PEMBUATAN DAN PERAKITAN ALAT UJI IMPAK TIPE CHARPY

(IMPACK TESTING MECHINE )

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi sebagai dari syarat-syarat yang diperlukan

untuk memperoleh Ijazah Sarjana Teknik

Disusun oleh:

YUFRIANTO Nim : 06C10202016

Bidang : Teknik Pembentukan dan Material Jurusan : Teknik Mesin

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TEUKU UMAR

ALUE PEUNYARENG, MEULABOH TAHUN 2014

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi,

Universitas Teuku Umar diharapkan mampu untuk menyeimbangkan

perkembangan tersebut agar mampu bersaing dengan universitas lainnya yang

berada di tingkat lokal dan nasional, salah satu usaha yang dapat dilakukan adalah

dengan peningkatan kualitas mahasiswa, mahasiswa harus mampu

mengaplikasikan teori-teori yang didapatkan di ruang kuliah ke lapangan kerja

tentunya, salah satunya yang dapat mendukung hal tersebut diatas adalah dengan

memberikan pendalaman pemahaman teori melalui praktikum-pratikum.

Keterbatasan alat-alat praktikum di Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar

Meulaboh, yang selama ini praktikum mahasiswa dilakukan dengan menyewa alat

praktikum dengan biaya yang besar di universitas syiah kuala, selain biaya yang

besar dan mengingat jarak tempuh perjalan ke tempat praktikum dan penelitian

tersebut sangat jauh (rata-rata diatas 250-500 km dari UTU) membuat praktikum

dan penelitian mahasiswa menjadi tidak optimal.

Berdasarkan hal tersebut di atas maka rancang bangun alat praktikum

perlu dibuat salah satunya adalah alat pengujian impak (impact testing) untuk

penunjang praktikum mata kuliah Material Teknik pada Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar.

2

Alat pengujian impak (impact testing) tipe charpy telah desain sebelumnya

(Farizal,2013) dan pada penelitian ini proses pembuatan dan perakitan dilakukan

sesuai dengan desain yang telah direncanakan

1.2. Rumusan Masalah

Keterbatasan peralatan praktikum pada jurusan Teknik Mesin Universitas

Teuku Umar, maka dirasa perlu untuk di rancang bangun alat praktikum, salah

satunya alat uji impak untuk praktikum material teknik, yang menjadi pertanyaan

adalah bagaimanakah membuat dan merakit alat uji impak tipe carpy berdasarkan

standar ASTM E 23-02 sesuai dengan perencanaan

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk pembuatan dan perakitan alat

pengujian impak (impact testing) tipe charpy.

1.4. Manfaat Penelitian

Dengan selesainya pembuatan dan perakitan alat pengujian impak (impact

testing) tipe charpy akan memberikan dampak positif terhadap praktikum

mahasiswa serta penelitian-penelitian dosen dan mahasiswa berikutnya, dimana

penelitian dan praktikum mata kuliah material teknik dapat dilakukan di Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Teuku Umar

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Ketangguhan Bahan

Ketangguhan adalah suatu ukuran energi yang diperlukan untuk

mematahkan suatu bahan. Bahan yang bersifat ulet akan memerlukan energi

perpatahan yang lebih besar dan mempunyai sifat tangguh yang lebih baik

daripada bahan yang bersifat getas dengan kekuatan bahan yang sama. Penurunan

ketangguhan bahan sangat beresiko dan dapat berakibat fatal, oleh karena itu

ketangguhan perlu diukur atau dikuantifikasi secara konvensional, hal tersebut

dilakukan dengan uji impak atau benturan. [1].

Patah getas menjadi permasalahan penting pada besi dan baja pada tahun

1930-an ketika jembatan-jembatan rusak di berbagai tempat di negara Eropa, dan

ketika pipa minyak gas alam rusak di AS antara tahun 1940-1943, ketika kapal-

kapal perang patah dan tenggelam di AS. Setelah itu banyak contoh diperoleh

mengenai permasalahan tersebut. Untuk menelaah ketahanan terhadap keadaan

patah tersebut.

Pengujian impak bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat

diserap suatu material sampai material tersebut patah. Pengujian impak

merupakan respon terhadap beban kejut atau beban tiba-tiba (beban impak) [1].

