• Tidak ada hasil yang ditemukan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Mesin friction welding yang digunakan adalah mesin yang terdiri dari dua

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Mesin friction welding yang digunakan adalah mesin yang terdiri dari dua"

Copied!
15
0
0

Teks penuh

(1)

1 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka

Mesin friction welding yang digunakan adalah mesin yang terdiri dari dua spindel, pada kedua spindel tersebut mempunyai fungsi untuk mencekam spesimen namun mempunyai gerak yang berbeda. Spindel yang satu bergerak menekan dengan bantuan sistem hidrolik, sedangkan spindel yang satu lagi bergerak memutar dengan bantuan motor listrik, sedangkan untuk kecepatan putar terdapat lima kecepatan yaitu 1100, 1650, 2200, 2750, dan 3350 rpm. Tekanan hidrolik yang dihasilkan oleh sistem hidrolik yaitu hingga 2000 psi atau 13,789 Mpa (Laksono, dkk, 2014).

Metode las gesek dapat diterapkan untuk proses penyambungan pipa baja karbon rendah. Struktur mikro pada sambungan tidak banyak mengalami perubahan struktur mikro, yang berarti tidak banyak terjadi perubahan sifat mekanik. Semakin lama waktu gesek temperatur yang terjadi semakin meningkat. Namun semakin meningkat temperatur mengakibatkan nilai upset semakin besar dan semakin pendek sampel ujinya. Penelitian proses penyambungan las gesek dengan proses operasional putaran poros utama 4125 rpm dengan tekanan gesek 15 kg/cm2 dan tekanan tempa 70 kg/cm2 dapat disimpulkan bahwa waktu gesek yang direkomendasikan adalah 35 detik (Mursid, dkk, 2012).

Untuk merancang tegangan tinggi peralatan listrik mekanis menggunakan mesin bensin koil pembakaran konvensional. Metode yang digunakan adalah merancang pembangkit listrik tegangan tinggi dengan menggunakan bensin

(2)

2

ignition coil mesin dan menguji kinerjanya. Bahan uji adalah mikroalga yang akan diekstraksi. Tegangan listrik tinggi diterapkan pada bahan uji, kemudian diekstraksi menggunakan bahan kimia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa alat tersebut dapat menghasilkan 12,99 kV, 15,35 kV dan 34,82 Kv tegangan. Hasil pengujian dalam ekstraksi menunjukkan bahwa ekstraksi dengan tegangan tinggi listrik memberikan hasil yang lebih tinggi daripada tanpa perawatan (Sofi'i, dkk, 2017).

Untuk melakukan eksperimen menggunakan percobaan desain faktorial 23 untuk memecahkan masalah ini. Bahan yang digunakan dan juga digunakan sebagai faktor dalam penelitian ini termasuk diameter kumparan, rasio jumlah gulungan dan jenis koil, dan masing-masing faktor memiliki dua level. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa faktor diameter kumparan, jumlah rasio putaran dan jenis pengaruh kumparan pada efisiensi transfer energi. Pengambilan keputusan dilihat dari hasil perhitungan nilai dari F hitung > F nilai tabel (Winarso, dkk, 2016).

Pada aplikasi dapat diterapkan roller kawat kumparan dengan memanfaatkan mikrokontroler ATmega328 sebagai unit akan menyimpan perintah kontrol untuk menentukan jumlah gulungan, mengatur kecepatan, dan berhenti bergulir. Dengan keypad sebagai nomor input gulungan dengan mengatur kecepatan proses menggulung menggunakan port untuk mengubah nilai PWM dan saklar batas sebagai unit menghitung jumlah gulungan, setelah sama dengan nilai input saklar batas, maka proses akan berhenti. Dengan nilai input 25 gulungan dihasilkan sebanyak 25 gulungan dengan PWM 150, tetapi saklar batas penekanan mekanis terjadi pada kecepatan tinggi, perbedaan antara nilai input dan dalam 4 lembar gulungan berlebih nilai PWM 255. Penekanan mekanis terjadi pada kecepatan

(3)

3

tinggi dengan perbedaan antara nilai input dan hasilnya dalam 4 lembar gulungan berlebih nilai PWM 255 (Yandri, dkk, 2016).

