Download - Karya Tulis Tugas Akhir D-IV
ANALISIS METODA PENGUKURAN
PENYIMPANGAN GEOMETRIK
MENGGUNAKAN UNIVERSAL BRIDGE,
CARRIAGE DAN SPIRIT LEVEL PADA BEDWAYS
MESIN BUBUT
Tugas Akhir
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan
Sidang Diploma IV
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung
Meerza Maulana Akhmad
213411043
POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG
BANDUNG
2015
i
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir yang berjudul:
ANALISIS METODA PENGUKURAN PENYIMPANGAN GEOMETRIK
MENGGUNAKAN UNIVERSAL BRIDGE, CARRIAGE DAN SPIRIT LEVEL PADA
BEDWAYS MESIN BUBUT
Oleh
Meerza Maulana Akhmad
NIM. 213411043
Telah direvisi dan disetujui sebagai Tugas Akhir Program Diploma IV
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung
Bandung, Agustus 2015
Disetujui,
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Mohamad Fauzi, ST., MT. Andi Noviandi, SST., MT.
NIP: 196206261988031003 NIP: 197411242003121002
Punguji 1 Penguji 2
Ir. Darman, MT. Novi Saksono B. M., S.E., S.T., M.T.
NIP. 196005091988031004 NIP. 196711251992031002
ii
ABSTRAK
ANALISIS METODA PENGUKURAN PENYIMPANGAN GEOMETRIK
MENGGUNAKAN UNIVERSAL BRIDGE, CARRIAGE DAN SPIRIT LEVEL PADA
BEDWAYS MESIN BUBUT
Oleh,
Meerza Maulana Akhmad
NIM. 213411043
Merupakan hal yang penting pada suatu mesin memiliki elemen mesin dengan karakteristik
geometrik yang ideal. Guideways/slideways/bedways adalah salah satu contoh elemen mesin yang penting
pada mesin bubut. Fungsi utama dari bedways adalah untuk memastikan bahwa alat potong atau alat
mesin dari elemen operasi bergerak sepanjang jalur yang telah ditentukan. Namun dari hasil pengujian
kualitas fungsional yang selama ini ada pada umumnya mengabaikan sampai seberapa jauh
penyimpangan geometrik sebuah mesin dapat diperbolehkan. Sedangkan status mesin-mesin yang berada
di Politeknik Manufaktur Negeri Bandung banyak yang telah melampaui umur teknis mesin. Oleh karena
itu timbul pemikiran untuk memperbaiki kinerja mesin agar lebih maksimal yaitu dengan cara
memperbaiki geometrik bedways mesin tersebut dengan metoda perbaikan yang tepat. Pengujian ini
dilakukan pada bedways mesin bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 dan BU 12) di
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung dengan menggunakan metoda Universal Bridge.
Berdasarkan hasil pengambilan data, ditentukan langkah rekomendasi perbaikan mesin tersebut
adalah dengan menentukan teknik perbaikannya, seperti besar pemakanan, acuan proses permesinan dll.
Dengan adanya rekomendasi perbaikan ini diharapkan proses perbaikan mesin menjadi lebih terencana.
Kata-kata kunci : Bedways, Penyimpangan geometrik, Universal bridge, Metoda perbaikan.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas limpahan karunia-Nya. Shalawat serta
salam penulis sampaikan kepada tauladan terbaik manusia, Rasulullah Muhammad SAW sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan semaksimal mungkin. Tugas Akhir ini berjudul
“ANALISIS METODA PENGUKURAN PENYIMPANGAN GEOMETRIK MENGGUNAKAN
UNIVERSAL BRIDGE, CARRIAGE DAN SPIRIT LEVEL PADA BEDWAYS MESIN BUBUT”,
yang dibuat sebagai salah satu syarat kelulusan program Diploma IV Politeknik Manufaktur Negeri
Bandung.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, tidak sedikit kendala yang dihadapi. Namun berkat bantuan,
dukungan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik moral maupun spiritual akhirnya penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Maka dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih
kepada semua pihak yang telah memberikan banyak dorongan dan bantuan, baik secara langsung maupun
tidak. Di antaranya penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua penulis yang tidak henti-hentinya berdoa dan berikhtiar sehingga penulis
mendapatkan kelancaran dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, semoga Allah SWT membalas
semua kebaikan dan kasih sayangnya dan tidak lupa juga kepada kakak, adik serta segenap
keluarga besar penulis yang selalu memberikan dukungan kepada penulis untuk terus berusaha
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Andi Noviandi dan Bapak Mohamad Fauzi selaku pembimbing yang telah membantu
pemikiran, dorongan dan semangat kepada penulis selama proses pembuatan Tugas Akhir ini.
3. Staf pengajar khususnya di jurusan Teknik Manufaktur yang telah memberikan ilmu yang
bermanfaat, nasihat, bimbingan, dorongan dan dukungannya kepada penulis, semoga Allah SWT
membalas semua kebaikannya.
4. Kepada seluruh rekan dan keluarga penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya mendorong dan membangun
sebagai pembelajaran untuk ke depannya.
Semoga karya tulis sederhana ini dapat memberikan hikmah dan manfaat, khususnya bagi penulis
dan pembaca pada umumnya. Terima kasih.
Bandung, Agustus 2015
Penulis
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ...................................................................................................................... i
ABSTRAK .............................................................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR ............................................................................................................................ iii
DAFTAR ISI .......................................................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................ vii
DAFTAR TABEL .................................................................................................................................. ix
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................................................... x
BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................................ 2
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................................................. 2
1.5 Metodologi Pelaksanaan .................................................................................................. 2
1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................................................... 3
BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................................................... 4
2.1 Mesin Perkakas ................................................................................................................ 4
2.2 Bubut ................................................................................................................................ 4
2.2.1 Meja mesin (bed) ................................................................................................... 5
2.3 Lintasan Luncur (Slideways/Bedways) ............................................................................. 5
2.3.1 Jenis-jenis slideways .............................................................................................. 6
2.3.2 Keausan pada bidang lintasan luncur ..................................................................... 6
2.4 Metoda Pemeriksaan Dan Pengontrolan Slideways ......................................................... 6
2.4.1 Universal Bridge .................................................................................................... 7
2.5 Pemilihan Metode Perbaikan ........................................................................................... 8
2.5.1 Melamak ................................................................................................................ 9
2.5.2 Proses frais ............................................................................................................. 9
2.5.3 Proses gerinda ...................................................................................................... 10
2.6 Ketelitian Geometrik Mesin Perkakas ............................................................................ 10
2.6.1 Standar Pengujian Mesin Perkakas ...................................................................... 10
2.6.2 Tahapan Awal Pengujian Ketelitian Mesin Perkakas .......................................... 12
2.7 Karakteristik Dan Spesifikasi Geometrik ....................................................................... 12
2.7.1 Toleransi bentuk dan posisi ................................................................................. 13
2.8 Metrologi Geometrik ...................................................................................................... 15
2.8.1 Pengukuran .......................................................................................................... 15
v
2.8.2 Kalibrasi ............................................................................................................... 16
2.9 Alat-alat ukur ................................................................................................................. 16
2.9.1 Jam ukur (dial indicator) ..................................................................................... 16
2.9.2 Pendatar (spirit level) ........................................................................................... 17
2.10. Penyelarasan (Levelling) .............................................................................................. 18
2.11 Besi Kelabu (Gray Iron) ................................................................................................ 19
2.11.1 Kelas besi kelabu ................................................................................................. 19
2.11.2 Aplikasi besi kelabu ............................................................................................. 20
2.12 Pengerasan Permukaan (Surface Hardening)................................................................. 20
2.12.1 Pengerasan dengan api (flame hardening) ........................................................... 20
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ............................................................................................. 22
3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................................................. 22
3.2 Studi Literatur ................................................................................................................ 23
3.3 Diskusi Dan Tanya Jawab .............................................................................................. 23
3.4 Alat Dan Bahan Pengujian ............................................................................................. 23
3.4.1 Mesin bubut ......................................................................................................... 23
3.4.2 Dial indicator ....................................................................................................... 23
3.4.3 Spirit level ............................................................................................................ 24
3.5 Identifikasi Mesin ........................................................................................................... 25
3.6 Prosedur Pengujian ......................................................................................................... 26
3.7 Penyelarasan (Levelling) ................................................................................................ 26
3.8 Pengambilan Data .......................................................................................................... 27
3.8.1 Metoda pengukuran keausan bedways menggunakan universal bridge .............. 27
3.8.2 Metoda pengukuran keausan bedways menggunakan carriage ........................... 29
3.8.3 Metoda pengukuran kemiringan slideway flat carriage menggunakan spirit level30
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................................................. 31
4.1 Pengujian Penyimpangan Geometrik Bedways Menggunakan Universal Bridge.......... 31
4.1.1 Hasil pengujian bedways pada BU 09 .................................................................. 31
4.1.2 Hasil pengujian bedways pada BU 10 .................................................................. 32
4.1.3 Hasil pengujian bedways pada BU 11 .................................................................. 34
4.1.4 Hasil pengujian bedways pada BU 12 .................................................................. 35
4.2 Pengujian Penyimpangan Geometrik Bedways Menggunakan Carriage ...................... 37
4.2.1 Hasil pengujian bedways pada BU 09 .................................................................. 37
4.2.2 Hasil pengujian bedways pada BU 10 .................................................................. 39
4.2.3 Hasil pengujian bedways pada BU 11 .................................................................. 40
4.2.4 Hasil pengujian bedways pada BU 12 .................................................................. 42
vi
4.3 Pengujian Penyimpangan Geometrik Slideway Flat Carriage Menggunakan Spirit Level43
4.4 Analisis Hasil Pengujian Bedways ................................................................................. 47
4.5 Metoda Perbaikan Bedways Mesin ................................................................................ 48
BAB 5 PENUTUP ............................................................................................................................. 50
5.1 Kesimpulan .................................................................................................................... 50
5.2 Saran ............................................................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................. ix
LAMPIRAN A ........................................................................................................................................ x
LAMPIRAN B ....................................................................................................................................... xi
LAMPIRAN C ...................................................................................................................................... xii
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mesin bubut ............................................................................................................................ 4
Gambar 2.2 Meja mesin bubut ................................................................................................................... 5
Gambar 2.3 Pemeriksaan kelurusan slider pada bidang horisontal menggunakan spring steel wire dan
optical microscope. ................................................................................................................ 7
Gambar 2.4 Universal bridge ..................................................................................................................... 8
Gambar 2.5 Lamak tangan dan lamak mesin ............................................................................................. 9
Gambar 2.6 Dial indicator ....................................................................................................................... 16
Gambar 2.7 Dial gauge ............................................................................................................................ 17
Gambar 2.8 Pendatar (spirit level) ........................................................................................................... 18
Gambar 2.9 Levelling mesin bubut .......................................................................................................... 19
Gambar 2.10 Flame hardening dengan integral quenching ...................................................................... 20
Gambar 2.11 Flame hardening pada perbedaan penampang melintang dari slideways ............................ 21
Gambar 3.1 Flowchart penelitian ............................................................................................................ 22
Gambar 3.2 Dial indicator ....................................................................................................................... 24
Gambar 3.3 Pendatar (spirit level) ........................................................................................................... 24
Gambar 3.4 Mesin bubut Weiler Praktikan 800R .................................................................................... 25
Gambar 3.5 Levelling pada universal bridge ........................................................................................... 28
Gambar 3.6 Posisi pengukuran pada bedways ......................................................................................... 29
Gambar 3.7 Pengukuran keausan bedways menggunakan carriage ........................................................ 29
Gambar 3.8 Posisi pengukuran pada slideway flat carriage menggunakan spirit level ........................... 30
Gambar 4.1 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 09 menggunakan universal bridge ............. 32
Gambar 4.2 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 10 menggunakan universal bridge ............. 34
Gambar 4.3 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 11 menggunakan universal bridge ............. 35
Gambar 4.4 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 12 menggunakan universal bridge ............. 37
Gambar 4.5 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 09 menggunakan carriage ......................... 38
Gambar 4.6 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 10 menggunakan carriage ......................... 40
Gambar 4.7 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 11 menggunakan carriage ......................... 41
Gambar 4.8 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 12 menggunakan carriage ......................... 43
Gambar 4.9 Bentuk pengukuran aktual pada slideway flat carriage terhadap sumbu referensi .............. 44
Gambar 4.10 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 09 ......... 45
Gambar 4.11 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 10 ......... 46
Gambar 4.12 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 11 ......... 46
Gambar 4.13 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 12 ......... 46
Gambar 4.14 Ilustrasi dari kompensasi kaki-kaki universal bridge terhadap keausan bedways ............... 48
viii
Gambar 4.15 Potongan melitang bedways mesin bubut ............................................................................ 49
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Metode perbaikan & nilai keausan .............................................................................................. 8
Tabel 2.2 Karakteristik guide dan pengontrolannya .................................................................................... 9
Tabel 2.3 Jenis toleransi bentuk dan posisi beserta simbol dan pengertiannya ......................................... 14
Tabel 2.4 Satuan standar tujuh besaran dasar menurut satuan internasional (SI units) ............................. 15
Tabel 3.1 Spesifikasi mesin bubut Weiler Praktikan 800R ....................................................................... 23
Tabel 3.2 Form levelling mesin bubut ....................................................................................................... 27
Tabel 3.3 Form pemeriksaan bidang luncur mesin bubut ......................................................................... 30
Tabel 4.1 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 09 menggunakan universal bridge ............ 32
Tabel 4.2 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 10 menggunakan universal bridge ............ 33
Tabel 4.3 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 11 menggunakan universal bridge ............ 35
Tabel 4.4 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 12 menggunakan universal bridge ............ 36
Tabel 4.5 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 09 menggunakan carriage ........................ 38
Tabel 4.6 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 10 menggunakan carriage ........................ 39
Tabel 4.7 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 11 menggunakan carriage ........................ 41
Tabel 4.8 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 12 menggunakan carriage ........................ 42
Tabel 4.9 Data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 09 ..................................................... 43
Tabel 4.10 Hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 09 ......................... 45
Tabel 4.11 Nilai keausan terbesar penyimpangan geometrik slideway flat carriage .................................. 47
x
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Data dan Grafik Hasil Pengujian Penyimpangan Geometrik Bedways Pada Mesin
Bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 & BU 12) Menggunakan
Universal Bridge.
