PERANCANGAN POROS DAN PROSES PEMESINAN
MESIN COPY CAMSHAFT
PROYEK AKHIR
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya
Oleh:
MUHAIMIN RIFQI HIDAYATULLAH NIM I8613021
PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan laporan Proyek Akhir dengan judul
“Perancangan Poros dan Proses Pemesinan Mesin Copy Camshaft” ini dengan baik. Adapun tujuan penulisan laporan Proyek Akhir ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Teknik Mesin Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan dan perhatian selama melakukan Proyek Akhir dan penyusunan Laporan Proyek Akhir. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Budi Santoso S.T.,M.T selaku Ketua Jurusan Diploma Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Ibu Indri Yaningsih, S.T.,M.T selaku Koordinator Proyek Akhir serta pembimbing I proyek akhir yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan laporan proyek akhir ini.
3. Bapak D. Danardono Dwi P.T, S.T., M.T., Ph.D selaku pembimbing II proyek akhir yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan proyek akhir ini.
4. Bapak Arifin Musthafa S.T., selaku laboran laboratorium proses produksi yang telah memberikan pengarahan dalam proses pembuatan mesin proyek akhir ini.
5. Bapak dan Ibu tercinta yang telah memberikan doa serta motivasi yang tak terhingga dalam penyusunan proyek akhir ini.
6. Muhammad Riza Purwanto dan Afriko Jadi Prayoga P.P selaku rekan tim pembuatan mesin yang telah bekerja sama dalam pembuatan mesin untuk proyek akhir.
vi
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penulisan Laporan Proyek Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritikan, serta saran dari berbagai pihak. Semoga penulisan Laporan Proyek Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.
Surakarta, 21 Juni 2016
vii
ABSTRAK
MUHAIMIN RIFQI H, 2016, “PERANCANGAN POROS DAN PROSES PEMESINAN MESIN COPY CAMSHAFT”, Proyek Akhir, Program Studi Diploma III Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta
Tujuan dari proyek akhir pembuatan mesin copy camshaft yaitu merubah dimensi serta sudut dari camshaft standar menjadi camshaft sesuai dengan kontur
camshaft yang digunakan sebagai pengkopi dengan penggerak otomatis untuk memperoleh dimensi camshaft yang sama.
Mesin copy camshaft ini menggunakan motor listrik 1/4 Hp sebagai penggerak utama dan menggunakan motor wiper DC 12V sebagai penggerak otomatis unit camshaft. Poros penggerak menggunakan bahan St 37 dimensi bertingkat dengan ukuran 15 mm pada ujung penumpu gerinda dan 14,98 mm pada penumpu puli serta 20 mm pada bagian tengah poros. Proses pembuatan poros menggunakan mesin bubut SANWA C0632A dengan waktu pembuatan 100,19 menit. Poros akan meneruskan putaran dari motor listrik melalui sabuk dengan puli 3 inch dan memutarkan batu gerinda untuk melakukan proses penggerindaan camshaft.
Dalam proyek akhir mesin copy camshaft ini telah dilakukan percobaan untuk memproses camshaft motor Shogun SP 125. Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh hasil dimensi dari copy camshaft pada Shogun SP 125 memiliki selisih 1mm pada camshaft sisi buang dengan tingkat kekasaran permukaan N7.
viii
ABSTRAK
MUHAIMIN RIFQI H, 2016, “SHAFT DESIGN AND MACHINING PROCESS COPY CAMSHAFT MACHINE Final Project , Program Diploma III Engineering , Faculty of Engineering , University of March Surakarta
The purpose of the final project of making copies camshaft engine that is changing the dimensions and angles of the standard camshaft into camshaft fit the contour of the camshaft is used as a copier with automatic driving dimensions to obtain the same camshaft.
The camshaft copy machine using 1/4 hp electric motor as the prime mover and the use of the wiper motor 12V DC as automatic driving camshaft unit. Driveshaft uses material St 37 storey with size dimensions of 15 mm at the end of the fulcrum grinding and 14.98 mm at the fulcrum of pulleys and 20 mm at the center of the shaft. The process of making the shaft using a lathe SANWA C0632A with creation time 100.19 minutes. Shaft will forward rotation of the electric motor via a belt with a 3 inch pulleys and rotating grinding stone to make the process of grinding camshaft.
