang menjadi sebab timbulnya atau berubahnya variabel terikat. Munculnya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Tanpa adanya variabel bebas, maka tidak akan ada variabel terikat. Jika variabel bebas berubah, maka akan muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain.
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah gerak pemakanan (feed) yang didasarkan kemampuan pahat dan mesin yang digunakan dan media pendingin.
commit to user
Tabel 3.1 Rekomendasi Pembubutan
Turning with carbide tool Rough
turning Medium turning Finish turning
Depth of cut min. 5 1 s/d 5 max. 1
Feed (f) mm/rev min. 1,0 0,3 s/d 1,0 max. 0,3
ISO machining
gruop for carbide tool
P30 s/d P40 P20 s/d P30 P10
Cutting speed (Vc)
m/min 40 s/d 60 60 s/d 150 >150
Sumber : PT Tira Andalas Steel 1) Gerak pemakanan (feed)
Dari tabel 3.1 untuk pahat jenis carbide tool direkomendasikan untuk proses medium turning menggunakan gerak pemakanan 0,3 s/d 1,0 mm/rev. Berdasarkan rekomendasi tabel 3.1 dan gerak pemakanan yang ada pada mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 gerak pemakanan yang digunakan dalam percobaan ini:
a) Gerak pemakanan rendah
Untuk kecepatan pemakanan rendah digunakan kecepatan pemakanan 0,316 mm/rev.
b) Gerak pemakanan tengah
Untuk kecepatan pemakanan tengah digunakan kecepatan pemakanan 0,410 mm/rev sesuai dengan rekomendasi dari pahat yang digunakan.
c) Gerak pemakanan tinggi
Untuk kecepatan pemakanan tinggi digunakan kecepatan pemakanan 0,516 mm/rev.
2) Media Pendingin
commit to user
a) Dromus
Dromus dalam penggunaannya sebagai cairan pendingin, dicampur dengan air, dengan perbandingan 20 air : 1 dromus. Dromus adalah sejenis minyak mineral yang mengemulsi dengan air, berwarna putih susu. Cairan dromus dicampur dengan air bertujuan untuk meningkatkan daya pelumasan pada air, karena daya lumas air sangat kecil sehingga bila digunakan sebagai media pendingin kurang baik, karena syarat suatu media pendingin yang baik selain mampu mendinginkan juga mampu melumasi. Jadi dromus akan memiliki daya pendinginan yang besar, tetapi tetap memiliki daya pelumasan.
Tabel 3.2 Spesifikasi Dromus
TYPICAL CHARACTERISTICS DROMUS Density at 15°C - Kg/m3 955 Flash Point, Base oil, °C 162
Viscosity @ 40°C 80 pH (10% Emulsion) 8,7 Emulsion stability (500 ppm) 22 hr. oil/cream @ 25°C None Copper Strip @ 40°C 1a Herbert Rust Test pass
Freeze/Thaw (40 cycles) No separation Sumber : http://www-static.shell.com b) Minyak pelumas
Minyak pelumas memiliki daya pendinginan kurang dibanding air, mimyak pelumas memiliki daya pelumasan yang sangat baik. Daya pelumasan ini dapat mengurangi gesekan yang terjadi pada saat pembubutan, sehingga panas yang terjadi akibat gesekan dapat dicegah.
Menurut Anwir (1994 : 72) minyak pelumas yang digunakan untuk pendingin itu di samping mendinginkan, harus juga melumasi. Minyak pelumas yang mendinginkan yaitu dengan membuang panas yang
commit to user
terjadi. Minyak pelumas yang melumasi yaitu dengan mengurangi gesekan antara sundip dengan bidang sundip dan antara benda kerja dan bidang pelepasan (free travel surface).
Minyak pelumas memiliki bermacam kekentalan, penggunaan disesuaikan dengan kondisi pelumasan yang berlaku. Klasifikasi minyak pelumas yang dipakai adalah SAE (Sociaty of Automotif Engineer). Angka SAE yang lebih besar menunjukkan angka minyak yang lebih kental. Dalam perdagangan tersedia minyak pelumas dengan kekentalan SAE 5, SAE 10, SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 SAE, 60, SAE 90, dan SAE 140.