Dalam pengujian impak terdiri dari dua teknik pengujian standar yaitu

Charpy dan Izod. Pada pengujian standar Charpy dan Izod, masih digunakan

untuk mengukur energi impak yang juga dikenal dengan ketangguhan takik [1].

4

2.2. Metode Izod

Menggunakan batang impak kantilever. Benda uji izod sangat jarang

digunakan pada saat sekarang ini. Pada benda uji izod mempunyai penampang

lintang bujur sangkar atau lingkaran dan bertakik V didekat ujung yang dijepit.

batang uji di letakkan secara vertical, dijepit pada salah satu ujungnya dan arah

pukulan berlawanan dengan takikan.

2.3. Metode Charpy

Pengujian impak charpy banyak dipergunakan untuk menentukan kualitas

bahan. Batang uji dengan takikan 2 mmV, paling banyak dipakai. Pengujian patah

yang umum biasanya ditentukan oleh tegangan yang diperlukan untuk

mematahkan, tetapi pada pengujian metode charpy adalah energi yang diperlukan

untuk mematahkan. [2] Jadi dipandang dari sudut ini pengujian dengan metode

charpy dapat dianggap cara pengujian yang maju.

Menggunakan batang impak yang ditumpu pada kedua ujungnya. Benda

uji charpy mempunyai luas penampang lintang bujur sangkar dan memiliki takik

V – 450, dengan jari-jari dasar 0,25 mm dan kedalaman 2 mm. Benda uji

diletakkan pada tumpuan dalam posisi mendatar dan bagian yang bertakik diberi

beban impak dengan ayunan bandul. Benda uji akan melengkung dan patah pada

laju regangan yang tinggi[3].

Menurut American Society for Testing and Materials (ASTM),

standarisasi Notched Bar Test adalah ASTM E 23-01, pengujian impak dengan

metode charpy dan izod dapat dilihat pada gambar 2.1.

5

Gambar 2.1. Metode Pengujian Impak

Sumber : Calliester, 2007

2.4. Pengujian Impak Metode Charpy

Dalam menentukan ketahanan logam terhadap pembebanan kejut (Impact

Strenght), prinsipnya adalah berapa besar gaya kejut yang dibutuhkan untuk

mematahkan benda uji dibagi dengan luas penampang bahan[4].

Spesimen charpy berbentuk batang dengan penampang lintang bujur

sangkar dengan takikan V oleh proses permesinan (gambar 2.2.a). Mesin

pengujian impak diperlihatkan secara skematik dengan (gambar 2.2.b). Beban

didapatkan dari tumbukan oleh palu pendulum yang dilepas dari posisi ketinggian

h. Spesimen diposisikan pada dasar seperti pada (gambar 2.2.b) tersebut. Ketika

dilepas, ujung pisau pada palu pendulum akan menabrak dan mematahkan

spesimen ditakikannya yang bekerja sebagai titik konsentrasi tegangan untuk

pukulan impak kecepatan tinggi. Palu pendulum akan melanjutkan ayunan untuk

mencapai ketinggian maksimum h’ yang lebih rendah dari h. Energi yang

diserap dihitung dari perbedaan h’ dan h (mgh – mgh’), adalah ukuran dari

energi impak. Posisi simpangan lengan pendulum terhadap garis vertikal sebelum

Charpy

Izod

6

dibenturkan adalah α dan posisi lengan pendulum terhadap garis vertikal setelah

membentur spesimen adalah β.

Gambar 2.2. Metode Impak Metode Charpy

Sumber : Calliester, 2007

2.5. Prinsip Dasar Mesin Uji Impak

Apabila pendulum dengan berat G dan pada kedudukan h1 dilepaskan,

maka akan mengayun sampai kedudukan posisi akhir 4 pada ketinggian h2 yang

juga hampir sama dengan tinggi semula (h1), dimana pendulum mengayun bebas.

Pada mesin uji yang baik, skala akan menunjukkan usaha kilogram meter (kg.m)

pada saat pendulum mencapai kedudukan 4. seperti terlihat pada Gambar 2.3.