LAMPIRAN B Data dan Grafik Hasil Pengujian Penyimpangan Geometrik Bedways Pada Mesin
Bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 & BU 12) Menggunakan
Carriage.
LAMPIRAN C Data dan Grafik Hasil Pemeriksaan Penyimpangan Geometrik Slideway Flat
Carriage Pada Mesin Bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 & BU
12) Menggunakan Spirit Level.
1
BAB I
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Politeknik Manufaktur Negeri (Polman) Bandung adalah Politeknik Negeri pertama di
Indonesia yang dahulu bernama Politeknik Mekanik Swiss – Institut Teknologi Bandung (PMS-
ITB). Polman Bandung berdiri sejak tahun 1976, merupakan hasil kerjasama bilateral antara
pemerintah RI dengan pemerintah Konfederasi Swiss, yang dalam pelaksanaannya Pemerintah
Indonesia diwakili oleh ITB dan Swisscontact mewakili Pemerintah Swiss yang berakhir pada
tahun 1995.
Polman Bandung merupakan lembaga pendidikan yang memiliki visi untuk mencetak
tenaga ahli dalam bidang teknologi manufaktur. Saat ini Polman Bandung memiliki empat
jurusan diantaranya adalah Jurusan Teknik Manufaktur, Jurusan Teknik Perancangan Manufaktur,
Jurusan Teknik Pengecoran Logam, dan Jurusan Teknik Otomasi
Materi pembelajaran dengan menggunakan mesin-mesin konvensional sudah menjadi
materi wajib yang harus dikuasai oleh para mahasiswa Polman Bandung. Salah satu mesin
konvensional yang wajib dikuasai penggunaannya adalah mesin bubut (turning machine).
Mesin bubut adalah mesin akurat dan presisi serta harus diperlakukan dengan hati-hati.
Membersihkan dan memelihara dengan rutin akan membantu untuk memastikan bahwa mesin
bubut akan bertahan umur penggunaan dan akurasinya selama bertahun-tahun. Namun sering kali
terjadi kesalahan operasional, baik kesalahan pada setting, kesalahan proses pembubutan, serta
kesalahan pemeliharaan atau perawatan. Hal tersebut dapat memberikan dampak buruk pada
penurunan performa mesin. Resiko kerja juga akan semakin bertambah disebabkan mesin-mesin
tersebut telah melewati umur teknis mesin. Hal ini dapat dimaklumi mengingat status mesin-
mesin yang dimiliki Polman Bandung tidak seluruhnya adalah mesin baru.
Desain elemen mesin sangat penting dalam alat teknik. Mereka harus menahan terhadap
beban eksternal yang terjadi. Guideways/slideways/bedways adalah salah satu contoh elemen
mesin yang penting pada mesin bubut. Fungsi utama dari bedways adalah untuk memastikan
bahwa alat potong atau alat mesin dari elemen operasi bergerak sepanjang jalur yang telah
ditentukan serta membawa benda kerja bersama dengannya. Dan semua bagian yang bergerak
seperti bedways akan mengalami keausan yang dapat menurunkan ketepatan, kecepatan dan
efisiensi kerja, bahkan pergerakannya tidak lancar. Oleh karena itu, pada kegiatan tugas akhir ini
akan dilakukan analisis penyimpangan geometrik bedways akibat keausan pada mesin bubut
Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 dan BU 12) di Polman Bandung menggunakan
metoda universal bridge. Sehingga dapat diketahui metoda perbaikan yang tepat dari
penyimpangan geometrik bedways tersebut agar dapat dijamin keakuratan dan kepresisiannya.
2
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana data pengujian penyimpangan geometrik bedways menggunakan universal
bridge, carriage dan spirit level?
2. Bagaimana hasil pengujian penyimpangan geometrik bedways terhadap metoda perbaikan
yang akan dilakukan?
1.3 Batasan Masalah
1. Pengambilan data dilakukan di bengkel Politeknik Manufaktur Negeri Bandung.
2. Mesin yang digunakan adalah mesin bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11
dan BU 12) yang berada di bengkel Teknik Manufaktur.
3. Alat ukur yang digunakan dalam melakukan pengujian penyimpangan geometrik bedways
adalah dial indicator dan spirit level.
4. Analisis data hasil pengujian yang dilakukan hanya untuk melihat penyimpangan
geometrik yang terjadi pada bedways.
5. Metoda dan langkah-langkah perbaikan hanya sebatas pada penyimpangan geometrik yang
terjadi pada bedways.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui kedalaman keausan dari hasil pengujian penyimpangan geometrik bedways
mesin bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 dan BU 12) di bengkel
Politeknik Manufaktur Negeri Bandung.
2. Mengolah data hasil pengujian penyimpangan geometrik bedways.
3. Menyarankan metoda dan langkah-langkah perbaikan lebih lanjut terhadap data hasil
pengujian yang didapatkan.
1.5 Metodologi Pelaksanaan
1. Studi literatur
Studi literatur dilakukan dengan melakukan tinjauan pustaka berdasarkan buku-
buku, literatur, serta diktat yang menunjang pembahasan masalah.
2. Diskusi dan tanya jawab
Diskusi dan tanya jawab dilakukan dengan dosen pembimbing dan pihak yang
berkaitan dengan penyusunan karya tulis. Hal ini dilakukan untuk membantu menunjang
pembahasan masalah.
3. Identifikasi fungsi mesin
Identifikasi fungsi mesin dilakukan dengan tujuan mengetahui dan memahami fungsi
serta hubungan konstruksi dari setiap bagian-bagian mesin.
3
4. Pengambilan data
Pengambilan data dilakukan dengan melakukan pengujian penyimpangan geometrik
bedways mesin bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 & BU 12).
5. Pengolahan data
Pengolahan data dilakukan dengan melakukan pengujian penyimpangan geometrik
bedways menjadi metoda dan langkah-langkah perbaikan pada bedways.
6. Perencanaan perbaikan
Metoda dan langkah-langkah perbaikan penyimpangan geometrik bedways mesin
bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 & BU 12) dilakukan berdasarkan
hasil pengolahan data.
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan karya tulis ini digunakan sistematika seperti berikut :
BAB I PENDAHULUAN, berisi mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah,
batasan masalah, tujuan, metode pengumpulan data serta sistematika penulisan.
BABI II LANDASAN TEORI, berisi mengenai teori-teori yang mendukung dan berkaitan
dalam penyelesaian masalah yang akan dibahas.
BAB III METODOLOGI, berisi mengenai langkah-langkah pengujian dan pelaksanaannya
yang telah dilakukan.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN, berisi mengenai hasil data pengujian yang telah
dilakukan.
BAB V PENUTUP, berisi kesimpulan yang didapat dari hasil kegiatan tugas akhir
berdasarkan data yang diperoleh selama kegiatan berlangsung, serta berisi saran serta lampiran.
4
BAB II
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1 Mesin Perkakas
Mesin Perkakas dapat dikelompokkan menjadi 2 jenis yaitu mesin perkakas potong dan
mesin perkakas bentuk. Mesin perkakas potong merupakan jenis mesin perkakas yang banyak
ragamnya dan relatif lebih kompleks, baik dalam proses pemotongannya maupun dalam
rancangan atau desainnya.
Mesin perkakas adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk mengubah energi dari
satu energi ke energi yang lainnya, dalam hal ini yaitu proses pemotongan material ke dalam
bentuk dan ukuran produk sesuai dengan yang dikehendaki.
Di antara mesin-mesin produksi mesin perkakas adalah mesin yang memiliki banyak
kemampuan dan hampir semua produk yang harus dibuat dapat dilakukan dengan mesin ini.
Karena kemampuannya mesin perkakas menjadi induk dari mesin lainnya yang menjadikan
industri mesin perkakas induk dari segala industri. Semua negara industri maju sangat
berkepentingan dalam mengembangkan dan melestarikan industri mesin perkakas.
2.2 Bubut
Bubut dianggap sebagai salah satu alat mesin tertua dan banyak digunakan dalam industri.
Hal ini disebut sebagai ibu dari peralatan mesin. Dikatakan bahwa screw-cutting lathe pertama
dikembangkan oleh seorang berkebangsaan Inggris bernama Henry Maudslay pada tahun 1797.
Modern high speed, heavy duty lathes dikembangkan berdasarkan mesin ini. Tugas utama dari
mesin bubut adalah untuk menghasilkan benda kerja silinder. Proses pemesinan benda kerja
dengan bentuk dan ukuran yang dibutuhkan dengan cara memindahkan alat pemotong baik
paralel atau tegak lurus terhadap sumbu rotasi benda kerja dikenal sebagai turning. Dalam proses
ini, logam lebih yang tidak diinginkan dihilangkan. Alat mesin yang berguna dalam melakukan
plain turning, taper turning, thread cutting, chamfering dan knurling dengan mengadopsi metode
di atas yang dikenal sebagai mesin bubut.
Gambar 2.1 Mesin bubut
(sumber gambar: http://www.lathes.co.uk)
5
2.2.1 Meja mesin (bed)
Gambar 2.2 Meja mesin bubut
(sumber gambar: http://www.practicalmachinist.com)
Bed dipasang pada kaki dari mesin bubut yang dibaut ke lantai. Ini merupakan
dasar dari mesin. Bed terbuat dari besi cor dan permukaan atasnya dilakukan proses
pemesinan dengan akurat dan tepat. Headstock dari mesin bubut terletak diujung paling
kiri dari bed dan tailstock diujung paling kanan. Carriage diposisikan di antara headstock
dan tailstock dan meluncur di bed guideways. Bagian atas bed memiliki guideways
berbentuk datar atau 'V'. Tailstock dan carriage juga meluncur di guideways. Guideways
yang berbentuk 'V' terbalik berguna sebagai pengarahan yang lebih baik dan
menyelaraskan saddle dan tailstock dengan akurat. Beram logam yang dihasilkan dari
operasi turning otomatis langsung terjatuh. Flat bed guideways dapat ditemukan pada
peralatan mesin yang lebih tua. Hal ini berguna pada mesin-mesin berat dalam
penanganan benda kerja yang besar. Namun keakurasiannya tidak tinggi.
2.3 Lintasan Luncur (Slideways/Bedways)
Lintasan luncur digunakan sebagai jalur (pengarah) jalannya bagian-bagian mesin yang
bergerak seperti meja mesin, meja peluncur, carriage dan lain-lain. Suatu lintasan luncur harus
dapat memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1. Harus memiliki kekakuan yang tinggi.
2. Permukaan slideways harus memiliki akurasi yang lebih besar dan surface finish.
3. Harus memiliki akurasi pergerakan yang tinggi. Hal ini memungkinkan hanya jika
penyimpangan dari pergerakan jalur aktual elemen operasi dari jalur normal yang telah
ditentukan adalah minimum.
4. Harus tahan lama. Daya tahan tergantung pada kemampuan slideways untuk menahan
akurasi awal dari proses manufaktur dan pergerakan.
5. Gaya gesek yang bekerja pada permukaan slideway harus rendah untuk menghindari
keausan.
6. Variasi koefisien gesekan harus seminimum mungkin.
7. Harus memiliki sifat redam yang baik.
6
2.3.1 Jenis-jenis slideways
Slideways utamanya diklasifikasikan menurut sifat gesekan antara permukaan yang
berhubungan dari elemen operasi:
(a) Slideways dengan gesekan meluncur
Gesekan antara permukaan luncur disebut juga sebagai guideways dengan
gesekan meluncur. Slideways juga disebut sebagai guideways. Slideways
diklasifikasikan lebih lanjut sesuai dengan pelumasan pada hubungan permukaan
yang berhubungan. Gesekan antara permukaan luncur mungkin kering, semi-cair,
dan cair. Ketika pelumasan tidak ada di antara permukaan yang berhubungan, hal
itu disebut sebagai gesekan kering. Gesekan kering jarang terjadi di peralatan
mesin.
Ketika kedua badan luncur menyentuh satu sama lain yang terdapat
pelumasan diantaranya, badan luncur cenderung naik atau mengambang karena
terjadi gerakan hidrodinamik dari film pelumas.
(b) Slideways dengan gesekan gelinding
Ini juga disebut sebagai anti-friction slideways. anti-friction slideways dapat
diklasifikasikan menurut bentuk elemen gelindingnya, seperti:
1. Roller type anti friction ways menggunakan cylindrical rollers.
2. Ball type anti friction ways menggunakan spherical balls.
2.3.2 Keausan pada bidang lintasan luncur
Besarnya keausan yang terjadi pada lintasan luncur tergantung dari banyak faktor,
keausan ini jarang terjadi secara merata pada sepanjang lintasan luncur yang tetap.