Dalam penelitian ini minyak pelumas yang digunakan oli SAE 40 merk Mesran yang diproduksi oleh PT. Pertamina. Oli SAE 40 memiliki viskositas yang lebih besar dari dromus.
Tabel 3.3 Spesifikasi Oli SAE 40 Merk Mesran TYPICAL CHARACTERISTICS MESRAN 40 No. SAE Specific density, 15°C Viscosity kinematic, at 40°C, cSt l00°C, cSt Viscosity index Colour, ASTM Flash point, COC,-C Pour point, °C
Total Base Number, mg KOH/gr
40 0,8961 146,70 14,42 96 L 2,5 244 -15 10,08 Sumber : http://pertaminalubesmarine.com c) Udara
Pembubutan dilakukan tanpa menggunakan media pendingin atau pembubutan kering.
b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek di dalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri
commit to user
dengan kondisi lain, yang disebut variabel bebas. Dengan kata lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam penelitian ini variabel terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan, dalam hal ini adalah Ra (kekasaran rata-rata aritmetik) dengan satuan µm.
c. Variabel Kontrol
Variabel kontrol merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan variabel terikat yang akan muncul bukan dikarenakan variabel lain, tetapi benar-benar karena variabel bebas.
Pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah variabel yang akan diungkap pengaruhnya, sehingga kontrol yang dilakukan terhadap variabel ini akan menghasilkan variabel terikat yang murni.
Adapun variabel kontrol dalam penelitian ini adalah :
1) Bahan yang digunakan adalah baja HQ760 diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm
2) Mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 3) Kedalaman pemakanan (depth of cut ) 1 mm 4) Kecepatan potong (Vc) 60 m/min
Putaran spindel yang digunakan adalah:
Vc = n x π x D
1000
Dimana : Vc = kecepatan potong (m/ menit) D = diameter benda kerja (mm) n = putaran poros utama (rpm) Perhitungannya adalah :
60 = n x 3,14 x 29.5 1000 n = 647,74 rpm
Putaran spindel pada mesin bubut Krisbow KW15-486 yang mendekati adalah 700 rpm.
commit to user
5) Alat ukur kekasaran yang digunakan adalah Fowler Surfcoder SE 1700 Surface roughness measuring instrument
6) Pahat jenis carbide tool P30
7) Pemberian media pendingin dengan cara dioles
8) Operator dalam mengoperasikan mesin bubut adalah peneliti
2. Instrument Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah :
a. Gergaji potong digunakan untuk memotong spesimen yang akan diuji. b. Mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 digunakan untuk
proses pemesinan.
c. Pahat jenis carbide tool P30 digunakan untuk alat pemotong selama proses pembubutan.
d. Jangka sorong digunakan untuk mengukur dimensi benda uji. e. Bak pendingin digunakan untuk wadah media pendingin. f. Kuas digunakan untuk mengoleskan media pendingin.
g. Alat uji kekasaran yang digunakan memeriksa hasil kekasaran setelah dilakukan proses pemesinan adalah Fowler Surfcoder SE 1700 Surface roughness measuring instrument.
3. Desain Eksperimen
Desain eksperimen adalah langkah-langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan, agar data yang diperlukan dapat diperoleh, sehingga akan membawa hasil analisis obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan yang akan dibahas. (Sudjana, 1991: 1).
Pada penelitian ini digunakan desain eksperimen faktorial. Penelitian ini mempunyai dua variabel bebas, yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Definisi eksperimen faktorial adalah eksperimen yang semua taraf sebuah faktor tertentu dikombinasikan dalam eksperimen itu. Pada penelitian ini ada dua variabel bebas, maka faktor yang digunakan yaitu A dan B.
Faktor pertama (A) adalah gerak pemakanan terdiri dari tiga taraf, yaitu : 3,16 mm/rev; 4,10 mm/rev; dan 5,16 mm/rev. Dengan demikian terdapat sembilan
commit to user
kombinasi perlakuan yang berbeda. Faktor kedua (B) variasi media pendingin terdiri dari tiga taraf yaitu dengan dromus, oli SAE 40, dan udara. Pada masing-masing perlakuan dilakukan tiga kali replikasi (r = 3). Replikasi dilakukan pada kesembilan sampel yang diujicobakan, maka secara umum jumlah data pengukuran dapat ditentukan dari hubungan rx3x3, sehingga 3x3x3 = 27 data.
