analisa laju keausan poros baja aisi 1045 dengan metode...

i

S K R I P S I

ANALISA LAJU KEAUSAN POROS BAJA AISI 1045

DENGAN METODE KONTAK TWO-DISK

MUHAMMAD HUSNUL

NIM. 201254067

DOSEN PEMBIMBING

TAUFIQ HIDAYAT, ST., MT.

ROCHMAD WINARSO, ST., MT.

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MURIA KUDUS

2017

v

ANALISA LAJU KEAUSAN POROS BAJA AISI 1045 DENGAN

METODE KONTAK TWO-DISK

Namamahasiswa : Muhammad Husnul

NIM : 2012254067

Pembimbing :

a. TAUFIQ HIDAYAT, S.T, M.T.

b. ROCHMAD WINARSO, S.T.,M.T.

RINGKASAN

Keausan terjadi pada komponen disistem permesinan yang dapat

mengakibatkan penurunan kemampuan kerja komponen tersebut. Diantara

penyebab yang menimbulkan keausan adalah kualitas material, kondisi pelumasa,

perlakuan pengoprasian komponen, dan lain sebagainya. Berbagai cara

mendeteksi fenomena keausan yang terjadi pada komponen yang berkontak dan

bergerak, salah satunya adalah melalui pengujian laju keausan dengan metode

kontak two-disk.

Penelitian ini membahas pengaruh laju keausan poros baja aisi 1045.

Bahan uji berbentuk disk berdiameter 50 mm dibuat radius dengan jari-jari 5mm

dengan tiga variasi percepatan putaran 500rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, beban tekan

10kg serta dalam kondisi pelumasan SAE 20w-50, dan dalam kondisi tanpa

pelumasan. Sedangkan waktu pengujian adalah 60 menit dan setiap 10 menit

dilakukan penimbangan berat keausan pada spesimen uji.

Pengolahan data menggunakan ANOVA SPPS16 didapatkan hasil sebagai

berikut : penggunaan percepatan putaran rpm tidak berpengaruh secara signifikan

terhadap laju keausan, karena nilai sig. 1,000 lebih > 0,05. Penggunaan variasi

pelumasan berpengaruh secara signifikan terhadap laju keausan, karena nilai sig.

0,000 < 0,05. Sedangkan hubungan penggunaan percepatan putaran rpm dan

variasi pelumasan tidak berpengaruh secara signifikan, karena nilai sig. 1,000 >

0,05.

Kata kunci: bajaAISI 1045,ujikekerasan,VariasiRpm, kotak two-disk.

vi

ANALYSIS OF WEAR RATE AISI 1045STEEL WITH USE TWO-DISC

CONTACT METHOD

Student Name : Muhammad Husnul

Student Identity Number : 201254067

Supervisor :

1. TAUFIQ HIDAYAT, S.T, M.T

2. ROCHMAD WINARSO, S.T.,M.T.

ABSTRACT

A wear happens in the component on the mechanical system, that can

cause and decreasing in that ability machine work’s. Which one be inflict wearing

is material quality, condition of lubrication, operating treatment component, etc.

Many way to detecting wear’s phenomena which happens to component which do

contacting and moving, which one is trough wear rate testing with use contact

two-disk method.

This research discussing about impact of wear rate aisi 1045 steel. The

test subtance is formed of diameter disk 50 mm was made radius range of diaeter

5 mm, and three variation of rotation speed 500 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, weight

10w and also the condition of lubrication SAE 20w-50 and condition without

lubrication. While the testing time is 60 minutes and each 10 minutes be done

weighing of wear weight to spesiment test.

Prossessing data using ANOVA SPPS16 give the result as follow : using

speed of rpm rotation didn’t effect significantly to wear rate because the sig.

Value 1,000 > 0,05. Using variation of lubrication significantly effect to wear rate

because the sig.value 0,000 < 0,05. While the relative using speed rpm totation

and variation of lubrication didn’t effect significantly to wear rate, because the

sig. Value 1,000 > 0,05.

Keyword : Steel Aisi 1045, Hardnesstest, and Variation RPM, contact Two-disk.

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirabbil’aalamin, Puji syukur penulis panjatkan atas ke

hadiratAllah SWT, atas berkat dan rahmat-Nya lah penulis dapat menyelesaikan

skripsi berjudul “Analisa laju keausan poros baja aisi 1045 dengan metode kontak

two-disk”.