7

Gambar 2.3. Prinsip Dasar Mesin Uji Impak

Sumber : Doddy Yuniardi, 2005

Apabila batang uji dipasang pada kedudukannya dan pendulum

dilepaskan, maka pendulum akan memukul batang uji dan selanjutnya pendulum

akan mengayun sampai kedudukan 3 pada ketinggian h2. Usaha yang dilakukan

pendulum waktu memukul benda uji atau usaha yang diserap benda uji sampai

patah dapat diketahui dengan menggunakan persamaan 2.1 : [4,5,1]

W1 = G x h1 (Kg.m) 2.1

Atau dengan menggunakan persamaan 2.2 :

W1 = G x λ (1 – cos α) (Kg.m) 2.2

Dimana :

W1 = Usaha yang dilakukan (Kg.m)

G = Berat pendulum (Kg)

Posisi Ketika Pemukulan

Benda Uji

8

h1 = Jarak awal antara pendulum dengan benda uji (m)

λ = Jarak lengan pengayun (m)

cos λ = Sudut posisi awal pendulum

Sedangkan sisa usaha setelah mematahkan benda uji dapat dihitung

dengan menggunakan persamaan 2.3 :

W2 = G x h2 (Kg.m) 2.3

Atau dengan menggunakan persamaan 2.4 :

W2 = G x λ (1 – cos β) (Kg.m) 2.4

Dimana :

W2 = Sisa usaha setelah mematahkan benda uji (Kg.m)

G = Berat pendulum (Kg)

H2 = Jarak akhir antara pendulum dengan benda uji (m)

λ = Jarak lengan pengayun (m)

cos β = Sudut posisi akhir pendulum

Besarnya usaha yang diperlukan untuk memukul patah benda uji dapat

diketahui melalui persamaan 2.5 :

W = W1 – W2 (Kg.m) 2.5

Sehingga dari persamaan diatas diperoleh persamaan 2.6 :

W2 = G x λ (cos β – cos λ) (Kg.m) 2.6

dimana :

W = usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji (kg m)

9

W1 = usaha yang dilakukan (kg m)

W2 = sisa usaha setelah mematahkan benda uji (kg m)

G = berat pendulum (kg)

λ = jarak lengan pengayun (m)

cos λ = sudut posisi awal pendulum

cos β = sudut posisi akhir pendulum

Besarnya harga impak setelah dilakukan pengujian dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan 2.7:

K = 0A

W 2.7

dimana :

K = nilai impak (kg m/mm2)

W = usaha yang diperlukan untuk mematahkan benda uji (kg m)

Ao = luas penampang di bawah takikan (mm2)

Pengujian impak dapat diidentifikasi sebagai berikut [4,6]:

1. Material yang getas, bentuk patahannya akan bermukaan merata, hal ini

menunjukkan bahwa material yang getas akan cenderung patah akibat

tegangan normal.

2. Material yang ulet akan terlihat meruncing, hal ini menunjukkan bahwa

material yang ulet akan patah akibat tegangan geser.

3. Semakin besar posisi sudut β akan semakin getas, dan semangkin

kecil sudut maka semangkin ulet.

10

2.6. Teknik Pembuatan

Teknik pembuatan komponen alat uji impak tipe charpy seperti pendulum

dilakukan dengan proses permesinan, yaitu menghilangkan beberapa bagian

bahan untuk menghasilkan bentuk yang diinginkan.

Adapun macam-macam mesin perkakas yang digunakan untuk perakitan alat uji

impak antara lain:

1. Mesin bubut

Prinsip kerja mesin mesin bubut adalah benda kerja yang berputar dan

pahat yang menyayat baik memanjang maupun melintang. Benda kerja yang dapat

dikerjakan pada mesin bubut adalah benda kerja yang silindris, sedangkan

macam-macam pekerjaan yang dapat dikerjakan dengan mesin ini adalah antara

lain [7]:

a) Pembubutan memanjang dan melintang

b) Pengeboran

c) Pembubutan dalam atau memperbesar lubang

d) Membubut ulir luar dan dalam

2. Mesin Bor

Mesin bor digunakan untuk membuat lubang (driling) serta memperbesar

lubang (boring) pada benda kerja. Jenis mesin bor adalah sebagai berikut [7]:

a) Mesin bor tembak

b) Mesin bor vertikal

c) Mesin bor horizontal

11

2.7. Teknik Perakitan

Perakitan adalah suatu proses penyusunan dan penyatuan beberapa

bagian komponen menjadi suatu alat atau mesin yang mempunyai fungsi tertentu.