Distribusi keausan ini tergantung pada daerah kerja lintasan luncur pada bagian mesin
yang bergerak selama mesin beroperasi. Faktor-faktor berikut ini mempengaruhi keausan
dari lintasan luncur:
1. Material yang digunakan.
2. Keadaan permukaan lintasan luncur.
3. Tekanan yang ditimbulkan oleh bagian mesin yang bergerak pada lintasan luncur.
4. Kotoran-kotoran yang terdapat pada lintasan luncur.
2.4 Metoda Pemeriksaan Dan Pengontrolan Slideways
Permukaan slider adalah tulang punggung dari setiap mesin pemotong logam yang mana
utamanya tergantung akurasi dari pekerjaan mesin. Selama overhaul keseluruhan yang dilakukan
pada mesin, hampir 40% dari tenaga kerja langsung dihabiskan untuk perbaikan permukaan
slider. Dengan begitu perlu untuk menekankan pentingnya pelumasan yang tepat dari permukaan
slider.
7
Dalam melakukan pengujian kondisi pada slideways sangatlah penting untuk mengetahui
metoda pemeriksaan dan pengontrolan yang benar. Karena ini adalah kunci penting untuk
mendapatkan data keakuratan pengukuran pada slideways tersebut. Berikut penjelasan metoda
pemeriksaan dan pengontrolannya:
1. Non Linearity
Non linearity dari permukaan slider diperiksa dengan memasang perata memanjang
dengan permukaan slider dan dial indicator yang dipasang pada bridge, mendekati slider
yang akan diperiksa dan titik jari dari dial indicator menyentuh permukaan slider. Bridge
digerakan sepanjang slider sehingga perata dan dial indicator dapat membaca.
2. Spiral/Twist
Spiral/Twist diukur dengan menempatkan perata pada bridge yang berseberangan
dengan panjang slider. Bridge digerakan sepanjang slider sehingga perata dapat membaca.
3. (a) Parallelity along the vertical plane
Kesejajaran dari permukaan slider sepanjang bidang vertikal diukur dalam cara yang
sama seperti pada no 1 diatas namun perata diletakan dekat pusat bridge.
(b) Parallelity along the horisontal plane (gambar 2.)
Kesejajaran dari permukaan slider sepanjang bidang horisontal diukur dengan alat
kawat baja pegas (diameter sekitar 1 mm) dan sebuah mikroskop optik seperti yang terlihat
pada gambar 2.3
Gambar 2.3 Pemeriksaan kelurusan slider pada bidang horisontal
menggunakan spring steel wire dan optical microscope.
(sumber gambar: Industrial maintenance)
2.4.1 Universal Bridge
Universal bridge merupakan alat bantu dalam metoda menentukan nilai keausan
permukaan yang sangat cocok untuk kombinasi slideways datar dan prisma/”V”. Universal
bridge memiliki 5 kaki yang dapat diatur ketinggiannya. Kaki dari universal bridge ini
tidak seimbang jumlah antara kedua sisinya. Sisi yang pertama memiliki satu kaki, dan sisi
8
yang lainnya memiliki 4 kaki. Dan di bagian bawah universal bridge, diantara kedua sisi
kakinya terdapat tiang kecil untuk pemasangan holder dial dan sebagai alat ukur nilai
keausannya. Kemudian di bagian atasnya terdapat tempat/dudukan untuk meletakkan spirit
level.
Gambar 2.4 Universal bridge
2.5 Pemilihan Metode Perbaikan
Dengan mengetahui nilai keausan maksimum dari permukaan lintasan luncur pada mesin,
memungkinkan kita untuk memilih metode perbaikan berdasarkan tabel di bawah ini :
Tabel 2.1 Metode perbaikan & nilai keausan
Maximum wear Repair method
recommended
% of relative
labour (manual)
Upto 0.2mm Scraping 100
0.2 to 0.3mm
Grinding (locally or on
the planer with grinding
attachment)
35
Over 0.3mm
Machining on planer and
subsequent scraping 60
Machining and
subsequent grinding 50
Semua metode di atas memiliki tingkat akurasi dan kehalusan permukaan yang hampir
sama. Namun pada metode gerinda akan menghasilkan peningkatan kualitas permukaan (tahan
aus) akibat terbentuknya lapisan keras tipis pada permukaan yang disebabkan oleh pemanasan
dan pendinginan yang cepat ketika proses penggerindaan. Metode penggerindaan sekarang sudah
banyak digunakan dalam industri pembuatan mesin maupun perbaikan mesin.
Perlu diketahui pula, ketika memperbaiki keausan guide dengan machining, scraping dan
grinding, sangat penting untuk mencapai karakteristik sebagai berikut:
Badan Universal Bridge Dudukan spirit level
Kaki-kaki Universal
Bridge
Tangkai dudukan
holder dial
9
Tabel 2.2 Karakteristik guide dan pengontrolannya
No. Guide Characteristics Permissible Value
1 Non linearity of guide surfaces 0.02 / 1000 mm
2 Spiral/twist in the bed gudes along its length 0.02 / 1000 mm
3
Parallelity of one guide surface in relation to
other guide or guide surfaces in the
horisontal as well in the vertical plane
0.03 mm in the
whole guide length
2.5.1 Melamak
Melamak adalah proses pengikisan permukaan logam dengan menggunakan pahat
lamak yang bertujuan untuk memperbaiki (meratakan) permukaan suatu logam. Pahat
lamak terbuat dari baja karbon tinggi yang dikeraskan hingga 50 HRC atau lebih.
Melamak merupakan pekerjaan yang sangat terampil sehingga di butuhkan keahlian
khusus dalam melakukannya, selain itu melamak juga banyak memakan tenaga dalam
prosesnya baik itu secara manual maupun dengan bantuan mesin lamak. Mesin lamak
dilengkapi dengan penggerak elektrik atau pneumatik yang di gunakan untuk
menggerakkan pahat lamak namun dalam pengoperasiannya masih dilakukan secara
manual.
Gambar 2.5 Lamak tangan dan lamak mesin
(sumber gambar: www.bladeforums.com & http://www.konecranesmts.com/)
2.5.2 Proses frais
Mesin frais adalah salah satu jenis mesin perkakas yang mampu melakukan
bebagai macam tugas dibandingkan dengan mesin perkakas lainya. Permukaan yang datar
maupun yang belekuk, dapat diproses dengan mesin ini dengan ketelitian yang
tinggi,termasuk pemotongan sudut, celah, roda gigi, dan ceruk juga dapat diproses dengan
baik menggunakan mesin ini. Bila alat pemotong dan bornya dilepas maka dapat
digunakan untuk pahat gurdi, alat pembesar lubang dan bor. Karena mesin ini dilengkapi
mesin penyetel micrometer untuk mengatur gerakan dari mejanya, maka lubang dan
pemotongan yang lain dapat diberi jarak secara tepat.
10
Proses pemesinan frais adalah mengerjakan logam dengan mesin yang
menggunakan pemotong yang berputar yang mempunyai sejumlah mata potong. Ada dua
jenis pahat frais yang paling banyak digunakan yaitu: horisontal, pahat frais dipasang
pada sumbu utama horisontal. Yang kedua vertikal, pahat frais dipasang pada ujung
spindel vertikal. Frais atau milling horisontal merupakan suatu proses pemakanan benda
kerja yang pengerjaannya atau kenyataannya dilakukan dengan menggunakan pahat yang
berputar oleh poros spindel mesin. Pahat frais (milling cutter) termasuk jenis pahat bersisi
potong banyak (multiple point tool).
2.5.3 Proses gerinda
Menggerinda berarti menggosok, menghaluskan dengan gesekan atau mengasah.
Dalam manufaktur, ditunjukkan dengan pelepasan logam oleh suatu roda amplas putar.
Gerak roda mirip dengan pemotong frais. Roda pemotongan terdiri dari banyak butiran
kecil yang diletakkan bersama, masing-masing butiran berlakku sebagai mata pemotong
miniatur
2.6 Ketelitian Geometrik Mesin Perkakas
Benda kerja dari hasil proses pemesinan dapat kita ketahui kualitasnya dari ketelitian
dimensi, ketelitian bentuk serta kehalusan dari permukaan benda kerja itu sendiri. Beberapa
faktor yang mempengaruhi ketelitian dan kualitas dari benda kerja hasil proses pemesinan antara
lain :
1. Ketelitian geometrik mesin perkakas.
2. Kondisi proses pemotongan.
3. Temperatur lingkungan.
4. Kondisi pahat.
5. Pemasangan benda kerja pada pencekam.
6. Gaya-gaya pemotongan.
Ketelitian geometrik mesin perkakas yang langsung dapat mempengaruhi kualitas dari
benda kerja adalah:
1. Ketelitian permukaan referensi, ketelitian gerak linear.
2. Ketelitian putar spindel.
3. Ketelitian gerak pindah (displacement accuracy).
2.6.1 Standar Pengujian Mesin Perkakas
Prosedur standar pengujian kelayakan mesin perkakas (acceptance-standar) telah
dikembangkan oleh Schlessinger sejak tahun 1901. Beberapa negara telah
mengembangkan dan membuat prosedur pengujian secara menyeluruh (meliputi aspek
11
getaran, konsumsi daya, kekakuan statik dan dinamik, dan lain-lain), dan mencakup aspek
yang belum dikembangkan oleh G. Schlessinger. Prosedur-prosedur tersebut antara lain:
1. Rekomendasi VDI: 3227, 3228, 3229, 3230 di Jerman.
Rekomendasi ini digunakan untuk mesin perkakas khusus, mesin pemindah
(transfer-line) dan mesin perkakas universal.
2. Standar JIS (Japanese Industrial Standards).
Standar ini meliputi aspek pengujian mesin perkakas, antara lain: kebisingan
suara (acouistical noise), getaran dan juga tes-jalan (running-test).
3. Spesifikasi BAS di Swedia.
Pengujian mesin perkakas ini mencakup aspek:
a. Konsumsi daya dan temperatur dudukan pada spindel utama bila mesin
perkakas berputar ‘idle’.
b. Tes prestasi kerja proses pemotongan.
c. Tes deformasi karena gaya-gaya pemotongan.
d. Pengujian ketelitian mesin bubut control numerik (NC lathes), mesin bor
vertikal maupun yang horisontal.
4. Spesifikasi VUOSO di Cekoslovakia.
Standar ini meliputi ketelitian gerak pindah sistem dan kesalahan
dinamiknya. Pengujian prestasi kerja meliputi daya pemotongan penuh mapun daya
pemotongan terbatas. Parameter dalam tes pemotongan yang ada dalam standar ini
berhubungan dengan data oleh College International Pour l’etudes Scientifique des
Techniques de Production Mecanique atau The International Instition for
Production Engineering Research (CIRP).
5. Standar GOST 7599 di Rusia.
Standar ini meliputi persyaratan umum mesin perkakas yang ditinjau dari
aspek keamanannya, umur, keandalan dan kondisi teknik saat pengiriman mesin
perkakas. Prosedur pengujian ini meliputi: kehilangan daya sewaktu mesin
perkakas berputar tanpa memotong (idle-running), proses pemotongan dengan
daya penuh, temperatur dudukan pada spindel utama. Walaupun telah mengalami
pengembangan dan perbaikan tetapi umumnya prosedur pengujian ketelitian
geometrik mesin perkakas masih berdasarkan pada prosedur pengujian yang telah
dikembangkan oleh G. Schlesinger. [Nasril, 2004.]
12
2.6.2 Tahapan Awal Pengujian Ketelitian Mesin Perkakas
Pengujian ketelitian geometrik mesin perkakas bertujuan untuk:
1. Tes kelayakan (acceptance-test)
Pengujian kelayakan dilakukan ditempat pabrik pembuat mesin perkakas, data
hasil pengujian harus berada dalam batas-batas penyimpangan atau toleransi yang
diijinkan sesuai dengan kelas kualitas dari mesin dan data ditulis pada lembar uji
(test-chart) yang disertakan pada mesin yang bersangkutan. Tes kelayakan dilakukan
sesuai dengan prosedur standar dan lembar uji menunjukkan bahwa pabrik
pembuatan mesin perkakas dapat menjamin kualitas mesin yang dijual.
2. Pemeliharaan (maintenance) mesin perkakas
Mesin perkakas yang telah digunakan dalam selang waktu tertentu akan
mengalami keausan atau faktor lain yang dapat menyebabkan perubahan pada
komponen-komponen mesin perkakas. Data hasil pengujian ketelitian geometrik
dapat dijadikan petunjuk apakah besarnya penyimpangan telah melewati toleransi
yang di berikan atau belum, dengan mengetahuinya maka pemakai mesin perkakas
dapat mengambil tindakan lajut pada mesin tersebut.
3. Evaluasi rekondisi (rehabilitasi) mesin perkakas
Dalam hal ini, data hasil pengujian ketelitian geometrik dapat menjadi tolak
ukur keberhasilan rehabilitasi suatu mesin perkakas. Data hasil rehabilitasi dapat
dijadikan pedoman bagi usaha rehabilitasi tersebut dan data pengujian setelah
rehabilitasi bisa memperlihatkan perbaikan-perbaikan yang dicapai untuk
memperbaiki kualitas mesin perkakas.
2.7 Karakteristik Dan Spesifikasi Geometrik
Menurut Taufiq Rochim, (2001) dalam bukunya Spesifikasi, Metrologi & Kontrol Kualitas
Geometrik Jilid 1 karakteristik geometrik komponen-komponen mesin mempunyai pengaruh
yang besar terhadap fungsi mesin, namun tidak dapat digunakan sebagai ukuran acuan
kemampuan mesin. Dalam proses perancangan selain karakteristik fungsional, karakteristik
geometrik ditentukan oleh si perancang yang kemudian dicantumkan dalam gambar teknik.
Karakteristik fungsional mesin tidak hanya ditentukan oleh karakteristik geometrik saja.