Aliran turbulen terjadi kenaikan pressure drop sembilan kali lebih besar daripada smooth tube dan meningkatkan performa perpindahan panas empat kali lebih besar. Pada reynolds numbers yang rendah, tidak ada pengaruh wire-coil insert yang signifikan terhadap perpindahan panas tapi mampu mempercepat proses transisi dari laminar menjadi turbulen pada reynolds numbers <700. Pada daerah transisi, perpindahan panas dapat ditingkatkan sampai 200% pada power pumping yang konstan. Wire-coil insert memberikan performa perpindahan panas yang paling bagus pada daerah transisi (Utama, dkk, 2012).

2.2 Dasar Teori 2.2.1 Aluminium

Aluminium merupakan salah satu jenis logam yang terdapat pada kerak bumi. Meski jumlahnya cukup banyak, aluminium jarang ditemukan dalam bentuk aslinya. Biasanya, aluminium terdapat dalam batuan sejenis bauxite dan cryolite. Sebagian besar aluminium yang digunakan dalam proses industri diekstraksi melalui proses bernama Hall-Heroult. Dalam proses ini, aluminium oksida dihilangkan dari cryolite yang telah dilelehkan kemudian dialiri listrik untuk mengubahnya menjadi aluminium alami.

(4)

4 a) Ciri Aluminium

Aluminium memiliki warna putih keperakan dan cukup ringan sebagai sebuah logam. Tekstur aluminium cukup lunak dan mudah dibentuk serta diproses. Aluminium juga tidak beracun dan merupakan konduktor panas yang baik, serta tahan terhadap korosi dan perubahan suhu. Aluminium banyak digunakan dalam proses industri mulai dari produksi kaleng, foil, peralatan memasak, kusen jendela, hingga bagian dari pesawat terbang. Karena sifat dasar aluminium yang tidak terlalu kuat, biasanya dilakukan pencampuran dengan bahan lain untuk memperoleh sifat yang diharapkan. Hasil dari pencampuran ini disebut dengan aluminium alloy, dan bahan campuran yang paling lazim digunakan adalah tembaga, mangan, magnesium, dan silikon.Selain digunakan sebagai bahan baku utama industri, aluminium banyak dimanfaatkan sebagai pelapis benda-benda seperti cermin teleskop, kertas dekoratif, kemasan makanan dan barang, serta mainan

b) Sifat AluminiumAluminium memiliki beberapa sifat yang berbeda dengan logam, misalnya saja berbobot ringan, tahan korosi, serta tidak beracum sehingga aman meski digunakan untuk bahan pembuat peralatan memasak seperti penggorengan dan panci. Sifat aluminium ini juga sering digunakan sebagai kemasan makanan seperti aluminium foil. Aluminium memiliki daya hantar yang lebih besar dari tembaga, karena itu aluminium digunakan sebagai kabel tiang listrik. Percampuran aluminium dengan logam lainnya bisa menghasilkan jenis leogam baru yang lebih kuat, misalnya saja duralium yang merupakan campuran dari aluminium, tembaga, dan magnesium. Gambar Aluminium ditunjukkan pada Gambar 2.1.

(5)

5

Gambar 2.1 Aluminium (Sumber : aluminiumindonesia.com)

Aluminium ada yang berbentuk padat dan biasa digunakan untuk benda-benda keras, dan ada pula yang berbentuk butiran, seperti aluminium hidroksida dan aluminium klorida. Aluminium klorida bahkan bisa dijadikan campuran obat untuk menekan asam lambung bernama antasida. Sebab, aluminium klorida memiliki sifat menyerap asam. Berbagai bentuk aluminium dijual secara bebas baik dalam bentuk mentah maupun setelah dioalah menjadi benda-benda fungsional. 2.2.2 Stainless Steel