Pekerjaan perakitan dimulai bila obyek sudah siap untuk dipasang dan berakhir

bila obyek tersebut telah bergabung secara sempurna. Perakitan juga dapat

diartikan penggabungan antara bagian yang satu terhadap bagian yang lain atau

pasangannya. [8].

Langkah perakitan untuk berbagai komponen mesin ini dipersiapkan

menurut langkah persiapan, pelaksanaan dan finishing.

1. Persiapan

2. Menyiapkan alat bantu atau jig

3. Alat bantu dipilih yang sesuai dengan konstruksi yang dirakit

4. Pelaksanaan

5. Menentukan teknik untuk mengikat atau menyambung antara komponen.

6. Komponen-komponen yang dirakit diperiksa posisinya, meliputi:

kesikuan, kerataan dan kelurusan sesuai spesifikasi.

7. Posisi yang dibutuhkan untuk merakit komponen-komponen dalam hal

kesikuan, kerataan, kelurusan dapat menentukan garis acuan (datum line)

jika diperlukan.

8. Apabila diperlukan, garis acuan (datum line) yang sesuai ditandai dengan

benar sesuai fasilitas perakitan.

9. Jig dan perlengkapan perakitan dan alat-alat yang diperlukan distel dan

dipakai.

12

10. Finishing

Perakitan diperiksa secara visual dan ukurannya disesuaikan dengan

gambar dan spesifikasi.

Teknik perakitan yang digunakan untuk sambungan komponen alat uji

impak tipe charpy seperti penyambungan, pendulum dan lengan pengayung

kerangka dan sambungan bantalan menggunakan proses pengelasan dan

menggunakan baut dan sekerup.

2.7.1. Proses Pengelasan

Dalam proses pengelasan rangka, jenis las yang digunakan adalah las

listrik DC dengan pertimbangan akan mendapatkan sambungan las yang kuat.

Pada dasarnya instalasi pengelasan busur logam terdiri dari bagian–bagian penting

sebagai berikut [9]

a. Sumber daya, yang bisa berupa arus bolak balik (AC) atau arus searah (DC).

b. Kabel timbel las dan pemegang elektroda.

c. Kabel balik las (bukan timbel hubungan ke tanah) dan penjepit.

d. Hubungan ke tanah.

Fungsi lapisan elektroda dapat diringkaskan sebagai berikut :

a. Menyediakan suatu perisai yang melindungi gas sekeliling busur api dan

logam cair.

b. Membuat busur api stabil dan mudah dikontrol.

13

c. Mengisi kembali setiap kekurangan yang disebabkan oksidasi elemen–elemen

tertentu dari genangan las selama pengelasan dan menjamin las mempunyai

sifat–sifat mekanis yang memuaskan.

d. Menyediakan suatu terak pelindung yang juga menurunkan kecepatan

pendinginan logam las dan dengan demikian menurunkan kerapuhan akibat

pendinginan.

e. Membantu mengontrol (bersama-sama dengan arus las) ukuran dan frekuensi

tetesan logam cair.

f. Memungkinkan dipergunakannya posisi yang berbeda.

Dalam las listrik, panas yang akan digunakan untuk mencairkan logam

diperoleh dari busur listrik yang timbul antara benda kerja yang dilas dan kawat

logam yang disebut elektroda. Elektroda ini terpasang pada pegangan atau holder

las dan didekatkan pada benda kerja hingga busur listrik terjadi. Karena busur

listrik itu, maka timbul panas dengan temperatur maksimal 3450oC yang dapat

mencairkan logam [9].

2.7.2. Sambungan Sekerup dan Baut

Alat pengunci dinamai sesuai dengan bagaimana alat itu diharapkan akan

dipakai, kalau suatu produk direncanakan sehingga tujuan utamanya adalah untuk

dipasangkan dalam suatu lubang yang tersedia, maka ia disebut sekerup (screw).

Jadi suatu sekerup diketatkan dengan memberikan putaran pada kepalanya [10].