Beberapa hal yang juga berpengaruh antara lain: kekuatan, kekerasan, struktur metalografi dan
yang erat hubungannya dengan karakteristik material. Karena mesin terdiri dari bagian-bagian
yang dirakit maka metode perakitan juga berpengaruh pada fungsi mesin. Begitu pula dengan
cara penggunaannya, mesin hanya bisa berfungsi dengan baik jika digunakan dengan baik dan
benar.
Spesifikasi geometrik mencakup ukuran dimensi, bentuk, posisi serta kekasaran atau
kehalusan permukaan produk. Meskipun semuanya diperhatikan tetapi tidak semua ukuran,
13
bentuk dan kekasaran setiap bagian produk (komponen mesin) dianggap utama. Tergantung pada
fungsinya, banyak bagian-bagian komponen yang geometriknya dianggap tidak utama atau
penting.
Bagi elemen geometrik yang tidak utama, toleransi geometriknya tidak perlu atau lebih
tegasnya jangan diberikan. Dengan tidak diberikannya suatu toleransi bukan berarti elemen
geometrik tersebut boleh menyimpang sebebasnya, melainkan boleh menyimpang secara wajar
sesuai dengan batas-batas pada toleransi terbuka.
2.7.1 Toleransi bentuk dan posisi
Menurut Taufiq Rochim, (2001) dalam bukunya Spesifikasi, Metrologi & Kontrol
Kualitas Geometrik Jilid 1 suatu bentuk atau posisi yang dibuat melalui proses produksi
tidaklah mungkin dicapai dengan sempurna. Oleh karena itu, seperti halnya pada ukuran,
bentuk dan posisi diperbolehkan menyimpang dalam batas-batas tertentu. Hal tersebut
dikarenakan adanya sifat ketidaktelitian dan ketidaktepatan dalam proses pembuatan.
Toleransi ukuran atau dimensi juga membatasi beberapa kesalahan bentuk dan posisi.
Suatu bentuk dan posisi yang kurang teliti akan menimbulkan masalah atau
pekerjaan tambahan dalam proses perakitan. Masalah tersebut dapat diatasi dengan
memberikan toleransi ukuran dan toleransi bentuk atau posisi yang menyatakan sampai
batas-batas mana bentuk atau posisi bagi elemen geometrik boleh menyimpang dari yang
direncanakan. Jadi tujuan pemberian toleransi bentuk dan posisi adalah untuk memastikan
fungsi komponen mesin serta sifat ketertukarannya.
Bentuk suatu elemen geometrik seperti permukaan dapat dinilai kerataannya
dengan memilih beberapa titik pada permukaan untuk ditetapkan koordinatnya dengan
melalui pengukuran. Seandainya pengukuran dapat dilakukan dengan sempurna, data
pengukuran bisa dianggap sebagai wakil permukaan (acuan) sehingga boleh dianalisis
untuk menetapkan kualitas permukaan yang dimaksud. Permukaan dianggap baik apabila
jarak antara titik-titik pada permukaan dengan permukaan acuan lebih kecil daripada
harga toleransi.
Setiap analisis data pengukuran memerlukan acuan yang harus dapat disesuaikan
dengan masalah yang ditelaah. Karena bidang ideal yang dipakai sebagai acuan
sebenarnya hanya merupakan benda maya atau imajiner maka letaknya dapat diubah-
ubah. Sebisa mungkin peletakan bidang ideal ini sedekat mungkin dengan bidang atau
permukaan sebenarnya.
Untuk mempermudah proses pembuatan atau pengukuran adakalanya diperlukan
suatu elemen dasar sementara, sehingga posisi suatu titik pada komponen mesin dapat
ditentukan dengan lebih mudah. Jenis karakteristik geometrik yang dapat dikontrol
dengan suatu toleransi serta simbol yang digunakan diperlihatkan pada tabel di bawah ini:
14
Tabel 2.3 Jenis toleransi bentuk dan posisi beserta simbol dan pengertiannya
Kelurusan garis atau
sumbu
Sumbu poros yang sebenarnya harus terletak dalam silinder berdiameter t =
0,03.
Kedataran permukaanBidang yang sebenarnya harus terletak antara dua bidang sejajar berjarak t =
0,05.
Kebulatan. (kebulatan)
sebuah cakra, silinder,
kerucut dsb
Keliling yang sebenarnya tiap potongan melintang harus terletak antara dua
lingkaran konsentris berjarak t = 0,02.
KesilinderisanBidang yang sebenarnya harus terletak antara dua silinder koaksial berjarak
radial t = 0,05.
Profil garis
Garis yang sebenarnya dari tiap potongan memanjang harus terletak antara dua
garis yang menyinggung lingkaran-lingkaran berdiameter 0,08, yang titik-titik
pusatnya terletak pada garis teoritis tepat.
Profil permukaan
Bidang yang sebenarnya harus terletak antara dua bidang sejajar, yang
menyinggung bola-bola berdiameter 0,03, yang titik-titik pusatnya terletak pada
bidang teoritis tepat. Daerah toleransi demikian terletak simetris pada bidang
teoritis tepat.
Kesejajaran garis (sumbu)
atau permukaan terhadap
garis atau bidang dasar
Sumbu atas yang sebenarnya harus terletak dalam silinder berdiameter t = 0,1,
sejajar dengan sumbu bawah (garis dasar).
Ketegak lurusan garis
(sumbu) atau permukaan
terhadap garis atau bidang
dasar
Sumbu silinder yang sebenarnya harus terletak antara dua bidang datar sejajar
berjarak t = 0,05, tegak lurus pada bidang dasar.
Kemiringan garis (sumbu)
atau permukaan garis atau
bidang dasar
Sumbu lubang miring yang sebenarnya harus terletak antara dua bidang datar
sejajar berjarak t = 0,1, yang membuat sudut 60o dengan bidang (bidang dasar)
Posisi garis, sumbu atau
permukaan terhadap
masing-masing atau
terhadap sebuah elemen
dasar atau lebih
Sumbu lubang yang sebenarnya harus terletak dalam silinder berdiameter t =
0,05. Sumbu silinder terletak pada posisi teoritis tepat.
Koaksialitas sumbu atau
titik terhadap sumbu dasar
Sumbu silinder yang sebenarnya harus terletak dalam silinder berdiameter t =
0,03, yang koaksial dengan sumbu dasar A.
Kesimetrisan bidang
tengah atau garis (sumbu)
terhadap garis atau
permukaan dasar
Bidang tengah dari lekukan harus terletak antara dua bidang datar sejajar
berjarak t = 0,08, dan terletak simetris terhadap bidang tengah dari elemen
dasar A.
Toleransi putar dari sebuah
elemen terhadap sumbu
putar
Pada tiap putaran terhadap sumbu dasar AB, toleransi putar tiap titik pada tiap
potongan tidak boleh melebihi t = 0,02, ini berlaku untuk tiap letak pengukuran
(bidang pengukuran).
Toleransi putar total dari
sebuah elemen terhadap
sumbu putar
Pada beberapa kali putaran terhadap sumbu dasar AB toleransi putar total tiap
titik pada permukaan yang telah ditentukan, tidak boleh melebihi t = 0,1. Di
samping ini, titik pengukuran tidak boleh menggeser dalam arah aksial antara
dua bidang sejajar berjarak t = 0,1.
Pengertian
Tole
ran
si o
rien
tasi
Tole
ran
si lok
asi
Tole
ran
si p
uta
r
Ele
men
-ele
men
yan
g b
erh
ub
un
gan
Lambang dan sifat yang diberi toleransi
Tole
ran
si B
entu
k
Contoh dari penunjukan dan pengertianE
lem
en-e
lem
en t
un
ggal
Ele
men
tu
nggal
ber
hu
bu
ngan
PenunjukanDaerah
toleransi
15
2.8 Metrologi Geometrik
Menurut Taufiq Rochim, (2001) dalam bukunya Spesifikasi, Metrologi & Kontrol Kualitas
Geometrik Jilid 1 metrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang pengukuran besaran teknik.
Dalam penentuan kualitas geometrik komponen mesin atau peralatan, metrologi geometrik
berfungsi untuk mengukur apakah karakter geometrik masih memenuhi spesifikasi geometrik
yaitu acuan yang berupa toleransi geometrik. Dalam proses pengukuran metode dan alat ukur
yang digunakan harus sesuai dengan geometrik dan ukuran daerah toleransi yang direncanakan.
2.8.1 Pengukuran
Menurut Taufiq Rochim, (2001) dalam bukunya Spesifikasi, Metrologi & Kontrol
Kualitas Geometrik Jilid 1 pengukuran dalam arti umum yaitu membandingkan suatu
besaran dengan besaran acuan atau pembanding (referensi). Dari proses pengukuran
dihasilkan angka yang selanjutnya diikuti dengan nama dari besaran acuan pengukuran.
Bila tidak diikuti nama besaran acuan hasil pengukuran menjadi tidak berarti. Besaran
standar yang dipakai sebagai acuan dalam proses pengukuran harus memenuhi syarat-
syarat berikut :
- Dapat didefinisikan secara fisik.
- Jelas dan tidak berubah dalam kurun waktu tertentu.
- Dapat digunakan sebagai pembanding dan diakui secara internasional.
Besaran standar yang digunakan dalam setiap proses pengukuran bisa saja
merupakan salah satu atau gabungan dari besaran-besaran dasar. Dalam sistem satuan
yang telah disepakati secara internasional dikenal tujuh besaran dasar. Setiap besaran
dasar mempunyai satuan standar dengan simbol atau notasi yang digunakan sebagaimana
yang diperlihatkan pada tabel 2.4.
Tabel 2.4 Satuan standar tujuh besaran dasar menurut satuan internasional (SI units)
Besaran Dasar Nama Satuan
Standar Simbol
Panjang meter (meter) m
Massa kilogram (kilogram) kg
Waktu sekon/detik (second) s
Arus listrik amper (ampere) A
Temperatur termodinamika kelvin (kelvin) kg
Jumlah zat mol (mole) mol
Intensitas cahaya lilin (candela) cd
Satuan Tambahan
Sudut bidang radial (radian) rad
Sudut Ruang steradial (steradian) sr
16
2.8.2 Kalibrasi
Menurut Taufiq Rochim, (2001) dalam bukunya Spesifikasi, Metrologi & Kontrol
Kualitas Geometrik Jilid 1 peneraan yang berarti penandaan atau lebih dikenal dengan
kata kalibrasi harus dilakukan dengan prosedur tertentu, karena pada hakikatnya kalibrasi
serupa dengan mengukur yaitu membandingkan alat ukur (skalanya atau harga
nominalnya) dengan acuan yang dianggap lebih benar. Untuk mempermudah kalibrasi
diperlukan alat ukur acuan yang sesuai dengan konstruksi alat ukur tersebut. Alat ukur
acuan ini pun harus sudah di kalibrasi dengan menggunakan alat ukur acuan lain yang
lebih tinggi ketelitiannya.
Kalibrasi harus dilakukan dengan prosedur yang benar, selain itu data hasil
kalibrasi harus dianalisis dengan metode yang diyakini kebenarannya. Penyimpangan
yang terjadi perlu dibandingkan dengan toleransi yang diizinkan sesuai dengan tingkat
ketelitian kalibrasi. Dengan begitu kita dapat menarik kesimpulan yang sebaik-baiknya
mengenai objek yang kita ukur.
2.9 Alat-alat ukur
Setiap macam alat ukur dapat dipakai selama pengukuran yang dimaksud dapat dilakukan
dengan ketelitian yang ditentukan. Ketelitian yang dapat dicapai oleh alat tersebut harus selalu
dibandingkan dengan ketelitian pengukuran yang dimaksud. Di samping itu pengaruh faktor
manusia harus diperhatikan, misalnya dalam hal penggunaan dan ketepatan pembacaan alat ukur.
2.9.1 Jam ukur (dial indicator)
Dial indicator adalah alat ukur yang digunakan untuk memeriksa penyimpangan
yang sangat kecil, digunakan untuk mengukur kebengkokan pada poros, run out,
kesejajaran, kerataan dan lain-lain. Dial indicator merupakan alat ukur yang mengukur
besaran linear yang menunjukkan besar relatif antara pengukuran sekarang dengan alat
sebelumnya atau relatif terhadap penetapan nol yang telah dilakukan sebelumnya. Dial
indicator terdiri atas jam ukur (dial gauge), blok alas magnet, batang penyangga,
penjepit, dan baut penjepit.
Gambar 2.6 Dial indicator
(sumber gambar: www.tpub.com)
17
Dial indicator bekerja dengan konsep mekanik (per dan roda gigi) sehingga perlu
diperhatikan hal-hal berikut:
1. Kurva kesalahan.
2. Harga maksimum histerisisnya.
3. Gaya tekan pada langkah awal dan akhir stylus.
4. Perubahan gaya lokal pada plunyer.
5. Mampu ulang bila digunakan terbalik.
Alat ukur dial indicator memiliki 2 skala yaitu skala besar dan skala yang lebih
kecil. Pada skala yang besar bernilai 0,01 mm, jadi ketika jarum panjang berputar satu
kali penuh maka menunjukkan pengukuran sejauh 1 mm. Sedangkan pada skala yang
kecil merupakan penghitung putaran dari jarum panjang pada skala yang besar. Skala dan
ring dial indicator dapat berputar ke angka 0 agar lurus dengan jarum penunjuk.
Dial indicator skala dan ringnya dapat diputar ke angka 0 agar dapat lurus dengan
penunjuk, penghitung putaran ukur jam berfungsi menghitung jumlah putaran penunjuk.
Dalam melakukan pengukuran menggunakan dial indicator permukaan komponen harus
bersih agar tidak menggangu stylus dial saat pembacaan. Jika pada pengukuran geometrik
yang standar maka dial indicator yang digunakan kecermatan atau ketelitiannya adalah
0,01 mm, sedangkan jika untuk pengukuran yang membutuhkan ketelitian yang lebih
tinggi dan teliti dapat menggunakan dial indicator yang kecermatannya 0,001 mm.