Penyusunan Skripsi ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar sarjana pada program studi Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muria Kudus.

Penyusunan Skripsi ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar strata.

Pelaksanaan Skripsi tak lepas dari bantuan dan dukungan beberapa

pihak,untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Taufiq Hidayat, ST., MT, selaku ketua Program Studi Teknik

Mesin.

2. Bapak Taufiq Hidayat, ST., MT, selaku dosen pembimbing utama yang

telah banyak membantu, memberikan motivasi, memberikan pencerahan

bahkan selalu mencarikan solusi-solusi terbaik dalam penyelesaian

TugasAkhir ini.

3. Bapak Rochmad winarso, S.T.,M.T.,selaku dosen pembimbing kedua yang

telah banyak membantu, memberikan motivasi, memberikan pencerahan

bahkan selalu mencarikan solusi-solusi terbaik dalam penyelesaian Tugas

Akhir ini.

4. Bapak Ir Masruki Kabib, M.T, sebagai ketua penguji yang telah banyak

membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini.

5. Rianto Wibowo, S.T. M.Eng, selaku penguji yang telah banyak membantu

dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini.

6. Seluruh dosen di Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus.

7. Staf progdi Teknik Mesin atas bantuan-bantuan pelaksanaan proses

penelitian skripsi dan seminar.

8. Kedua orang tuaku, beserta saudara-saudaraku yang telah banyak

memberikan dukungan, doa, nasehat, motivasi dan semangat dalam

hidupku sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.

9. Teman-teman seperjuanganku “Arif Setiawan, Ahmad Rif’an, Ahmad

Subechan, Muh. Ali imron, Fajar adi winata, Guritno adji pambudi,

Muhammad Hadi sutoto dan semua teman-teman Teknik Mesin Angkatan

2012.

viii

Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidak sempurnaan dalam

penulisan skripsi ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan masukan dari

pembaca sehingga penulis dapat lebih baik di masa yang akan datang. Akhirnya

penulis berharap semoga buku tesis ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis

dan umumnya bagi para pembaca.

Kudus, 04 Maret 2017

Penulis

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iii

ABSTRAK ......................................................................................................... v

ABSTRACT ....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xii

DAFTAR SIMBOL ........................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang ............................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ......................................................................... 3

1.4 Tujuanpenelitian .......................................................................... 3

1.5 Manfaat penelitian ....................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Poros ............................................................................................ 5

2.2 Baja .............................................................................................. 6

2.3 Baja Aisi 1045 ............................................................................. 7

2.4 permesinan Kering....................................................................... 9

2.5 Kualitas Minyak Pelumas ............................................................. 10

2.6 Oli ................................................................................................ 11

2.7 Fungsi Pelumas ............................................................................ 12

2.8 Standar Minyak Pelumas ............................................................. 12

2.9 Uji Kekerasan .............................................................................. 12

2.10 Pengujian kekerasan brinel .......................................................... 15

2.11 Pengujian kekerasan knoop dan Vikers ....................................... 16

2.12 Uji Keausan ................................................................................. 17

2.13 Keausan Dalam Boundary Lubrycation ...................................... 17

2.13.1 Adhesive Wear................................................................. 18

2.13.2 Abrasive wear .................................................................. 18

2.13.3 Tribo Chemical Wear ...................................................... 20

2.14 Metode Kontak Two-disk ............................................................ 21

2.15 Macam-macam mesin uji keausan sistim kontak ........................ 23

2.15.1 Schematic of the FZG Test Rig ....................................... 23

2.15.2 Two Roller Machine ......................................................... 24

2.15.3 Test Rig Machine ............................................................. 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitan....................................................... 27

3.2 Variabel Penelitian ...................................................................... 27

3.2.1 Variabel Bebas................................................................... 27

3.2.2 Variabel Terikat ................................................................. 27

3.3 Alat dan Bahan ............................................................................ 27

x

3.3.1 Alat Uji .............................................................................. 27

3.3.2 Bahan Penelitian ................................................................. 28

3.4 Proses Pembuatan Spesimen Uji ................................................. 29

3.5 Penyiapan Alat Uji dan Bahan Uji ............................................... 30

3.5.1Pengujian Kekerasan ........................................................... 30

3.5.2Pengujian Keausan .............................................................. 32

3.5.3Analisa Data ........................................................................ 34

3.5.4 Menetukan Hipotesis ....................................................... 35

3.6 Diagram alir penelitian ................................................................ 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil pengujian Kekerasan .......................................................... 38