In the final project copy camshaft engine has been carried out experiments to process the motor camshaft Shogun SP 125. From the experiments have been carried out, the results obtained in the dimensions of the camshaft copy Shogun SP 125 has a difference of 1mm on a side exhaust camshaft with a degree of surface roughness of N7.
viii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Halaman Pengesahan ... ii
Halaman Berita Acara Ujian ... iii
Biodata Mahasiswa ... iv
Kata Pengantar ... v
Abstrak ... vii
Daftar Isi ... viii
Daftar Gambar ... xi
Daftar Persamaan ... xiii
Daftar Tabel ... xiv
1.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI 2.1 Konsep Perencanaan Poros dan Proses Produksi ... 4
2.1.1 Motor ... 4
2.1.2 Daya. ... 5
2.1.3 Gaya Penggerindaan... 7
2.1.4 Poros ... 8
2.1.5 Mesin Bubut ... 11
2.1.6 Mesin Frais ... 19
2.1.7 Mesin Bor ... 22
2.1.8 Pengelasan SMAW ... 24
ix
3.2 Pengertian Alat ... 28
3.3 Prinsip Kerja Alat ... 28
3.4 Perhitungan Daya Poros Gerinda ... 29
3.5 Perhitungan Poros ... 31
3.5.1 Perhitungan Gaya Poros ... 31
3.5.2 Perhitungan Sabuk dan Transmisi ... 32
3.5.2.1 Perhitungan Kecepatan Sabuk ... 32
BAB IV PROSES PEMBUATAN DAN PENGUJIAN 4.1 Proses Pembuatan ... 52
4.2 Alat dan Bahan ... 52
4.3 Langkah Pengerjaan ... 53
4.3.1 Proses Pembuatan Rangka ... 53
4.3.2 Proses Pengeboran Alas Mesin ... 54
x
4.3.4 Proses Pembuatan Alur Pasak Poros Transmisi ... 66
4.3.5 Analisa Waktu Pembuatan Poros Transmisi ... 68
4.3.6 Proses Pengecatan ... 69
4.3.7 Proses Perakitan Mesin Copy Camshaft ... 70
4.4 Perawatan Mesin ... 71
4.5 Pengujian Mesin ... 72
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 75
5.2 Saran ... 75
DAFTAR PUSTAKA ... 76
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Klasifikasi motor listrik ... 5
Gambar 2.2 Poros ... 8
Gambar 2.3 Bagian-bagian mesin bubut ... 11
Gambar 2.4 Meja mesin bubut ... 12
Gambar 2.5 Kepala tetap mesin bubut ... 12
Gambar 2.6 Rumah pahat mesin bubut ... 13
Gambar 2.7 Kepala lepas ... 13
Gambar 2.8 Eretan mesin bubut ... 14
Gambar 2.9 Center ... 15
Gambar 2.10 Prinsip gerakan pahat mesin bubut ... 15
Gambar 2.11 Mesin frais ... 20
Gambar 2.12 Mesin bor ... 22
Gambar 3.1 Diagram alir perencanaan ... 27
Gambar 3.2 Desain mesin copy camshaft ... 28
Gambar 3.3 Sketsa ukuran batu gerinda ... 29
Gambar 3.4 Poros gerinda ... 31
Gambar 3.5 Dimensi sabuk dan puli ... 33
Gambar 3.6 Luas pemnampang sabuk ... 34
Gambar 3.7 Tegangan sisi kendang dan kendor sabuk ... 35
Gambar 3.8 Arah gaya poros gerinda ... 36
Gambar 3.9 Reaksi arah gaya poros ... 36
Gambar 3.9 Reaksi gaya horizontal poros ... 36
Gambar 3.10 Diagram gaya geser horizontal ... 37
Gambar 3.11 Diagram gaya bending horizontal ... 38
Gambar 3.12 Reaksi gaya vertikal poros ... 38
Gambar 3.13 Diagram gaya geser vertikal ... 39
Gambar 3.14 Diagram gaya bending vertikal ... 40
Gambar 3.15 Diagram gaya bending resultan ... 41
Gambar 3.16 Ilustrasi pembubutan memanjang ... 43
xii
Gambar 3.18 Ilustrasi pembubutan poros sisi puli ... 46
Gambar 3.19 Ilustrasi pengefraisan alur pasak ... 48
Gambar 4.1 Desain rangka mesin ... 53
Gambar 4.2 Proses pengelasan rangka ... 54
Gambar 4.3 Pengeboran meja mesin ... 54
Gambar 4.4 Ilustrasi pembubutan memanjang... 56
Gambar 4.5 Proses pembubutan poros ... 56
Gambar 4.6 Ilustrasi pembubutan poros sisi gerinda ... 58
Gambar 4.7 Ilustrasi pembubutan center pada poros ... 60
Gambar 4.8 Ilustrasi pengeboran pada ujung poros ... 61
Gambar 4.9 Ilustrasi pembubutan poros sisi puli ... 63