Gambar 2.7 Dial gauge
2.9.2 Pendatar (spirit level)
Spirit level merupakan suatu alat yang terdiri dari suatu tabung berisi cairan
gelembung dan tabung tersebut dipasang pada suatu dasar besi cor, fungsi dari alat ini
dapat membaca perubahan kemiringan pada suatu bidang atau komponen, perubahan
ketinggian pada gelembung air tersebut menunjukkan besarnya kemiringan yang terjadi
pada komponen yang dilakukan pengujian. Proses kalibrasi spirit level dilakukan pada
meja datar, kesalahan yang sering terjadi pada penggunaan sprit level adalah kurang
telitinya mata operator dalam melihat beda ketinggian gelembung air.
18
Alat ukur spirit level digunakan untuk mengukur kelurusan dan kedataran pada
suatu bidang atau objek uji sehingga memerlukan satu pengolahan data. Spirit level
mengukur basaran angular dan datanya bersifat mandiri, besaran angular diolah dengan
data yang ada di ubah menjadi besaran linear.
Spirit level yang digunakan untuk pengukuran mesin perkakas harus memiliki
ketelitian antara 0,005 mm/1000 mm sampai 0,01 mm/1000 mm. Sensitivitas spirit level
dinyatakan oleh perpindahan gelembung minimal satu divisi untuk kemiringan
0,05mm/1000 mm. Kedataran bidang spirit level harus memenuhi syarat sebagai berikut:
0,004 mm untuk L <= 250 mm atau 0,006 mm untuk 250 mm < L <= 500 mm.
Gambar 2.8 Pendatar (spirit level)
2.10. Penyelarasan (Levelling)
Levelling merupakan suatu kegiatan pengetesan mesin perkakas yang bertujuan untuk
mengetahui keadaan dari mesin tersebut, dengan melakukan levelling kita dapat mengetahui
apakah mesin tersebut masih dalam kondisi yang baik atau mesin tersebut dalam kondisi yang
buruk. Proses ini sangat penting karena jika mesin perkakas dalam keadaan tidak selaras akan
mempengaruhi kualitas produk yang dihasilkan.
Sebelum pengujian ketelitian geometrik dimulai perlu diperhatikan terlebih dahulu keadaan
penempatan mesin perkakas tersebut pada fondasinya. Tempat tumpuan mesin perkakas diatur
sedemikian rupa sehingga bidang referensinya tidak mengalami puntiran (twisting) dan sebisa
mungkin pada kondisi yang datar. Karena penempatan yang tidak baik dapat mengakibatkan
puntiran pada bidang referensinya dan bisa barakibat buruk misalnya:
1. Dalam pengujian ketelitian geometrik mesin perkakas penempatan peralatan ukur maupun
alat bantu adalah pada bidang referensi tersebut. Keadaan bidang referensi yang terpuntir
mengakibatkan turunnya keandalan hasil pengukuran.
2. Pembebanan statik maupun dinamik yang tidak seimbang pada tempat tumpuan maupun
bidang-bidang lintasan (misalnya: lintasan luncur) dapat mengkibatkan keausan yang tidak
merata maupun gerakan yang tersendat (slickslip).
Untuk menghindari hal ini maka dalam penempatan mesin perkakas itu perlu terlebih
dahulu diselaraskan (level). Penyelaran mesin perkakas dikerjakan dengan mempergunakan water
pass (spirit level) yang diletakkan pada tempat-tempat tertentu sesuai dengan bidang referensi
pada mesin perkakas.
19
Gambar 2.9 Levelling mesin bubut
2.11 Besi Kelabu (Gray Iron)
Besi kelabu adalah kelompok besi tuang yang membentuk grafit serpihan selama
pembekuan, berbeda dengan morfologi grafit bulat dari besi ulet. Serpihan grafit dalam besi
kelabu tersebar dalam matriks dengan mikrostruktur yang ditentukan oleh komposisi dan
perlakuan panas. Mikrostruktur dari besi kelabu adalah matriks perlit dengan serpihan grafit
tersebar di seluruh bagiannya. Dalam hal komposisi, besi kelabu biasanya mengandung 2,5
sampai 4% C, 1 sampai 3% Si, dan penambahan mangan, tergantung pada struktur mikro yang
diinginkan (serendah 0,1% Mn dalam besi kelabu feritik dan setinggi 1,2% dalam perlitik).
Elemen-elemen paduan lainnya termasuk nikel, tembaga, molibdenum, dan kromium.
2.11.1 Kelas besi kelabu
Dalam banyak aplikasi kekuatan bukanlah kriteria utama untuk pilihan kelas.
Misalnya, untuk bagian seperti pelat kopling dan brake drums, dimana ketahanan
terhadap penerimaan panas adalah penting, nilai rendah kekuatan dari besi yang wajib
diunggulkan. Demikian pula, dalam aplikasi heat shock seperti ingot atau pig molds, besi
kelas 60 akan gagal secara langsung, sedangkan kinerja yang baik ditunjukkan oleh besi
kelas 25. Dalam peralatan mesin dan bagian lain yang kuat terhadap getaran, kapasitas
redaman yang lebih baik dari besi rendah kekuatan sering menguntungkan.
Umumnya, dapat diasumsikan bahwa sifat-sifat berikut dari besi tuang kelabu
meningkat dengan meningkatnya kekuatan tarik dari kelas 20 ke kelas 60:
• Semua kekuatan, termasuk kekuatan pada suhu tinggi.
• Kemampuan untuk diproses pemesinan hingga hasil halus.
• Modulus elastisitas.
• Tahan aus.
Di sisi lain, sifat-sifat berikut menurun dengan meningkatnya kekuatan tarik,
sehingga besi rendah kekuatan sering bekerja lebih baik daripada besi tinggi kekuatan
ketika sifat ini dipentingkan:
20
• Machinability.
• Daya tahan terhadap thermal shock.
• Kapasitas redam.
• Kemampuan untuk dicor pada bagian menyempit.
2.11.2 Aplikasi besi kelabu
Besi kelabu digunakan untuk berbagai jenis parts yang sangat luas beragam dari
mesin dan struktur. Seperti parts yang terbuat dari logam dan paduan, parts yang
dimaksudkan untuk diproduksi dari besi tuang kelabu harus dievaluasi pada layanan
khusus kondisi sebelum disetujui untuk diproduksi. Seringkali analisis tegangan dari
prototipe coran membantu menentukan kelas yang tepat dari besi kelabu dan juga uji
kelayakan atau kriteria penerimaan lainnya untuk produksi parts.
2.12 Pengerasan Permukaan (Surface Hardening)
Surface hardening mengacu pada salah satu dari beberapa perlakuan termokimia yang
diterapkan pada baja dimana komposisi dari permukaan part diubah dengan penambahan karbon,
nitrogen, atau unsur-unsur lain.
Proses ini biasanya diterapkan untuk part dengan baja karbon rendah untuk mencapai
sebuah kekerasan, bagian kulit luar yang tahan aus sementara tetap mempertahankan inti bagian
dalam yang tangguh. Istilah kasus pengerasan sering digunakan untuk perlakuan ini.
2.12.1 Pengerasan dengan api (flame hardening)
Flame hardening melibatkan pemanasan permukaan kerja dengan cara satu atau
lebih semburan api diikuti oleh pendinginan yang cepat. Proses pengerasan diterapkan
untuk karbon dan baja paduan, alat baja, dan besi cor. Bahan bakar meliputi asetilena
(C2H2), propana (C3H8), dan gas lainnya.
Gambar 2.10 Flame hardening dengan integral quenching
(sumber gambar: Handbook of Heat Treatment of Steels)
21
Flame hardening melibatkan gambaran dari operasi manual yang tinggi dengan
kurangnya kontrol atas hasilnya. Namun, prosesnya dapat diatur dalam mencakup kontrol
suhu, fixtures untuk posisi relatif kerja pada api dan perangkat penunjuk yang beroperasi
pada waktu siklus yang tepat, yang semuanya memberikan kontrol yang dekat selama
perlakuan panas yang dihasilkan. Hal ini cepat dan serbaguna, pemberian itu sendiri
untuk produksi yang tinggi dan juga komponen-komponen besar seperti roda gigi besar
yang melebihi kapasitas tungku.
Proses flame hardening dapat menghasilkan kekerasan permukaan sebesar 50
sampai 60 HRC. Dan di dalam proses flame hardening masih belum ada kesepakatan
yang pasti untuk kasus kedalaman (penetrasi) kekerasannya. Dibeberapa artikel ilmiah
dikatakan bahwa kedalaman (penetrasi) kekerasannya 0.7 hingga 6 mm, namun
pencapaian terbaik didapat hingga 3 mm saja.
Gambar 2.11 Flame hardening pada perbedaan penampang melintang dari slideways
(a) kepala pembakar dari sumber obor yang sama, (b) kepala pembakar
dari sumber obor yang berbeda
(sumber gambar: Handbook of Heat Treatment of Steels)
22
BAB III
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
Dalam proses pengerjaan penelitian dibutuhkan sistematika penyelesaian yang baik untuk
memudahkan pengerjaan perencanaan, maka dibuat flowchart tentang urutan hal-hal yang harus
dikerjakan sehingga diharapkan pengerjaan perencanaan dapat berjalan secara sistematis,
terkontrol dan terencana. Sistematika penelitian tersebut dapat dilihat pada uraian flowchart di
bawah ini :
Gambar 3.1 Flowchart penelitian
Stu di L i t er a tur
Pe ngu j i an Pe ny impa ng an
G eom et r ik Bed w ays Me sin B ub ut
Me ngg una ka n U niv er sa l Br id ge
A nal i si s Da ta H as i l Pen guj i an
Bed w ays Me sin B ub ut
Pe mi l ih an &
Pe r enc an aa n Meto da
Pe r baik an
D oku me ntas i
Se l es ai
A da
Pe nyim pa nga n?
Mula i
Tida k
Y a
D isk us i D a n
Tan ya J a wa b
I de nt i f i k as i
Fun gs i Mes in
23
3.2 Studi Literatur
Studi literatur merupakan tahap pencarian teori-teori yang berhubungan dengan
permasalahan yang muncul pada penelitian ini. Studi literatur ini dilakukan dengan membaca
buku refrensi, jurnal, maupun hand book terkait dengan penelitian. Selanjutnya hasil dari studi
literatur ini digunakan sebagai landasan teori pada pelaksanaan penelitian ini.
3.3 Diskusi Dan Tanya Jawab
Diskusi dan tanya jawab dilakukan untuk mendapatkan informasi lebih jauh mengenai
masalah yang dihadapai dilapangan. Diskusi dan tanya jawab ini dilakukan bersama dosen
pembimbing dan pihak yang berkaitan dengan penyususan karya tulis ini.
3.4 Alat Dan Bahan Pengujian
Mesin perkakas yang akan digunakan dalam pengujian pengukuran penyimpangan
geometrik bedways adalah mesin bubut (turning) dengan spesifikasi terlihat pada Tabel 3.1.
Pengukuran penyimpangan geometrik bedways mesin perkakas bubut menggunakan beberapa alat
ukur yang berfungsi untuk mengetahui penyimpangan kerataan dan kesejajaran akibat aus, seperti
dial indicator dan spirit level. Dalam pengujian ini digunakan metoda universal bridge dalam
pelaksanaannya.
3.4.1 Mesin bubut
Mesin bubut yang digunakan dalam pengujian pengukuran penyimpangan
geometrik bedways adalah mesin bubut yang diproduksi oleh Weiler, model Praktikant
800R (Jerman). Gambar 3.4 salah satu mesin bubut yang digunakan di Politeknik
Manufaktur Negeri Bandung. Berikut spesifikasi mesin:
Tabel 3.1 Spesifikasi mesin bubut Weiler Praktikan 800R
Turning Length 800mm
Turning
Diameter 140mm
Spindle Bore 36mm
Centre Sleeve MK3
Turning Speed 42 - 2000 rpm in 16
steps
Main Drive 1,6kW
3.4.2 Dial indicator
Dial indicator merupakan alat ukur pembanding, yang digunakan untuk mengukur
kebengkokan, run out, ketegak lurusan dan kerataan. Dengan menggunakan jam ukur
24
maka bisa diketahui besarnya penyimpangan dari kelurusan suatu permukaan benda ukur.
Karena setiap perubahan jarak yang dialami oleh sensor jam ukur akan ditunjukkan oleh
jarum penunjuk jam ukur tersebut.
Pemeriksaan kelurusan dengan jam ukur dalam pengujian ini bisa digunakan untuk
melihat kelurusan/kerataan dalam arah horisontal (penyimpangan ke kiri atau ke kanan)
sehingga dapat diketahui apakah telah terjadi penyimpangan pada pergerakan universal
bridge melalui angka yang ditunjukkan pada dial indicator. Dial indicator yang
digunakan memiliki ketelitian 0,001 mm/meter. Pada waktu meletakkan sensor pada
muka ukur sebaiknya jarum penunjuk menunjukkan skala pada posisi nol. Seandainya
muka ukurnya relatif panjang maka sebaiknya panjang muka ukur tersebut dibagi dalam
beberapa bagian yang besarnya jarak tiap-tiap bagian tergantung pada pertimbangan si
pengukur sendiri. Antara bagian satu dengan yang lain diberi tanda titik atau garis
pendek/strip. Pada masing-masing titik inilah nantinya dapat digambarkan besarnya
penyimpangan dari kelurusan muka ukur. Dengan demikian dapat diketahui bagian-
bagian mana dari muka ukur yang tidak lurus.