Stainless Steel adalah senyawa besi yang mengandung setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam). Komposisi ini membentuk protective layer (lapisan pelindung anti korosi) yang merupakan hasil oksidasi oksigen terhadap Krom yang terjadi secara spontan. Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksida Kromium, pada lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi besi (Ferum). Gambar Stainless Steel ditunjukkan pada Gambar 2.2

(6)

6

Gambar 2.2 Stainless Steel ( logamceper.com)

a) Kandungan Atom / Unsur dan Ikatannya

Stainless Steel merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr. Sedikit baja stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Daya tahan stainless steel terhadap oksidasi yang tinggi di udara dalam suhu lingkungan biasanya dicapai karena adanya tambahan minimal 13% dari berat krom. Krom membentuk sebuah lapisan tidak aktif , Kromium (III) Oksida (Cr2O3) ketika bertemu Oksigen. Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat, sehingga logamnya akan tetap berkilau. Logam ini menjadi tahan air dan udara, melindungi logam yang ada di bawah lapisan tersebut. Fenomena ini disebut passivation dan dapat dilihat pada logam yang lain, seperti pada alumunium dan titanium.

Pada dasarnya untuk membuat besi yang tahan terhadap karat, krom merupakan salah satu bahan paduan yang digunakan. Untuk mendapatkan besi yang lebih berkualitas, diantaranya dilakukan penambahan beberapa zat- zat berikut; Penambahan molibdenum (Mo) bertujuan untuk memperbaiki ketahanan korosi pitting di lingkungan Klorida dan korosi celah unsur karbon rendah dan penambahan unsur penstabil karbida (titanium atau niobium) bertujuan menekan korosi batas butir pada material yang mengalami proses sensitasi.Penambahan

(7)

7

Kromium (Cr) bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk lapisan oksida (Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur tinggi. Penambahan nikel (Ni) bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam media pengkorosi netral atau lemah. Nikel dapat meningkatkan keuletan dan meningkatkan ketahanan korosi tegangan. Unsur aluminium (Al) meningkatkan pembentukan lapisan oksida pada temperatur tinggi.

2.2.3 Plat Besi Baja Sebagai Dudukan Work Coil

Karakteristik plat besi baja sebagai material pendukung pekerjaan perawatan peralatan las gesek dalam kondisi bertegangan. Menurut Wiryosumarto (2008) baja paduan rendah adalah sekelompok baja paduan yang mempunyai kadar karbon sama dengan baja lunak tetapi ditambah dengan sedikit unsur paduan sehingga kekuatan dapat dinaikkan tanpa mengurangi keuletannya. Kekuatan fatik, daya tahan terhadap korosi, daya tahan terhadap aus dan terhadap panas juga menjadi lebih baik. Baja paduan rendah dibagi menurut sifatnya yaitu (Wiryosumarto, 2008): Plat besi baja kuat terdiri dari 2 kelompok yaitu kelompok kekuatan tinggi (memiliki sifat mampu las yang sangat baik karena kadar karbonnya yang rendah) dan kelompok ketangguhan tinggi (mempunyai ketangguhan dan sifat mekanis yang sangat baik). Gambar Plat Besi Baja ditunjukkan pada Gambar 2.3.

(8)

8

Gambar 2.3 Plat besi baja sebagai dudukan work coil (Sumber : panamasteel.com)

Kekuatan tarik plat besi baja kuat berkisar antara 50 sampai 100 kg/mm2. Sifat mekanis plat besi baja kuat sangat tergantung dari kadar unsur paduannya. Plat besi baja tahan temperatur rendah mempunyai kekuatan tarik atau kekuatan tumbuk yang tinggi dan temperatur transisi yang rendah. Plat besi baja jenis ini digunakan dalam konstruksi untuk temperatur yang lebih rendah dari temperatur biasa, misalnya untuk daerah yang bertemperatur dingin dan untuk penyimpanan gas yang dicairkan. Plat besi baja tahan panas memiliki ketahanan terhadap temperatur tinggi juga tahan terhadap asam dan terhadap mulur. Plat besi baja tahan panas yang terkenal adalah paduan jenis Cr-Mo yang tahan pada temperatur 600oC.