4.2 Perhitungan pengujian laju keuasan baja aisi 1045 ..................... 39

4.3 Hasil pengujian keausan baja aisi 1045 tanpa pelumas ............... 40

4.3.1 Hasil pengujian baja aisi keausan 500 rpm ...................... 40

4.3.2 Hasil pengujian baja aisi keausan 1000 rpm .................... 42


4.4 Hasil pengujian keausan baja aisi 1045 dengan pelumasan ........ 46

4.4.1 Hasil pengujian baja aisi keausan 500 rpm ...................... 46



4.5 perhitungan keausan 500,1000,1500 rpm tanpa pelumas ............ 52

4.6 perhitungan keausan 500,1000,1500 rpm dengan pelumas ......... 52

4.7 perbandingan keausan tanpa pelumas dan dengan pelumas ........ 53



4.10 Perbandingan laju keausan tanpa pelumas dan dengan pelumas. 55

4.11 Analisa data laju keausan menggunakan anova .......................... 58

4.12 Data analisa laju keausan menggunakan anova........................... 59

4.13 Pembahasan ................................................................................. 67

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 69

5.2 Saran ............................................................................................ 69

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 70

LAMPIRAN ...................................................................................................... 71

BIODATA PENULIS

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Poros Baja Aisi 1045 ................................................................... 6

Gambar 2.2 Mesin Bubut Emco Maximat V13................................................ 9

Gambar 2.3 Bentuk Indentor Brinel ................................................................ 16

Gambar 2.4 Bentuk indentor Vickers .............................................................. 16

Gambar 2.5 Bentuk indentor knoop ................................................................ 17

Gambar 2.6 Proses Perpindahan dari logam secara adhesive ......................... 18

Gambar 2.7 Proses Cutting .............................................................................. 19

Gambar 2.8 perpindahan material karena Adhesive Wear .............................. 19

Gambar 2.9 Model Interaksi antar agen korosif dan permukaan rusak ........... 20

Gambar 2.10 Mesin Uji Keausan Kontak Two-disk .......................................... 21

Gambar 2.11 Schematic of the FZG Test Rig .................................................... 23

Gambar 2.12 Shematic The Nine Inch Two Roller Machine ............................. 24

Gambar 2.13 Test Rig Machine ......................................................................... 25

Gambar 3.1 Dimensi Spesimen penelitian ...................................................... 28

Gambar 3.2 Proses Gergaji Spesimen Uji ....................................................... 29

Gambar 3.3 Hasil Pembuatan Spesimen ......................................................... 30

Gambar 3.4 Mekanisme Uji Kekerasan Rockwell .......................................... 30

Gambar 3.5 Pengujian Kekerasan ................................................................... 32

Gambar 3.6 Timbangan Digital ....................................................................... 33

Gambar 3.7 Komputer Pengolah Data ............................................................ 34

Gambar 3.8 Tarafkepercayaan ........................................................................ 35

Gambar 4.1 Hasil pengujian Kekerasan .......................................................... 38

Gambar 4.2 Pengujian laju keausan ................................................................ 40

Gambar 4.3 Grafik keausan Vs waktu tanpa pelumasan 500 rpm .................. 41

Gambar 4.4 Grafik keausan Vs waktu tanpa pelumasan 1000 rpm ................ 43

Gambar 4.5 Grafik keausan Vs waktu tanpa pelumasan 500 rpm .................. 45

Gambar 4.6 Grafik keausan Vs waktu dengan pelumasan 500 rpm ............... 47

Gambar 4.7 Grafik keausan Vs waktu dengan pelumasan 1000 rpm ............. 49

Gambar 4.8 Grafik keausan Vs waktu dengan pelumasan 1500 rpm ............. 51

Gambar 4.9 Grafik perhitungan keausan Vs waktu tanpa pelumasan ............. 52

Gambar 4.10 Grafik perhitungan keausan Vs waktu dengan pelumasan .......... 52

Gambar 4.11 Grafik perbandingan keausan Vs waktu Tp & Dp 500 rpm ........ 53

Gambar 4.12 Grafik perbandingan keausan Vs waktu Tp & Dp 1000 rpm ...... 54

Gambar 4.13 Grafik perbandingan keausan Vs waktu Tp & Dp 1500 rpm ...... 55

Gambar 4.14 Grafik perbandingan laju keausan sps. 1 Tp & Dp ..................... 56