Gambar 3.2 Dial indicator
(littlemachineshop.com)
3.4.3 Spirit level
Spirit level merupakan alat ukur yang terdiri dari tabung berisi cairan gelembung
dan tabung tersebut dipasang pada suatu dasar besi cor. Alat ukur ini dapat membaca
perubahan kemiringan pada suatu bidang komponen dengan melihatnya pada perbedaan
tinggi pada tabung. Pada pengujian ini alat ukur spirit level digunakan untuk melakukan
penyelarasan pada meja mesin bubut dan puntiran pada bedways, spirit level yang
digunakan dalam pengujian ini memiliki ketelitian 0,02 mm/meter.
Gambar 3.3 Pendatar (spirit level)
25
3.5 Identifikasi Mesin
Kegiatan identifikasi fungsi mesin dilakukan dengan tujuan mengetahui dan memahami
fungsi serta hubungan konstruksi dari setiap bagian-bagian mesin. Berikut ini adalah gambar dari
mesin bubut Weiler Praktikant 800R:
Gambar 3.4 Mesin bubut Weiler Praktikan 800R
Keterangan gambar :
Fungsi dari tiap bagian :
1. Head stock, berfungsi sebagai dudukan spindle dan gear box reduksi kecepatan putar.
2. Switch ON/OFF, berfungsi untuk menghidupkan motor dan mengatur arah putaran
spindle setelah saklar utama mesin dihidupkan.
3. Feed gear box, berfungsi sebagai pengatur kecepatan feeding.
4. Tuas pengatur kecepatan putar, berfungsi untuk mengatur kecepatan putar dari
spindle.
5. Spindle, berfungsi sebagai landasan pencekaman baik menggunakan chuck, collet,
maupun face plate.
6. Bedways mesin, berfungsi sebagai landasan dan pengarah gerakan eretan memanjang.
1. Headstock
2. Switch ON/OFF
3. Feed gear box
4. Pengatur kecepatan putar
5. Spindle
6. Bedways mesin
7. Eretan atas
8. Eretan melintang
9. Eretan memanjang
10. Tailstock
5 8 7 9 6
10
2
1
3
4
26
7. Eretan atas, berfungsi untuk proses pemotongan ke arah memanjang, dan pemotongan
menyudut.
8. Eretan melintang, berfungsi untuk proses pemotongan ke arah melintang baik manual
maupun otomatis.
9. Eretan memanjang, berfungsi untuk proses pemotongan ke arah memanjang baik
manual maupun otomatis.
10. Tail stock, berfungsi untuk membantu proses drilling, proses reaming, dan proses
between two centers.
3.6 Prosedur Pengujian
Adapun prosedur yang dilakukan dalam melakukan pengujian penyimpangan geometrik
bedways mesin adalah persiapan alat-alat yang akan digunakan untuk melakukan pengukuran
seperti dial indicator, spirit level dan universal bridge untuk pengujian kerataan dan kesejajaran
bedways serta levelling mesin
Beberapa alat bantu lain seperti kunci pas untuk mengatur kerataan mesin dan universal
bridge, penggaris untuk membantu membagi-bagi titik pengukuran, spidol untuk menandai titik-
titik yang telah di bagi untuk tempat uji. Dan juga kain untuk membersihkan bedways yang akan
dilakukan pengujian.
3.7 Penyelarasan (Levelling)
Sebelum berbagai tes pada setiap alat mesin dilakukan, sangat penting bahwa mesin harus
dipasang benar-benar pada bidang horisontal dan vertikal. Dalam bidang horisontal, kedua arah
memanjang dan melintang sama-sama penting. Jika setiap bed bubut tidak terpasang benar-benar
horisontal, bed akan mengalami defleksi, sehingga menghasilkan sebuah bengkokan sederhana
dan tekanan yang tidak diinginkan akan terjadi. Jika bed tidak terpasang benar-benar horisontal
dalam arah melintang, puntiran akan terjadi. Dengan demikian pergerakan saddle tidak bisa
dalam garis lurus dan silinder geometris yang benar tidak dapat dihasilkan.
Kerataan dari bed mesin pada arah memanjang dan melintang umumnya diuji oleh spirit
level yang sensitif. Saddle ditempatkan kira-kira di tengah dari kaki-kaki penopang bed. Spirit
level ini kemudian ditempatkan pada posisi a atau b (Tabel 3.2), yang menjamin kerataan dalam
arah memanjang. Hal ini telah mewakili sepanjang bed. Untuk tes pada arah melintang perata
ditempatkan pada bagian jembatan (posisi b) untuk menjangkau guideways depan dan belakang.
Levelling lebih baik diambil pada arah memanjang dan melintang secara bersamaan sehingga efek
dari penyesuaian dalam satu arah juga dapat diamati satu sama lain.
Pembacaan pada arah melintang berfungsi untuk melihatkan suatu puntiran pada bed.
Dapat dicatat bahwa dua guideways dapat sempurna sama rata pada arah memanjang, tapi
mungkin tidak sejajar satu sama lain. Hal ini terlihat oleh tes pada arah melintang. Kelurusan dari
27
bed pada arah memanjang juga dapat ditentukan dengan metode lain, misalnya, menggunakan
straight edge, autocollimators atau dengan metode kawat kencang. Tapi tes pada arah melintang
dapat dilakukan hanya dengan spirit level. Penyelarasan melintang mungkin dapat diletakkan
pada arah mana saja, tapi tidak ada puntiran yang dapat ditoleransi.
Tabel 3.2 Form levelling mesin bubut
3.8 Pengambilan Data
Tujuan dari pengujian bedways mesin ini adalah untuk mengukur kerataan dan kesejajaran
bedways tersebut. Dalam proses pengujian yang dilakukan untuk mengukur nilai keausan
bedways pada Tugas Akhir ini menggunakan beberapa metoda. Adapun metoda-metoda yang
dilakukan adalah metoda pengukuran keausan bedways dengan universal bridge, metoda
pengukuran keausan bedways dengan carriage, metoda pengukuran kemiringan slideway flat
carriage.dengan spirit level.
3.8.1 Metoda pengukuran keausan bedways menggunakan universal bridge
Pada metoda ini proses pengukuran dilakukan dengan menggunakan spirit level
dan dial gauge. Kedua alat tersebut dipasang pada alat bantu yaitu universal bridge yang
akan diletakkan pada bidang luncur tail stock/carriage mesin, dimana kaki-kaki dari alat
tersebut bisa menyesuaikan dengan profil permukaan yang akan diperiksa.
Sebelum dilakukan proses pengambilan data, universal bridge harus di levelling
pada posisi/titik awal dimulainya pergerakan pengukuran, sehingga bedways pada posisi
tersebut di asumsikan sama rata. Dimana seperti yang dapat terlihat di gambar 3.5, posisi
a untuk mengetahui kerataan pada arah memanjang dan posisi b untuk mengetahui
kerataan pada arah melintang. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui arah dan besar
puntiran yang terjadi pada bedways tersebut ketika universal bridge digeser.
28
Gambar 3.5 Levelling pada universal bridge
Hal utama yang perlu diperhatikan pada penggunaan alat ini adalah penempatan
alat yang sesuai dengan bedways mesin. Pada saat peletakan universal bridge sesuaikan
posisi kaki-kaki dengan dimensi dan bentuk landasan. Pada proses pengambilan data
dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali agar didapatkan nilai rata–ratanya, sehingga data
yang diambil terjamin keakuratannya. Berikut ini adalah standar langkah-langkah
pengujian:
1. Bed dilakukan levelling terhadap pondasinya. Spirit level ditempatkan di atas
slideways tailstock untuk memeriksa permukaan arah memanjang. Carriage
diposisikan di tengah mesin antara headstock dan tailstock, kemudian spirit level
ditempatkan di atas eretan melintang untuk memeriksa permukaan arah melintang.
2. Tailstock dilepas dari bedways mesin. Kemudian carriage diposisikan paling ujung
sebelah kanan.
3. Kaki-kaki dari universal bridge disama ratakan terlebih dahulu di atas meja kerataan.
4. Universal bridge diletakan di atas slideways carriage dan diposisikan pada titik awal
dimulainya pengukuran, yaitu di ujung sebelah kanan bersebelahan dengan carriage.
Universal bridge dilakukan levelling di atas slideways menggunakan spirit level
yang ditempatkan di atas universal bridge pada arah memanjang dan melintang.
5. Slideways carriage diperiksa kesejajarannya dengan memasang dial indicator pada
universal bridge. Dial indicator disentuhkan pada permukaan slideway flat dari
tailstock terlebih dahulu, kemudian permukaan slideway “V” dari tailstock.
Universal bridge digeser sepanjang 660 mm dengan jarak yang sama tiap segmennya
sebesar 30 mm kemudian data diambil. Kesejajaran dari slideway carriage harus
29
relatif terhadap slideway tailstock. Kesejajarannya harus berada dalam nilai
0,02/1000 mm.
6. Slideways carriage diperiksa puntirannya dengan menggunakan spirit level yang
dipasang di atas universal bridge. Universal bridge digeser sepanjang 660 mm
dengan jarak yang sama tiap segmennya sebesar 30 mm kemudian data diambil.
Puntirannya harus berada dalam nilai 0,02/1000 mm.
Gambar 3.6 Posisi pengukuran pada bedways
3.8.2 Metoda pengukuran keausan bedways menggunakan carriage
Metoda pengukuran keausan bedways menggunakan carriage adalah metoda
pemeriksaan standar pada kondisi bedways yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat mesin
tersebut. Di dalam salah satu kegiatan kalibrasi pada kegiatan preventive maintenance
yang dilakukan di Polman Bandung, pemeriksaan kondisi bedways dari mesin bubut
menggunakan metoda carriage. Nilai dari hasil pengukuran menggunakan metoda
carriage ini yang nantinya akan dibandingkan dengan nilai dari hasil pengukuran
menggunakan universal bridge.
Gambar 3.7 Pengukuran keausan bedways menggunakan carriage
Sebelum dilakukan proses pengambilan data dengan metoda ini, tailstock dilepas
dari mesin dan carriage digeser ke ujung paling kanan dari mesin. Pada metoda ini proses
pengukuran dilakukan dengan menggunakan dial gauge.yang diletakkan diatas carriage.
30
Selanjutnya beri tanda pada bidang slideways yang akan diuji. Pengukuran dilakukan
sepanjang 660 mm disetiap 30 mm dan dimulai dari sebelah kanan mesin (gambar 3.6).
Pada proses pengambilan data dilakukan pengulangan sebanyak 4 kali agar didapatkan
nilai rata–ratanya, sehingga data yang diambil terjamin keakuratannya. Pengambilan data
dilakukan pada bidang slideway flat dan slideway “V”. Dan penyimpangan geometrik
bedways yang diizinkan adalah sebesar 0,02 mm dalam jarak pengukuran sepanjang 1000
mm.
Tabel 3.3 Form pemeriksaan bidang luncur mesin bubut
3.8.3 Metoda pengukuran kemiringan slideway flat carriage menggunakan spirit level
Pada metoda ini data yang diambil adalah data nilai kemiringan slideway flat dari
carriage. Sebelum melakukan pengambilan data, mesin bubut sebaiknya dilakukan
levelling kembali setelah pengujian-pengujian yang dilakukan sebelumnya. Kemudian
carriage digeser ke ujung paling kiri dari mesin tersebut. Pada metoda ini proses
pengukuran dilakukan dengan menggunakan spirit level.yang diletakkan diatas parallel
pad presisi. Pengukuran dilakukan sepanjang 1125 mm dengan tiap segmennya 125 mm
dan dimulai dari sebelah kanan mesin (gambar 3.8). Selanjutnya beri tanda pada bidang
slideways yang akan diuji. Pada aktualnya, pergeseran spirit level akan terhalang oleh
carriage, sehingga spirit level harus diangkat terlebih dahulu dan carriage digeser ke
sebelah kanan kemudian pengambilan data dapat kembali dilanjutkan. Pada proses
pengambilan data dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali agar didapatkan nilai rata–
ratanya, sehingga data yang diambil terjamin keakuratannya.
Gambar 3.8 Posisi pengukuran pada slideway flat carriage menggunakan spirit level
31
BAB IV
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Penyimpangan Geometrik Bedways Menggunakan Universal Bridge
Dari pengujian penyimpangan geometrik bedways dengan menggunakan universal bridge
didapatkan nilai total kerataan antara penyimpangan slideway bidang flat dan “V” dari carriage
secara horisontal. Hasil pengukuran dan rata-rata nilai penyimpangan geometrik bedways dapat
dilihat pada tabel 4.1, 4.2, 4.3 dan 4.4 untuk masing-masing mesin BU 09, BU 10, BU 11 dan BU
12.
4.1.1 Hasil pengujian bedways pada BU 09
Dapat terlihat pada tabel 4.1, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 09
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-7. Penyimpangan geometrik terjadi
secara signifikan di jarak 270 mm sampai 660 mm. Dan dari pengukuran kerataan
bedways BU 09 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 70 µm atau 0,07 mm di
titik 600 mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 09, penyimpangan
geometrik terjadi secara signifikan di jarak 270 mm sampai 660 mm. Namun sampai
jarak 450 mm, nilai keuasan yang dihasilkan adalah minus. Dan hasil nilai keausan
tertinggi adalah sebesar 50 µm atau 0,05 mm di titik 630 mm.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.1, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Sehingga dapat di
tentukan bahwa daerah kerja bedways pada BU 09 adalah sepanjang 390 mm di daerah
depan dari mesin kearah tailstcok. Pada hasil pemeriksaan kesejajaran bedways,
penurunan bidang rear slideway (berseberangan dengan operator) terjadi lebih besar
dibanding dengan front slideways (dekat dengan operator) yang menyebabkan terjadinya
puntiran kearah belakang. Hal ini ditunjukan dengan tingginya gelembung pada spirit
level kearah operator. Namun besarnya nilai puntiran tidak dapat terbaca pada spirit level,
karena pada awal pergeseran pengukuran dari universal bridge di bidang slideways,
pergerakan gelembung sangat besar.