2.2.4 Kawat Tembaga Sebagai Penentuan Bahan Work Coil

Kawat tembaga merupakan konduktor panas dan listrik yang baik dengan daya hantar listrik yang tinggi, daya hantar panas yang tinggi dan tahan karat. Tembaga digunakan untuk kelengkapan bahan radiator, ketel, dan alat kelengkapan pemanasan.Tembaga mempunyai sifat dapat dirol, ditarik, ditekan, ditekan tarik dan dapat ditempa (meleable). Kawat ini dibentuk menjadi lilitan kawat tembaga yang disebut sebagai koil untuk memperbesar nilai resitansi kawat tembaga. Kawat tembaga yang dibentuk menjadi coil (lilitan) merupakan bentuk yang efektif yang dapat digunakan. Gambar kawat tembaga ditunjukkan pada Gambar 2.4.

(9)

9

Gambar 2.4 Kawat tembaga sebagai penentuan bahan work coil (Sumber : capigeon.en.alibaba.com)

Bahan untuk kawat penghantarmemiliki sifat dapat menghantarkan listrik yang baik.Kawat penghantar merupakan suatubahan berbentuk kawat yang dapat menghantarkan arus listrik dari satu titik ke titik yang lain. Setiap bahan yang dilewati arus listrik memilikibesaran yang dapat menghambat lajuarus listrik dan dinamakanhambatan (resistansi). Suatu kawat penghantar yang dipengaruhi gaya tarikan akan mengalami perubahan panjang dan luas penampang kawat serta mengalami kenaikan suhu karena terjadi tegangan tarik. Secara teori, jika suatu kawat penghantar mengalami perubahan panjang, luas penampang dan suhu seharusnya nilai hambatan mengalami perubahan sehingga hal ini dapat diteliti lebih lanjut.(Somantri,2014).

(10)

10 2.2.5 Prinsip Kerja Work Coil

Seperti halnya pemanas induksi, mesin preheat mengandalkan arus bolak-balik yang memiliki frekuensi yang tinggi, dibangkitkan dari sebuah rangkaian power modul. Frekuensi tersebut memicu komponen power modul untuk membangkitkan daya AC yang memiliki frekuensi yang tinggi, kemudian disalurkan pada kumparan koil untuk menimbulkan fluks. Fluks merupakan jumlah medan magnet yang melewati suatu kumparan. Besar kecilnya fluks tergantung pada luasan bidang kumparan induksi yang digunakan. Arus eddy memiliki peran yang dominan dalam prinsip kerja mesin preheat ini. Arus eddy diinduksikan melalui lilitan penginduksi seperti gambar 2.6 ketika lilitan tersebut dialiri arus AC atau arus bolak-balik, yang terjadi yaitu timbulnya medan magnet di sekitar kawat penghantar (Noviansyah, 2012).

Gambar 2.5 Arus Eddy (Sumber : Noviansyah, 2012)

(11)

11 2.2.6 Parameter Suhu

Parameter suhu pada penelitian ini menggunakan Termokopel (Thermocouple) tipe K. Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan Efek “Seeback”.

Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan Elektronika yang berkaitan dengan Suhu (Temperature). Beberapa kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara -200˚C hingga 2000˚C. Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang luas, Termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan.

Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya. Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada

(12)

12

Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

2.2.7 Prinsip Kerja Termokopel

Gambar 2.6 Prinsip Kerja Termokopel

(Sumber : https://www.google.com/ Prinsip+Kerja+Termokopel&)

Berdasarkan gambar di atas, ketika kedua persimpangan atau junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “0” atau V1=V2. Akan tetapi ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke objek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1-V2. Tegangan listrik yang ditimbulkan pada umumnya sekitarpada tiap derajat celcius .Penelitian ini menggunakan Termokopel Tipe K Bahan Logam Konduktor Positif yaitu Nickel-Chromium dan Bahan Logam Konduktor Negatif yaitu Nickel-Aluminium. Rentang Suhu dari -200˚C hingga mencapai 1250˚C.