14

Kalau suatu produk direncanakan sehingga produk ini diharapkan dipakai

bersama suatu mur, maka ia disebut suatu baut (bolt), suatu baut diketatkan

dengan memberikan daya putar pada mur-nya. [10]

15

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini direncanakan dari bulan desember 2013 sampai dengan april

2014 untuk mencapai target yang diinginkan. Pekerjaan persiapan dan pengujian

serta segala sesuatu yang dilakukan di Laboratorium/workshop Mesin Universitas

Teuku Umar (Workshop MUTU) dan dibengkel bubut kurnia sevice blang pulo

meulaboh. Setiap kejadian, respon dan hasil yang diperoleh selama menjalankan

riset dicatat dan didokumentasi dengan bantuan komputer untuk menjamin

akuntabilitas hasil penelitian. Rangkaian kegiatan yang dilakukan dalam

penelitian ini dapat dilihat dalam gambar 3.1

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian

PEKERJAAN AWAL - Kajian Pustaka - Perumusan

- Ruang lingkup Penelitian - Tujuan Penelitian

PEMBUATAN ALAT UJI IMPAK CHARPY

- Pembuatan Tumpuan Spesimen

- Pembuatan Rangka Alat Uji - Pembuatan Pendulum,Porosdan Lengan Pengayun

- Pembuatan Skala Pengukur Energi Impak

- Pembuatan sistem pengereman bandul

PERAKITAN ALAT UJI IMPAK CHARPY - Perakitan tumpuan spesimen pada rangka - Perakitan sistem pengereman bandul pada rangka

- Perakitan pendulum dan lengan pendulum pada rangka - Perakian skala ukur energi impak pada rangka

SELESAI

EVALUASI ALAT BERDASARKAN ASTM E 23 -02

Tidak Sesuai

Sesuai

16

3.2. Peralatan Kerja

Peralatan kerja yang digunakan dalam pembuatan dan perakitan alat uji

impak tipe charpy adalah sebagai berikut :

1. Mesin Las Listrik

Alat las listrik yang digunakan dalam pembuatan dan perakitan alat uji ini

adalah merk Krisbow.spesifikasi dan gambar alat terlampir (lampiran A)

Elektroda yang digunakan dalam pengelasan untuk merakit alat uji impak

adalah jenis elektroda E6013 RB-26

2. Mesin Gerinda

Mesin gerinda yang digunakan dalam pembuatan dan perakitan alat uji ini

ada dua jenis yaitu mesin gerinda duduk dan mesin gerinda tangan spesikasi dan

gambar terlampir di lampiran

3. Bor Listrik

Bor listrik yang digunakan untuk membuat lubang pada rangka alat uji

impak tipe charpy adalah merk Prohex, dan lubang tersebut digunakan untuk

perakitan komponen alat uji dengan menggunakan baut gambar dan spesifikasi

terlampir di lampiran

4. Mesin Gergaji Duduk

Mesin gergaji duduk yang digunakan untuk memotong besi profil tipe U

yang digunakan untuk kerangka alat uji dalam penelitian ini adalah Merk

Krisbow. Gambar dan spesifikasi terlampir di lampiran

17

5. Kompresor dan Spray Gun

Peralatan kompressor dan spray gun digunakan untuk tahapan pengecetan

rangka dan komponen alat uji impak tipe charpy. kompressor dan spray gun

digunakan pada penelitian ini gambar dan spesifikasi terlampir di lampiran

6. Alat pendukung kerja pengelasan

Alat pendukung kerja untuk pengelasan yang digunakan dalam pembuatan

dan perakitan alat uji impak tipe charpy adalah topeng las, sikat besi dan palu,

gambar terlampir di lampiran

7. Alat pendukung kerja lainnya

Alat pendukung kerja lainnya yang digunakan dalam pembuatan dan

perakitan alat uji impak tipe charpy adalah gergaji tangan, ragum dan seperangkat