Desain eksperimen yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.3 berikut : Table 3.4 Pengumpulan Data
Taraf Faktor A Jumlah keseluruhan Rata-rata keseluruhan Gerak pemakanan 0,316 mm/rev 0,410 mm/rev 0,516 mm/rev Fa ktor B (me dia pe nding in) Dromus X111 X121 X131 X112 X122 X132 X113 X123 X133 Jumlah J110 J120 J130 J130 Rata-rata 110 120 130 100 Oli SAE 40 X211 X221 X231 X212 X222 X232 X213 X223 X233 Jumlah J210 J220 J230 J130 Rata-rata 210 220 230 200 Udara X311 X321 X331 X312 X322 X332 X313 X323 X333 Jumlah J310 J320 J330 J130 Rata-rata 310 320 330 300 Jumlah keseluruhan J010 J020 J030 J000 Rata-rata keseluruhan 010 020 030 000
commit to user
4. Pelaksanaan Eksperimen a. Persiapan Bahan
1). Pemotongan benda kerja
Benda kerja dipotong dengan diameter 30 mm dan panjang 70 mm.
2). Pembubutan awal
Proses ini bertujuan untuk membuat benda kerja memiliki ukuran yang sama, sehingga diharapkan perlakuan yang diterima oleh setiap spesimen akan sama. Benda kerja dibubut dengan panjang 68 mm dan diameternya 29,5 mm.
Gambar 3.1 Facing 3). Pembuatan stopper
Pembuatan stopper dimaksudkan untuk mempermudah pemasangan spesimen pada mesin, sehingga panjang spesimen yang keluar dari chuck selalu sama.
commit to user
b. Proses eksperimen
Sebelum dilakukan proses pembubutan, terlebih dulu dilakukan setting mesin berupa pengaturan kecepatan spindel sebesar 700 rpm dan pemasangan pahat, kemudian dilakukan proses penyayatan sedalam 1 mm dengan variasi gerak pemakanan dan media pendingin yang telah ditentukan.
Gambar 3.3 Spesimen Hasil Proses Eksperimen c. Pengujian kekasaran permukaan
Pengujian kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan Fowler Surfcoder SE 1700 Surface roughness measuring instrument. Setiap satu benda uji dilakukan tiga kali pengukuran kekasaran pada tempat yang berbeda. Dengan sampel sebanyak 9 buah, setiap sampel direplikasi sebanyak 3 kali, sehingga didapat 27 data penelitian. Hasil pengukuran kekasaran permukaan hasil pembubutan baja HQ 760 dinyatakan dalam ukuran µm (mikro meter). Karena penampang benda uji berupa lingkaran, maka dipilih selisih 1200 pada tiap-tiap tempat yang diukur.
Gambar 3.4 Pengukuran Benda Uji
Keterangan :
1. Pengukuran pertama 2. Pengukuran kedua 3. Pengukuran ketiga
commit to user
d. Tahapan eksperimen
Tahap eksperimen dalam penelitian ini dapat digambarkan dengan bagan aliran proses eksperimen sebagai berikut :
Gambar 3.5 Bagan Alir Proses Eksperimen Pemotongan benda kerja menjadi ukuran
diameter 30 mm dan panjang 70 mm Penyediaan baja HQ 760 Analisis Data Media pe ndingi n dromus Kesimpulan Pengukuran kekasaran Gerak pemakanan 3,16 mm/rev
Eksperimen benda kerja
Gerak pemakanan 4,10 mm/rev Gerak pemakanan 5,16 mm/rev Media pe ndingi n Oli S AE 4 0 Media pe ndingi n Oli S AE 4 0
Pengukuran kekasaran Pengukuran kekasaran
Media pe ndingi n dromus Media pe ndingi n dromus Media pe ndingi n Uda ra Media pe ndingi n Oli S AE 4 0 Mm edia pe ndingi n Uda ra Media pe ndingi n Uda ra
Pembubutan awal benda kerja menjadi ukuran diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm
Pembuatan stopper dengan diameter 27 mm dan panjang 20 mm
commit to user