(13)

13

Gambar 2.7 Termokopel Tipe K

(Sumber: https://www.google.com/search?q=Termokopel+Tipe+K) 2.2.8 Induktansi

Induktor atau coil adalah komponen elektronika pasif yang terdiri dari susunan lilitan kawat yang membentuk sebuah kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan medan magnet jika dialiri oleh arus listrik. Medan magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Fungsi induktor atau coil adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (filter) frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan. Nilai induktansi sebuah induktor (coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :

a) Jumlah lilitan

Semakin banyak lilitannya semakin tinggi induktasinya b) Diameter induktor

Semakin besar diameternya semakin tinggi induktansinya c) Permeabilitas inti

Bahan inti yang digunakan seperti udara, besi atau ferit d) Ukuran panjang induktor

(14)

14 2.2.9 Jenis-Jenis Induktor (Coil)

Berdasarkan bentuk dan bahan inti-nya, induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :

a) Air Core Inductor

Induktor menggunakan udara sebagai intinya b) Iron Core Inductor

Induktor menggunakan bahan besi sebagai intinya c) Ferrite Core Inductor

Induktor menggunakan bahan ferit sebagai intinya d) Torroidal Core Inductor

Induktor menggunakan inti yang berbentuk O ring (bentuk lingkaran). e) Laminated Core Induction

Induktor menggunakan Inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan isolator

f) Variable Inductor

Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Inti dari variable inductor terbuat dari bahan ferit yang dapat diputar

(15)

15

Gambar 2.8 Simbol induktor

(https://teknikelektronika.com/pengertian-dan-fungsi-induktor-beserta-jenis-jenis-induktor/)

Gambar

Gambar 2.1 Aluminium  (Sumber : aluminiumindonesia.com)
Gambar 2.2 Stainless Steel  ( logamceper.com)
Gambar 2.4 Kawat tembaga sebagai penentuan bahan work coil  (Sumber : capigeon.en.alibaba.com)
Gambar 2.5 Arus Eddy   (Sumber : Noviansyah, 2012)
+4

Referensi

Dokumen terkait

(1) Dalam hal kewenangan memberi keputusan berada pada Kepala Kantor Wilayah Direktorat Jenderal Pajak sebagaimana dimaksud dalam Pasal 6 ayat (2), Kepala KPPBB atau Kepala KPP

menyumbang ide atau berpendapat, komunikasi Tugas Terstruktur Tugas tidak terstruktur Tes Objektif Tes Subjektif 2 x 45’ Buku Biologi XI Religius Jujur Toleransi

Penelitian ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Simanullang (2015)bahwa sebanyak 75% lansia pernah mengalami nyeri sendi sehingga perlu melakukan aktivitas

Belajar menurut Soemanto ialah suatu proses usaha yang dilakukan seseorang untuk memperoleh suatu perubahan tingkah laku yang baru secara keseluruhan, sebagai hasil

Ini menunjukkan bahwa variabel kepercayaan mempengaruhi keputusan pembelian karena dapat diartikan kepercayaan pihak tertentu terhadap yang lain dalam melakukan

Dari hasil simulasi seperti pada Gambar 7 tampak bahwa untuk derau 0 sampai dengan 0,5 hasil pemulihan sesuai dengan citra aslinya, hal ini menunjukkan bahwa

dan öğreniyoruz. M üslüm an âlim lerinin bilgilerinin hududu Kırgızlar- da son buluyordu. Fakat verilen ayrıntılı bilg iler bizim beklediğim iz kadar açık

RPO digunakan untuk melihat area dari paru kanan dan LPO bagian paru kiri sehingga dapat disimpulkan bahwa bagian yang dekat dengan film merupakan gambaran