kunci ring-pas (pengunci baut), gambar terlampir di lampiran

3.3. Penetuan Dimensi Alat Uji Impak Tipe Charpy

3.3.1. Tumpuan Spesimen (Anvil)

Tumpuan spesimen adalah tempat diletakkannya benda uji yang akan

dilakukan pengujian, tumpuan spesimen dibuat dengan menggunakan baja pejal

yang dibubut sesuai dengan tipe Unmodified (Will Jam) berdasarkan ASTM E 23

-02, dengan dimensi 250 x 200 x 150 mm seperti terlihat pada Gambar 3.2

18

Gambar 3.2. Dimensi tumpuan specimen tipe Unmodified

Sumber : ASTM E 23-02, 2002

Tumpuan untuk penempatan posisi spesimen pada saat pengujian impak di

desain berdasarkan standar ASTM E 23-02, dimensi dan ukuran tumpuan

spesimen seperti terlihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Desain tumpuan spesimen Sumber : G.D. Henderiec KX, Gietech BV,

2007 Penempatan bagian yang terjadi kontak pada saat pendulum di lepas dan

menyentuh spesimen tepat berada pada bagian tengah spesimen (bagian yang

diberi takik), seperti terlihat pada Gambar 3.4.

ANVIL

UNMODIFIED

(WILL JAM)

19

Gambar 3.4. Posisi pendulum dan spesimen pada pengujian Sumber : ASTM E 23-02, 2002

3.3.2. Desain Kerangka

Desain kerangka dibuat berdasarkan pertimbangan faktor keamanan,

dimana untuk menghindari pendulum pada saat dijatuhkan agar tidak bersentuhan

dengan benda-benda asing lainnya disekitar alat uji, maka dibuat rel lintasan

pendulum, ukuran dimensi kerangka alat uji 130cm x 110cm x 30cm, desain

kerangka alat uji impak seperti telihat pada Gambar 3.5.

20

Gambar 3.5. kerangka alat uji impak

3.3.3. Pendulum dan Lengan Pengayun

Desain pendulum dibuat berdasarkan standar pendulum tipe C ASTM E

23-02, pendulum dibuat dari baja plat silinder dengan diameter 200 x 30 mm

dengan berat 6 Kg. Panjang lengan pendulum 5,5 mm dengan diameter 20 cm dan

pada bagian atasnya dihubungkan ke poros pengayun dan bagian bawah

dihubungkan ke pendulum dengan cara dilas. Desain pendulum untuk pengujian

impak tipe charpy seperti terlihat pada Gambar 3.6

Gambar 3.6. Pendulum alat uji impak

Sumber : RL Sanroman, 2006

Keterangan :

1. Skala pengukur energi impak

2. Pengunci Pendulum

3. Rel lintasan Pendulum

4. Kerangka utama

5. Kerangka penyangga

21

3.3.4. Poros Pengayun dan Bantalan

Poros pengayun berfungsi untuk meneruskan ayunan dari bantalan ke

lengan pengayun dan pendulum. Poros pengayun terbuat dari baja silinder

diameter 25 x 200 mm dan pada bagian ujung kiri dan kanan dihubungkan dengan

bantalan, bagian tengahnya dihubungkan dengan lengan pendulum dengan cara

dilas.

Bantalan yang digunakan adalah bantalan glinding dengan diameter dalam

sesuai dengan diameter poros pengayun yaitu 25 mm, ditempatkan dibagian kiri

dan kanan poros pengayun dan dihubungkan dengan kerangka dengan cara

dipasang baut sebagai pengikat rumah bantalan. Jenis bantalan yang digunakan

seperti terlihat pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7. Bantalan dan Rumah Bantalan Sumber : Sularso, 1997

3.3.5. Skala Pengukur Energi Impak

Skala pengukur energi impak berfungsi sebagai alat untuk mengukur atau

membaca hasil pengujian, jarum penunjuk berfungsi untuk menunjukkan angka

22

pada busur derajat yang merupakan hasil pengujian. Jarum penunjuk dihubungkan

dengan poros pengayun dengan menggunakan baut sehingga arah ayunan sesuai

dengan dengan arah ayunan poros pengayun.