Gambar 4.15 Grafik perbandingan laju keausan sps. 2 Tp & Dp ..................... 57

Gambar 4.16 Diagram plot laju keausan ........................................................... 67

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Kimia Baja Aisi 1045 .................................................. 7

Tabel 2.2 Physical Property .......................................................................... 8

Tabel 2.3 Mechanical Property ..................................................................... 8

Tabel 2.4 Skala Kekerasan ............................................................................. 15

Tabel4.1 Hasil Uji Kekerasan Baja Aisi 1045 .............................................. 38

Tabel4.2 keausan spesimen uji 1 baja aisi 500 rpmtanpa pelumasan ........... 40

Tabel 4.3 keausan spesimen uji 2 baja aisi 500 rpmtanpa pelumasan ........... 40

Tabel 4.4 keausan spesimen uji 1 baja aisi 1000 rpmtanpa pelumasan ......... 42




Tabel 4.8 keausan spesimen uji 1 baja aisi 500 rpmdengan pelumasan ........ 46

Tabel 4.9 keausan spesimen uji 2 baja aisi 500 rpmdengan pelumasan ........ 46

Tabel 4.10 keausan spesimen uji 1 baja aisi 1000 rpmdengan pelumasan ...... 48




Tabel 4.14 Lajukeausantanpa pelumasanbajaaisi 1045. .................................. 55

Tabel 4.15 Laju keausan dengan pelumasan SAE 20w-50 baja aisi 1045. ...... 56

Tabel 4.16 Data analisa laju keausan menggunakan anova ............................. 59

Tabel 4.17 Data between-subject factors ......................................................... 60

Tabel 4.18 Data desciptive Stastistics .............................................................. 60

Tabel 4.19 Data Levans variances ................................................................... 61

Tabel 4.20 Data Between-Subject Effect. ......................................................... 61

Tabel 4.21 Data percepatan putaran rpm ......................................................... 63

Tabel 4.22 Data penggunaan variasi pelumasan .............................................. 64

Tabel 4.23 Data percepatan putaran rpm dan variasi pelumasan ..................... 64

Tabel 4.24 Data post hoc ................................................................................. 65

Tabel 4.25 Data homogeonus subset ................................................................ 65

xiii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan NomorPersamaan

d Diameter pahat mm 1

V Kecepatan potong m/min 1

n Putaran spindle mesin rpm 1

f Feeding Mm/rev 2

do Diameter awal mm 3

dm Diameter akhir mm 3

lt Panjang pemotongan mm 4

vf Volume geram mm3

4

Z Kecepatan penghasilan geram cm3/min 5

A Luas penampang mm2 5

H Waktu penahanan min 6

H Tebal benda kerja mm 6

Perubahan volume disk m3 7

Perubahan massa disk kg 7

ρ Massa jenis disk Kg/ m3 7

K Specific wearrate m3/N.m 8

F Pembebanan statis N 8

L Panjang langkah m 8

xiv

LAMPIRAN

Lampiran 1 gambar 1 proses penggergajian specimen bajaAisi 1045.

Lampiran 2 gambar 2 poros baja Aisi 1045.

Lampiran 3 gambar 3proses pengujian laju keausan kontak two-disk.

Lampiran 4 gambar4 sistim control alat uji laju keausan kotak two-disk

Lampiran 5 gambar5 alatuji kekerasan HRB

Lampiran 6 gambar6 alat timbangan digital

Lampiran 7 gambar 7 komputer pengolah data

Lampiran 8 gambar 8 hasil pengujian kekerasan

Lampiran 9 gambar 9 proses penimbangan specimen uji disk.

Lampiran 10 gambar 10 hasil pengujian dengan pelumasan 500 Rpm



Lampiran 13 gambar 13 hasil pengujian tanpa pelumasan 500 Rpm

Lampiran 14 gambar14 hasil pengujian tanpa pelumasan 1000 Rpm

Lampiran 15 gambar15 hasil pengujian tanpa pelumasan 1500 Rpm

Lampiran 16 gambar 16 data record pengujian laju keausan kontak two-disk.

Lampiran 17 gambar 17 poses penimbangan spesimen uji disk

Lampiran 18 gambar 18 proses penimbangan spesimen uji disk





xv

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

AISI : American Iron Steel Institute

SAE : Society of Automotive Engineers

analisa laju keausan poros baja aisi 1045 dengan metode...

Documents