32
Tabel 4.1 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 09 menggunakan universal bridge
Gambar 4.1 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 09 menggunakan universal bridge
4.1.2 Hasil pengujian bedways pada BU 10
Dapat terlihat pada tabel 4.2, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 10
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-3. Penyimpangan geometrik terjadi
secara signifikan di jarak 210 mm sampai 660 mm. Dan dari pengukuran kerataan
33
bedways BU 10 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 170 µm atau 0,170 mm
di titik 600 mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 10, penyimpangan
geometrik terjadi secara signifikan di jarak 240 mm sampai 660 mm. Dan hasil nilai
keausan tertinggi adalah sebesar 116 µm atau 0,116 mm di titik 630 mm.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.2, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Sehingga dapat di
tentukan bahwa daerah kerja bedways pada BU 10 adalah sepanjang 450 mm di daerah
depan dari mesin kearah tailstcok. Pada hasil pemeriksaan kesejajaran bedways,
penurunan bidang front slideways (dekat dengan operator) terjadi lebih besar dibanding
dengan rear slideway (berseberangan dengan operator) yang menyebabkan terjadinya
puntiran kearah depan. Hal ini ditunjukan dengan tingginya gelembung pada spirit level
menjauhi operator. Namun besarnya nilai puntiran tidak dapat terbaca pada spirit level,
karena pada awal pergeseran pengukuran dari universal bridge di bidang slideways,
pergerakan gelembung sangat besar.
Tabel 4.2 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 10 menggunakan universal bridge
34
Gambar 4.2 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 10 menggunakan universal bridge
4.1.3 Hasil pengujian bedways pada BU 11
Dapat terlihat pada tabel 4.3, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 11
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-2. Penyimpangan geometrik terjadi
secara signifikan di jarak 240 mm sampai 660 mm. Dan dari pengukuran kerataan
bedways BU 11 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 137 µm atau 0,137 mm
di titik 600 mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 11, penyimpangan
geometrik terjadi secara signifikan di jarak 90 mm sampai 660 mm. Dan hasil nilai
keausan tertinggi adalah sebesar 92 µm atau 0,092 mm di titik 630 mm.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.3, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Sehingga dapat di
tentukan bahwa daerah kerja bedways pada BU 11 adalah sepanjang 420 mm di daerah
depan dari mesin kearah tailstcok. Pada hasil pemeriksaan kesejajaran bedways,
penurunan bidang front slideways (dekat dengan operator) terjadi lebih besar dibanding
dengan rear slideway (berseberangan dengan operator) yang menyebabkan terjadinya
puntiran kearah depan. Hal ini ditunjukan dengan tingginya gelembung pada spirit level
menjauhi operator. Namun besarnya nilai puntiran tidak dapat terbaca pada spirit level,
karena pada awal pergeseran pengukuran dari universal bridge di bidang slideways,
pergerakan gelembung sangat besar.
35
Tabel 4.3 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 11 menggunakan universal bridge
Gambar 4.3 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 11 menggunakan universal bridge
4.1.4 Hasil pengujian bedways pada BU 12
Dapat terlihat pada tabel 4.4, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 12
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-2. Penyimpangan geometrik terjadi
36
secara signifikan di jarak 240 mm sampai 660 mm. Dan dari pengukuran kerataan
bedways BU 12 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 107 µm atau 0,107 mm
di titik 570 mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 12, penyimpangan
geometrik terjadi secara signifikan di jarak 270 mm sampai 660 mm. Dan hasil nilai
keausan tertinggi adalah sebesar 70 µm atau 0,07 mm di titik 630 mm.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.4, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Sehingga dapat di
tentukan bahwa daerah kerja bedways pada BU 12 adalah sepanjang 420 mm di daerah
depan dari mesin kearah tailstcok. Pada hasil pemeriksaan kesejajaran bedways,
penurunan bidang front slideways (dekat dengan operator) terjadi lebih besar dibanding
dengan rear slideway (berseberangan dengan operator) yang menyebabkan terjadinya
puntiran kearah depan. Hal ini ditunjukan dengan tingginya gelembung pada spirit level
menjauhi operator. Namun besarnya nilai puntiran tidak dapat terbaca pada spirit level,
karena pada awal pergeseran pengukuran dari universal bridge di bidang slideways,
pergerakan gelembung sangat besar.
Tabel 4.4 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 12 menggunakan universal bridge
37
Gambar 4.4 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 12 menggunakan universal bridge
4.2 Pengujian Penyimpangan Geometrik Bedways Menggunakan Carriage
Dari pengujian penyimpangan geometrik bedways dengan menggunakan carriage
didapatkan nilai total kerataan antara penyimpangan slideway bidang flat dan “V” dari carriage
secara horisontal. Hasil pengukuran dan rata-rata nilai penyimpangan geometrik bedways dapat
dilihat pada tabel 4.5, 4.6, 4.7 dan 4.8 untuk masing-masing mesin BU 09, BU 10, BU 11 dan BU
12.
4.2.1 Hasil pengujian bedways pada BU 09
Dapat terlihat pada tabel 4.5, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 09
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-1. Penyimpangan geometrik terjadi
secara signifikan di jarak 240 mm sampai 660 mm. Dan dari pengukuran kerataan
bedways BU 09 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 64 µm atau 0,064 mm di
titik 420 mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 09, penyimpangan
geometrik terjadi secara signifikan di awal pengukuran hingga akhir. Dan nilai keuasan
yang dihasilkan adalah minus.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.5, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Pada hasil
38
pemeriksaan kesejajaran bedways, penurunan bidang rear slideway (berseberangan dengan
operator) terjadi lebih besar dibanding dengan front slideways (dekat dengan operator)
yang menyebabkan terjadinya puntiran kearah belakang. Hal ini ditunjukan dengan
tingginya gelembung pada spirit level kearah operator. Namun besarnya nilai puntiran tidak
dapat terbaca pada spirit level, karena pada awal pergeseran pengukuran dari universal
bridge di bidang slideways, pergerakan gelembung sangat besar.
Tabel 4.5 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 09 menggunakan carriage
Gambar 4.5 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 09 menggunakan carriage
39
4.2.2 Hasil pengujian bedways pada BU 10
Dapat terlihat pada tabel 4.6, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 10
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-1. Penyimpangan geometrik terjadi
secara signifikan di awal pengukuran hingga akhir. Dan dari pengukuran kerataan
bedways BU 10 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 142 µm atau 0,142 mm
di titik 390 mm dan 420 mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 10,
penyimpangan geometrik terjadi secara signifikan di awal pengukuran hingga akhir.
Namun nilai keuasan yang dihasilkan adalah minus.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.6, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Pada hasil
pemeriksaan kesejajaran bedways, penurunan bidang front slideways (dekat dengan
operator) terjadi lebih besar dibanding dengan rear slideway (berseberangan dengan
operator) yang menyebabkan terjadinya puntiran kearah depan. Hal ini ditunjukan dengan
tingginya gelembung pada spirit level menjauhi operator. Namun besarnya nilai puntiran
tidak dapat terbaca pada spirit level, karena pada awal pergeseran pengukuran dari
universal bridge di bidang slideways, pergerakan gelembung sangat besar.
Tabel 4.6 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 10 menggunakan carriage
40
Gambar 4.6 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 10 menggunakan carriage
4.2.3 Hasil pengujian bedways pada BU 11
Dapat terlihat pada tabel 4.7, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 11
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-1. Penyimpangan geometrik terjadi
secara signifikan di awal pengukuran hingga akhir. Dan dari pengukuran kerataan
bedways BU 11 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 125 µm atau 0,125 mm
di titik 510 mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 11, penyimpangan
geometrik terjadi secara signifikan di awal pengukuran hingga akhir. Namun nilai
keuasan yang dihasilkan adalah minus.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.7, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Pada hasil
pemeriksaan kesejajaran bedways, penurunan bidang front slideways (dekat dengan
operator) terjadi lebih besar dibanding dengan rear slideway (berseberangan dengan
operator) yang menyebabkan terjadinya puntiran kearah depan. Hal ini ditunjukan dengan
tingginya gelembung pada spirit level menjauhi operator. Namun besarnya nilai puntiran
tidak dapat terbaca pada spirit level, karena pada awal pergeseran pengukuran dari
universal bridge di bidang slideways, pergerakan gelembung sangat besar.
41
Tabel 4.7 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 11 menggunakan carriage
Gambar 4.7 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 11 menggunakan carriage
42
4.2.4 Hasil pengujian bedways pada BU 12
Dapat terlihat pada tabel 4.8, pada pengukuran slideway flat mesin bubut BU 12
mulai terjadi penyimpangan geometrik di titik ke-1. Penyimpangan geometrik terjadi
secara signifikan di titik ke-4 hingga akhir. Dan dari pengukuran kerataan bedways BU
12 dihasilkan nilai keausan tertinggi adalah sebesar 105 µm atau 0,105 mm di titik 480
mm. Pada pengukuran slideway “V” mesin bubut BU 12, penyimpangan geometrik
terjadi secara signifikan di awal pengukuran hingga akhir. Namun nilai keuasan yang
dihasilkan adalah minus.
Dari grafik data penyimpangan bedways pada pengukuran slideway flat, yang dapat
dilihat dari gambar 4.8, terlihat bahwa cembungnya kurva yang terjadi hingga titik akhir
pegukuran menandakan keausan pada permukaan bedways di daerah depan (dekat
headstock) dari mesin, sehingga bentuk permukaan bedways menjadi cekung. Cekungnya
permukaan bedways disebabkan oleh daerah kerja yang tidak merata. Pada hasil
pemeriksaan kesejajaran bedways, penurunan bidang front slideways (dekat dengan
operator) terjadi lebih besar dibanding dengan rear slideway (berseberangan dengan
operator) yang menyebabkan terjadinya puntiran kearah depan. Hal ini ditunjukan dengan
tingginya gelembung pada spirit level menjauhi operator. Namun besarnya nilai puntiran
tidak dapat terbaca pada spirit level, karena pada awal pergeseran pengukuran dari
universal bridge di bidang slideways, pergerakan gelembung sangat besar.
Tabel 4.8 Data nilai hasil pengukuran kerataan bedways BU 12 menggunakan carriage
43
Gambar 4.8 Grafik penyimpangan geometrik bedways BU 12 menggunakan carriage
4.3 Pengujian Penyimpangan Geometrik Slideway Flat Carriage Menggunakan Spirit Level
Pengujian ini dilakukan untuk meyakinkan nilai dari hasil pengujian penyimpangan
geometrik bedways dengan menggunakan universal bridge. Adapun salah satu data hasil
pengujian sebagai berikut.
Tabel 4.9 Data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 09
Nilai data diatas adalah nilai aktual kemiringan dari toleransi panjang 1000 mm. Namun
nilai-nilai tersebut harus diolah terlebih dahulu untuk mendapatkan nilai keausan dari slideway
flat carriage mesin bubut. Sehingga dilakukan perhitungan perbandingan segitiga. Adapun salah
44
satu perhitungan perbandingan segitiga dari hasil pengukuran kemiringan diatas adalah sebagai
berikut.
• Perhitungan Tinggi Penyimpangan Dalam 125 mm
Dik : Toleransi panjang = 1000 mm
Tinggi penyimpangan = 0,16 mm/m
Panjang jarak pengukuran = 125 mm
Dit : x
Jawab : 1000 mm = 0,16 mm/m
125 mm = x
x = 0,02 mm/m
Langkah selanjutnya adalah menyambungkan segitiga dalam bentuk pengukuran aktual
pada slideway flat terhadap sumbu referensi sebagai bayangan permukaan slideway flat yang
masih dalam kondisi bagus. Hal ini dilakukan agar mempermudah menganalisa data yang akan
dijadikan nilai keausan dari slideway flat carriage tersebut.
Gambar 4.9 Bentuk pengukuran aktual pada slideway flat carriage terhadap sumbu referensi
Berdasarkan pembentukan gambar pengukuran aktual pada slideway flat carriage terhadap
sumbu referensi diatas dapat ditentukan panjang dari segitiga besar adalah 1125 mm dari
penjumlahan panjang segitiga kecil, yaitu 125 mm sebanyak 9 posisi. Dan tinggi dari segitiga
besar didapat sebesar 0,11 mm dari penjumlahan tinggi segitiga kecil sebanyak 9 posisi yang
berbeda-beda nilai dan arahnya.
Hasil perhitungan dan pembentukan gambar diatas kemudian diolah untuk mendapatkan
hasil akhir nilai yang diingkinkan yaitu nilai keasusan terbesar pada lembah yang terlihat di grafik
gambar 4.10. Adapun hasil pengolahan data sebagai berikut.
45
Tabel 4.10 Hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 09
Nilai diatas didapatkan dari hasil perhitungan dibawah ini.
•
•
•
•
Dari data diatas dapat dibuatkan grafik nilai keausan. Berikut ini adalah grafik yang
didapatkan.
Gambar 4.10 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 09
46
Pengolahan data yang sama dilakukan pada hasil data pengukuran penyimpangan
geometrik slideway flat carriage pada BU 10, BU 11 dan BU 12. Berikut adalah grafik hasil
pengolahan data nilai keasusan yang didapatkan.