3.4 Perakitan Alat Uji Impak Tipe Charpy

Proses perakitan alat uji impak tipe charpy dilakukan dengan

menggabungkan beberapa komponen utama dan pendukung seperti rangka,

tumpuan spesimen, pendulum, skala ukur energi impak, lengan pendulum,

pengerem pendulum, poros pengayun dan bantalan glinding, dengan posisi sudut

awal pendulum 1400, desain hasil perakitan alat uji impak seperti terlihat pada

Gambar 3.8

Gambar 3.8. Rencana desain alat uji impak

Keterangan : 1. Skala pengukur energi impak

2. Pengunci pendulum

3. Rel lintasan Pendulum

4. Kerangka utama

5. Kerangka penyangga

6. Pendulum

7. Lengan pendulum

8. Tumpuan specimen

9. Spesimen

10. Pengerem pendulum

23

Kerangka penyangga diikat dengan menggunakan baut pada pondasi beton

yang dibuat sesuai dengan ukuran kerangka penyangga untuk menjaga alat uji

tetap dan tidak bergetar pada saat dilakukan pengujian.

Pengerem pendulum menggunakan prinsip rem gesek sistem injak, apabila

pendulum telah dilepas dan menyentuh spesimen dan jarum penunjuk telah

menunjukkan angka energi impak pada skala, maka pengerem pendulum

difungsikan dengan melepas injakan pedal rem pendulum dan pendulum akan

berhenti. Pengereman pendulum ini berfungsi untuk memperpendek/ menghemat

waktu satu kali pengujian impak.

Setelah perakitan selesai, maka semua komponen dicek kelurusan dan

kerataannya, seperti kelurusan lintasan pendulum, kerataan dan kelurusan tempat

dudukan dan tumpuan spesimen untuk memastikan bahwa semua komponen dapat

bekerja dan berfungsi dengan baik.

24

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Pembuatan Komponen Alat Uji Impak Charpy

4.1.1. Pembuatan Tumpuan Spesimen

Tumpuan spesimen dibuat dengan menggunakan baja pejal karbon rendah

yang dibubut sesuai dengan tipe Unmodified (Will Jam) berdasarkan ASTM E 23

-02, dengan dimensi 250 x 200 x 150 mm seperti terlihat pada Gambar 4.1.

(a) sebelum finishing (b) setelah finishing

Gambar 4.1. Tumpuan spesimen uji impak tipe charpy

4.1.2. Pembuatan Rangka Alat Uji

Rangka alat uji dibentuk dengan menggunakan baja struktur tipe C yang

dipotong dan dilas sesuai dengan dimensi desain dan lintasan bandul dibentuk

dengan menggunakan baja pelat tebal 2 mm dan lebar 4 mm, seperti terlihat pada

gambar 4.2.

25

Gambar 4.2. Proses pembuatan rangka alat uji

4.1.3. Pembuatan Pendulum, Poros dan Lengan Pengayun

Pendulum dibuat dari baja pejal karbon rendah yang di bulatkan dengan

menggunakan las asetelin dengan diameter 20 cm dan tebal 3,5 mm, dibubut

permukaannya dengan menggunakan mesin bubut. Seperti terlihat pada Gambar

4.3.

Gambar 4.3. Proses pembuatan pendulum

26

Poros dan lengan pengayun dibuat dari baja karbon rendah tipe silinder

dan pada bagian sambungan antara poros dan lengan pengayun dilas dengan

menggunakan las listrik, panjang lengan pengayun 55 cm dan poros 20 cm dengan

diameter poros 2,5 cm, seperti terlihat pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Pendulum, poros dan lengan pengayun

4.1.4. Pembuatan Skala Pengukur Energi Impak

Skala pengukur energi impak dibuat dari triplek tebal 3 mm dan diameter

30 cm, pada permukaan triplek ditempelkan busur kayu dan tepat ditengah skala

ukur ditempatkan dua buah jarum penunjuk yang satu berfungsi sebagai penunjuk

skala dan yang satunya lagi sebagai pendorong jarum penunjuk skala dari beban

pendulum, seperti terlihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Skala pengukur energi impak

27

4.1.5. Pembuatan sistem pengereman pendulum

Sistem pengereman pendulum menggunakan kampas rem tromol

kendaraan roda dua yang di tumpu pada dua buah besi tulangan diameter 8 mm

menuju tempat injakan rem, seperti terlihat pada Gambar 4.6.