Gambar 4.10 Ilustrasi pembubutan center pada poros ... 64
Gambar 4.11 Ilustrasi pengeboran pada ujung poros ... 65
Gambar 4.12 Ilustrasi pengefraisan alur pasak ... 67
Gambar 4.13 Pengecatan meja mesin ... 69
Gambar 4.14 Mesin copy camshaft ... 71
Gambar 4.15 Camshaft sebelum digerinda ... 73
Gambar 4.16 Pemasangan center mesin ... 73
Gambar 4.17 Penyetelan roda copy ... 73
Gambar 4.18 Camshaft setelah digerinda ... 74
xiii
DAFTAR PERSAMAAN
Rumus 2.1 Perhitungan daya berdasarkan besar usaha ... 5
Rumus 2.2 Perhitungan daya berdasarkan gaya yang bekerja ... 5
Rumus 2.3 Perhitungan daya berdasarkan torsi yang bekerja sudut ... 6
Rumus 2.4 Perhitungan kecepatan sudut ... 6
Rumus 2.5 Pehitungan torsi ... 6
Rumus 2.6 Perhitungan daya berdasarkan putaran poros ... 6
Rumus 2.7 Mencari harga gaya ... 6
Rumus 2.8 Mencari harga berat ... 7
Rumus 2.9 Perhitungan torsi ... 7
Rumus 2.10 Perhitungan daya berdasarkan gaya penggerindaan ... 7
Rumus 2.11 Perhitungan torsi berdasarkan gaya penggerindaan ... 7
Rumus 2.12 Perhitungan torsi pada poros ... 10
Rumus 2.13 Perhitungan momen pada poros ... 10
Rumus 2.14 Perhitungan torsi ekuivalen ... 10
Rumus 2.15 Perhitungan diameter poros ... 11
Rumus 2.16 Perhitungan kecepatan pemotongan bubut ... 16
Rumus 2.17 Perhitungan kecepatan pemakanan bubut ... 17
Rumus 2.18 Perhitungan waktu pemotongan bubut ... 18
Rumus 2.19 Perhitungan putaran pembubutan memanjang ... 18
Rumus 2.20 Perhitungan waktu pembubutan memanjang ... 18
Rumus 2.21 Perhitungan pembubutan melintang ... 19
Rumus 2.22 Perhitungan jumlah pembubutan ... 19
Rumus 2.23 Perhitungan kecepatan pemotongan frais ... 20
Rumus 2.24 Perhitungan kecepatan pemakanan frais ... 21
Rumus 2.25 Perhitungan waktu pengerjaan frais ... 22
Rumus 2.26 Perhitungan panjang pengefraisan ... 22
Rumus 2.27 Perhitungan kecepatan pemakanan frais ... 22
Rumus 2.28 Pehitungan kecepatan pengeboran ... 23
Rumus 2.29 Perhitungan waktu pengeboran ... 24
Rumus 2.30 Perhitungan panjang pengerjaan pengeboran ... 24
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Penggolongan bahan poros ... 9
Tabel 2.2 Sifat logam atau paduan ... 10
Tabel 2.3 Kecepatan potong bubut pahat HSS ... 16
Tabel 2.4 Kecepatan pemakanan pahat HSS ... 17
Tabel 2.5 Kecepatan putar pengeboran HSS... 18
Tabel 2.6 Kecepatan pemotongan mesin frais ... 20
Tabel 2.7 Sayatan tiap gigi pada pisau frais ... 21
Tabel 2.8 Tabel pengeboran ... 23
Tabel 2.9 Point twist drill ... 24
Tabel 2.10 Klasifikasi elektroda ... 25
Tabel 2.11 Diameter elektroda dan arus pengelasan ... 26
Tabel 3.1 Kecepatan potong pahat HSS frais ... 41
Tabel 3.2 Pemakanan tiap gigi pahat frais dalam milimeter ... 41
Tabel 3.3 Diameter elektroda dan arus pengelasan ... 47
Tabel 4.1 Total waktu pengeboran alas meja ... 46
Tabel 4.2 Pemilihan putaran mesin bubut SANWA C0632A ... 46
Tabel 4.3 Total waktu pembubutan memanjang poros ... 49
Tabel 4.4 Total waktu pembubutan poros transmisi sisi gerinda ... 53
Tabel 4.5 Total waktu pembubutan poros transmisi sisi puli ... 57
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Tabel 2.1 Penggolongan Poros ... 78
Lampiran 2. Tabel 2.2 Sifat logam atau paduan ... 78
Lampiran 3. Tabel 2.3 Kecepatan potong bubut pahat HSS ... 79
Lampiran 4. Tabel 2.7 Kecepatan putar pengeboran pahat HSS ... 80
Lampiran 5. Tabel 2.9 Sayatan tiap gigi pisau frais ... 80
Lampiran 6. Tabel 2.10 Tabel Pengeboran ... 81
Lampiran 7. Tabel 2.11 Poin twist drill ... 81
Lampiran 8. Tabel 2.10 Klasifikasi elektroda ... 82