Gambar 4.11 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 10
Gambar 4.12 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 11
Gambar 4.13 Grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage BU 12
47
Tabel 4.11 Nilai keausan terbesar penyimpangan geometrik slideway flat carriage
Mesin bubut 09 0,0362 mm
Mesin bubut 10 0,0163 mm
Mesin bubut 11 0,0145 mm
Mesin bubut 12 0,040 mm
4.4 Analisis Hasil Pengujian Bedways
Jika dilihat pada masing-masing grafik dari hasil 4 penggukuran bedways mesin bubut
Weiler Praktikant 800R (BU 09, BU 10, BU 11 dan BU 12) dengan menggunakan universal
bridge, jarak penyimpangan geometrik permukaan bedways BU 09 lebih pendek dibandigkan
dengan BU 10, BU 11 dan BU 12. Selain itu BU 10, BU 11 dan BU 12 menghasilkan kedalaman
keausan yang lebih dalam dibandingkan BU 09. Hal ini mengingat bahwa mesin bubut Weiler
Praktikant 800R BU 09 digunakan pada pembuatan salah satu komponen produksi ragum.
Sehingga benda yang diproses pada mesin ini adalah tetap dari segi material, dimensi maupun
prosesnya. Tidak menutup kemungkinan juga bahwa perawatan dan pelumasan dari BU 09 lebih
terjaga didalam ruang produksi ragum. Sedangkan BU 10, BU 11 dan BU 12 digunakan untuk
progam pratik mahasiswa. Dengan demikian benda yang diproses pada tiap-tiap mesin ini
berbeda-beda.
Pada grafik dari hasil 4 pengukuran bedways mesin bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09,
BU 10, BU 11 dan BU 12) dengan menggunakan carriage, nilai keausan yang dihasilkan rata-rata
lebih kecil dan lebih merata dibandingkan dengan hasil pengukuran dengan menggunakan
universal bridge. Hal ini mungkin dapat diakibatkan oleh kedua permukaan yang bergesekan
antara slideways dan saddle. Bidang yang terlalu panjang dan bergelombang dapat mempengaruhi
besarnya nilai keausan yang dihasilkan dari pengukuran tersebut. Sehingga tidak akan terlihat
jelas kedalaman keausan yang sebenarnya dari slideways tersebut.
Pada grafik hasil pengolahan data pengukuran kemiringan slideway flat carriage
menggunakan spirit level yang terlihat pada gambar 4.10, 4.11, 4.12 dan 4.13, dapat memberikan
kepastian nilai keausan terbesar yang diperoleh terhadap hasil dari pengujian universal bridge.
Hal tersebut menyatakan bahwa pengujian yang dilakukan dengan menggunakan universal bridge
masih belum akurat. Asumsi yang diperoleh adalah ketika terjadi penurunan bidang slideway flat
yang menjadi tumpuan dari salah satu sisi kaki universal bridge, salah satu sisi kaki yang
menumpu di slideway “V” akan ikut turun dari titik sentuh awalnya untuk mengkompensasi jarak
antar kaki-kaki yang tetap. Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.13. Sehingga dial gauge akan
lebih tertekan dan menghasilkan nilai yang lebih besar. Namun penggukuran kemiringan dengan
menggunakan spirit level ini tidak bisa dilakukan pada bidang slideway “V”.
48
Gambar 4.14 Ilustrasi dari kompensasi kaki-kaki universal bridge terhadap keausan bedways
4.5 Metoda Perbaikan Bedways Mesin
Berdasarkan data hasil pengukuran dapat ditentukan metoda dan langkah-langkah
perbaikannya yang harus dilakukan guna memperbaiki penyimpangan geometrik yang terjadi
pada bedways. Nilai keausan terbesar pada permukaan bedways mesin bubut BU 09, BU 10, BU
11 dan BU 12 tidak lebih dari 0,2 mm. Sehingga perbaikan yang akan dilakukan adalah dengan
cara scraping. Namun sebelum melakukan perbaikan pada bedways mesin bubut, sangatlah
penting untuk menentukan slideways yang akan dijadikan acuan sebagai pengendalian dan awal
perbaikan pada permukaan bedways. Slideways dari tailstock (3, 4 & 6) biasa diambil sebagai
landasan acuan. Berikut ini adalah metoda dan langkah-langkah perbaikan dengan metoda
scraping:
1. Levelling Bed:
Bed dilakukan levelling terhadap pondasinya sepanjang slideways tailstock. Spirit
level ditempatkan pada slideways tailstock dan spirit level memeriksa pada arah permukaan
memanjang dan juga pada arah permukaan melintang.
2. Mempersiapkan landasan acuan:
Slideways tailstock (3, 4 & 6) diambil sebagai landasan. Disarankan untuk
memeriksa landasan slideway ini dan di scrap bila perlu, terhadap rack guide permukaan
11 & 12. Landasan untuk dial indicator ditempatkan pada slideways tailstock (atau pada
universal bridge yang dipasang pada slideways tailstock) dan dial disentuhkan pada
permukaan 11 terlebih dahulu, kemudian permukaan 12. Universal bridge digeser
sepanjang slideways dan data diambil, yang mana harus berada dalam 0.03 mm dari
keseluruhan panjang bed. Puntiran dari slideways tailstock juga harus diperiksa dengan
spirit level yang ditempatkan pada universal bridge dan harus berada dalam nilai 0,02/1000
mm.
49
3. Slideway flat (utama) (2) di scrap terhadap straight edge dari akurasi kelas II dengan nillai
keakurasian 10-12 titik/inci2 kemudian kesejajarannya terhadap slideways 3, 4, & 6
diperiksa dengan dial indicator yang dipasang di universal bridge dan ditempatkan pada
slideways tailstock. Kesejajarannya harus berada dalam nilai 0,02/1000 mm.
4. Slideway “V”/prisma (utama) (7 & 8) juga di scrap kemudian kesejajaran dan puntirannya
dari slideway 2, 7 & 8 diperiksa dengan spirit level yang dipasang di universal bridge dan
ditempatkan pada slideway 2, 7 & 8. Kesejajaran dan puntiran harus berada dalam nilai
0,02/1000 mm.
5. Kesejajaran dari slideway 7 & 8 harus relatif terhadap slideway 3, 4 & 6, yang mana
diperiksa dengan menempatkan dial indicator di universal bridge dan diletakan pada
slideway 2,7 & 8. Dial indicator disentuhkan pada slideway 3, 4 & 6, dan universal bridge
digeser sepanjang bedways. Kesejajarannya harus berada dalam nilai 0,02/1000 mm.
6. Sebagai wadah oli dibuat sepanjang bedways dengan cara di scrap agar memperlambat
kecepatan aus sehingga menambah umur kerja dari bedways tersebut.
Gambar 4.15 Potongan melitang bedways mesin bubut
(sumber gambar: Industrial maintenance)
Ket.: 2, 7 & 8 - slideways flat & “V” untuk carriage,
6, 3 & 4 - slideways flat & “V” untuk tailstock,
1 & 10 – Clamping plate guides, 11& 12 – Rack fixing guides,
5 & 6 – Control guides.
50
BAB V
BAB 5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Berdasarkan hasil pengukuran kerataan bedways dengan menggunakan universal bridge di
bidang slideway flat dihasilkan:
a.) Nilai keausan tertinggi pada BU 09 sebesar 0,007 mm di titik 600 mm. Dan di bidang
slideway “V” dihasilkan nilai keausan tertinggi sebesar 0,05 mm di titik 630 mm.
b.) Nilai keausan tertinggi pada BU 10 sebesar 0,170 mm di titik 600 mm. Dan di bidang
slideway “V” dihasilkan nilai keausan tertinggi sebesar 0,116 mm di titik 630 mm.
c.) Nilai keausan tertinggi pada BU 11 sebesar 0,137 mm di titik 600 mm. Dan di bidang
slideway “V” dihasilkan nilai keausan tertinggi sebesar 0,092 mm di titik 630 mm.
d.) Nilai keausan tertinggi pada BU 12 sebesar 0,107 mm di titik 570 mm. Dan di bidang
slideway “V” dihasilkan nilai keausan tertinggi sebesar 0,07 mm di titik 630 mm.
2. Pada hasil pemeriksaan kesejajaran, keausan pada bedways dari BU 10, BU 11 & BU 12 di
bidang front slideways (dekat dengan operator) terjadi lebih besar dibanding dengan rear
slideway (berseberangan dengan operator) yang menyebabkan terjadinya puntiran kearah
depan. Dan pada bedways dari BU 09 di bidang rear slideway terjadi lebih besar dibanding
dengan front slideways yang menyebabkan terjadinya puntiran kearah belakang.
3. Nilai keausan terbesar pada permukaan bedways mesin bubut BU 09, BU 10, BU 11 dan
BU 12 tidak lebih dari 0,2 mm. Sehingga perbaikan yang akan dilakukan adalah dengan
cara scraping.
4. Nilai rata-rata keausan yang dihasilkan dari pengukuran dengan menggunakan carriage
terlihat lebih kecil dan merata dibandingkan dengan menggunakan universal bridge.
5. Nilai keausan terbesar yang diperoleh dari hasil pengolahan data pengujian kemiringan
slideway flat carriage menggunkan spirit level adalah 0,04 mm pada BU 12.
6. Pengujian yang dilakukan dengan menggunakan universal bridge masih belum akurat. Hal
ini disebabkan oleh kompensasi dari jarak kaki-kaki universal bridge ketika terjadi
penurunan bidang bedways.
7. Langkah-langkah perbaikan bedways dengan metoda scraping guna memperbaiki
penyimpangan geometrik yang terjadi pada mesin bubut Weiler Praktikant 800R (BU 09,
BU 10, BU 11 dan BU 12) adalah sebagai berikut:
1.) Menentukan slideway acuan sebagai pengendalian dan awal perbaikan pada
bedways. Slideway yang dipilih sebagai bidang acuan adalah slideways dari tailstock.
51
2.) Levelling pada bed pada arah permukaan memanjang dan juga pada arah permukaan
melintang dengan menggunakan spirit level.
3.) Slideways tailstock diperiksa kesejajaran dan puntirannya terhadap rack guide
dengan menggunakan dial indicator dan spirit level yang ditempatkan di universal
bridge.
4.) Slideway flat (utama) di scrap terhadap straight edge dari akurasi kelas II dengan
nillai keakurasian 10-12 titik/inci2 kemudian kesejajarannya terhadap slideways
tailstock diperiksa dengan dial indicator yang dipasang di universal bridge dan
ditempatkan pada slideways tailstock.
5.) Slideway “V”/prisma (utama) juga di scrap kemudian kesejajaran dan puntirannya
dari slideways carriage diperiksa dengan spirit level yang dipasang di universal
bridge dan ditempatkan pada slideway tailstock.
6.) Kesejajaran slideway “V” dari carriage harus relatif terhadap slideway tailstock,
yang mana diperiksa dengan menempatkan dial indicator di universal bridge dan
diletakan pada slideway carriage. Dial indicator disentuhkan padasalah satu
permukaan slideway tailstock, dan universal bridge digeser sepanjang bedways.
7.) Sebagai wadah oli dibuat sepanjang bedways dengan cara di scrap agar
memperlambat kecepatan aus sehingga menambah umur kerja dari bedways.
5.2 Saran
Dalam pengerjaan tugas akhir ini tentu masih terdapat beberapa kekurangan. Berikut ini
adalah saran guna mengembangkan tugas akhir ini:
1. Perlu dilakukan proses perbaikan bedways guna memperbaiki penyimpangan geometrik
yang terjadi pada mesin sehingga kinerja mesin dapat lebih maksimal lagi.
2. Perlu dilakukan pengujian penyimpangan geometrik pada slider yang lain, seperti
slideways pada hubungan antara bedways dengan saddle, dovetail pada hubungan antara
saddle dengan eretan melintang, dan dovetail pada hubungan antara eretan melintang
dengan eretan atas. Hal ini untuk mengetahui penyimpangan geometrik secara menyeluruh
sehingga dapat diketahui pengaruh terhadap produk yang diproses pada mesin-mesin
tersebut.
ix
DAFTAR PUSTAKA
1. Wirjomartono, Sri Hardjoko – Martawirya, Yatna Yuwana. 1985. Mesin Perkakas. Bandung: Institut
Teknologi Bandung.
2. Rochim, Taufiq. 2001. Spesifikasi, Metrologi & Kontrol Kualitas Geometrik Jilid 1. Bandung:
Institut Teknologi Bandung.
3. Rochim, Taufiq. 2006. Spesifikasi, Metrologi & Kontrol Kualitas Geometrik Jilid 2. Bandung:
Institut Teknologi Bandung.
4. Darto, 2002. Kumpulan bahan kuliah pengetesan mesin perkakas. ITB: Bandung.
5. Nasril, 2004. Pengetesan kondisi dan ketelitian mesin perkakas. ITB: Bandung.
6. H. P. Garg. 1976. Industrial Maintenance. New Delhi: S. Chand & Company Ltd.
7. Schlesinger, Georg. 1978. Testing Machine Tools 8th editions. Oxford: Pergamo Press Ltd.
8. ASM Handbook Vol 01. 1990. Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance
Alloys. ASM International.
9. ASM Handbook Volume 4. 1991. Heat Treating. ASM International.
10. Hazma, Sri Nur Y. 2006. Bahasa Indonesia Ilmiah dan Tata Tulis Laporan. Bandung: Politeknik
Manufaktur Bandung.
11. Colioni, Pablo. 2010. Alignment Tests on Lathe (Metrology). http://what-when-
how.com/metrology/alignment-tests-on-lathe-metrology/. 20 Juni 2015.
12. Government of Tamilnadu. 2011. General Machinist Theory. Chennai: Free Textbook Programme.
x
LAMPIRAN A
xi
LAMPIRAN B
xii
LAMPIRAN C