Gambar. 4.6. Proses pembuatan sistem pengereman pendulum

4.2. Perakitan Alat Uji Impak Tipe Charpy

4.2.1. Perakitan pendulum dan lengan pendulum pada rangka

Perakitan pendulum dan lengan pendulum dengan menggunakan dua buah

bantalan duduk yang disambungkan dengan menggunakan empat buah baut

ukuran 14, seperti terlihat pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7. Perakitan pendulum dan lengan pendulum pada rangka

28

4.2.2. Perakitan skala ukur energi impak pada rangka

Perakitan skala ukur energi impak pada rangka alat uji menggunakan tiga

buat baut ukuran 10 yang dikuatkan dengan mengunakan kunci ring 10, hasil

akhir seperti terlihat pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8. Proses perakitan skala ukur energi impak pada rangka

4.3. Pengecetan Alat Uji

Alat uji impak tipe charpy di cat dengan menggunakan spray gun dan

kompressor, sebelum di cat bagian-bagian yang tidak rata dirapikan terlebih

dahulu dengan menggunakan dempul dan setelah kering d iamplas kemudian

setelah rata dan halus dicat dengan menggunakan cat minyak untuk besi. Seperti

terlihat pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Proses pengecetan alat uji impak tipe charpy

29

Setelah selesai di cat dan dirakit maka alat uji impak tipe charpy te lah

selesai dibuat dan dirakit dan pekerjaan akhir adalah memastikan semua

komponen bekerja dengan baik dengan cara pengujian awal tanpa menggunakan

spesimen. Produk akhir alat uji impak tipe charpy seperti terlihat pada Gambar

4.10.

Gambar 4.10. Produk akhir alat uji impak tipe charpy

4.4. Pengujian Alat Uji Impak Tipe Charpy

Proses pengujian dilakukan pada alat uji impak tipe charpy tanpa

menggunakan spesimen (dalam keadaan kosong) pendulum dijatuhkan pada sudut

1400 dan pedal rem ditekan, setelah melewati pedal rem, pedal rem dilepas. Untuk

memastikan bahwa semua komponen alat uji impak berfungsi.

Pengecekan dilakukan terhadap komponen pengunci pendulum, poros

pendulum, sistem pengereman, sistem skala jarum penunjuk dan lainnya untuk

memastikan semua komponen berada pada posisi baik dan dapat bekerja sesuai

dengan fungsinya.

30

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Telah berhasil dibuat dan dirakit berdasarkan standar ASTM E 23 -02.

Dengan dimensi rangka alat uji 130cm x 110cm x 30cm, kapasitas pendulum 6 Kg

dan sudut awal pendulum 1400

5.2. Saran

Penelitian selanjutnya diharapkan alat uji impak tipe charpy yang telah

dibuat dan dirakit dapat dilakukan pengujian dan validasi kelayakan alat uji.

31

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Djaprie sriati.Ir.ME.M.met.Ilmu dan Teknologi Bahan PT Erlangga Jakarta

1992

[2]. Tata Surdia MS dan Shinroku Saito, 1985, Pengetahuan Bahan Teknik, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta

[3]. ASM Handbook, 2000, Mechanical Testing and Evaluation, Volume 08

[4]. Farizal dan Herdi Susanto, 2013, Perencanaan Desain Alat Uji Impak

(Impact Testing) Tipe Charpy, Makalah Ilmiah Teknik Mesin Universitas

Teuku Umar, Meulaboh

[5]. ASTM E 23-02, 2002, Standard Test Methods for Notched Bar Impact

Testing of Metallic Materials.

[6]. ASTM E 1236-91, 1997, Standard Practice for Qualifying Charpy Impact

Machines as Reference Mechines

[7].Geoge E.Dieter,1992,alih bahasa Djaprie,Sriati, Metaluargi Mekanik,

Erlangga, Jakarta

[8]. Mikell P. Groover, 2010, Fundamentals of Modern Manufacturing John

Wiley & Sons, United States

[9]. W Kenyon, Dines Ginting. 1985. Dasar-Dasar Pengelasan. Erlangga.

Jakarta.

[10]. Shigley dan Joseph Edward, 1994, Perencanaan Teknik Mesin, Erlangga.

Jakarta

[11]. G.D Henderiec KX, 2007, Charpy Test, Gietech BV