PERHITUNGAN KONTRUKSI RANGKA BESI KOTAK UNTUK MESIN BUBUT KAYU CNC

PERHITUNGAN KONTRUKSI RANGKA BESI KOTAK

UNTUK MESIN BUBUT KAYU CNC

skripsi teknik mesin

mesin bubut

bubut cnc

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teknologi pekerjaan atau permesinan mengalami perubahan seiring dengan adanya penemuan-penemuan baru yang kiyan pesat diera moderen ini, penemuan –penemuan baru tersebut merupakan jawaban dari tuntutan dunia industry akan produk yang berkuwalitas meliputi kepresisian yang tinggi, bentuk benda kerja yang kompleks serta kemampuan untuk menghasilkan produk secara masal ,salah satu penemuan tersebut adalah mesin bubut CNC yang kini penggunaan dan pemanfaatanya semakin di perlukan untuk menemukan permintaan produk yang memiliki kuwalitas tinggi.

Secara umum mesin perkakas bubut CNC layaknya mesin perkakas bubut konvensional ,namun tugas oprator telah banyak digantikan oleh pengontrolan otomatis apa bila terjadi pemograman dan proses telah di jalankan maka benda kerja yang dihasilkan akan mengalami kesalahan serta memungkinkan terjadinya kerusakan pada mesin CNC, oleh karna itu telah dilakukan penelitian untuk mengatasi masalah tersebut dengan pembuatan rangka yang lebih kuat dan tahan getaran saat mesin sedang beroprasi , banyak penelitian terdahulu yang membahas mengenai proses pembutan rangka mesin bubut CNC.

Jika di bandingkan dengan mesin perkakas konvensional mesin CNC lebih teliti, lebih tepat ( presisi ) , fleksibel dan cocok di gunakan untuk produksi masal karena dalam jumlah yang banyak dengan waktu yang singkat dengan kualitas yang sama baiknya tentu akan sulit dipenuhi bila menggunakan mesin perkakas manual, apalagi bentuk benda kerja lebih rumit tidak bisa di selesaikan dengan waktu yang singkat , oleh karena itu untuk mendapatkan hasil yang baik rangka mesin bubut CNC juga harus didesign agar mampu menahan getaran dan beban pada waktu mesin beroprasi. Awal dari kebutuhan rangka untuk mesin perkakas karena peran pengaruh rangka terhadap sebuah produk mesin perkakas yang makin banyak diminati masyarakat yang harus tahan lama dan awet. Jadi, secara umum konsep rangka dalam mesin perkakas sangat penting. Satu hal yang perlu dicermati adalah penggunaan rangka itu sendiri mengkaji disiplin ilmu tentang sebuah rangka mesin perkakas dituntut untuk bersifat terbuka dan dinamis atas perkembangan zaman, serta tanggap terhadap situasi dan yang lebih penting adalah mengetahui bagian-bagian rangka mesin perkakas yang dibutuhkan.

Selama ini banyak orang menganggap bahwa rangka memang sudah menjadi bagian dari sebuah mesin perkakas. Umum nya terbiasa dan cenderung menganggap rangka sebagai peralatan dan berkaitan dengan komponen-komponen mesin perkakas. Padahal arti rangka sangat luas dan tergantung peran rangka itu sendiri bagi komponen mesin perkakas. Di sekeliling kita banyak sekali rangka. Kehadirannya sering kali tidak disadari karena asumsi rangka biasanya mengacu kepada suatu produk bersifat canggih. Padahal rangka dapat pula bersifat abstrak atau tidak berwujud.

Berdasarkan latar belakang yang telah di paparkan diatas, maka saya sebagai Mahasiswa UNIVERSITAS PAMULANG untuk melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar S-1 Sarjana Teknik mengambil kesimpulan untuk memilih judul

“ PERHITUNGAN KONTRUKSI RANGKA BESI KOTAK UNTUK MESIN BUBUT KAYU CNC “

Dengan harapan penuh keyakinan saya mudah – mudahan bisa mempelajari dan memahami topik yg saya angkat untuk persyaratan tugas akhir saya .

1.2 Rumusan Masalah

Bedarsarkan latar belakang dan permasalahandi atas maka, bagaimana cara mendapatkan rangka mesin bubut cnc yg tahan terhadap getara dan mampu menahan beban dinamis dan statis pada saat mesin sedang beroprasi masalah yang di bahas dalam tugas akhir ini adalah :

1.3 Batasan Masalah

Agar pembahasan dalam penbulisan tugas akhir ini tidak meluas ke permasalahan lainya . maka penulis membatasi permasalahanya di antaranya :

1. Bahan material yang digunakan adalah Hollow Rectangle

2. Kontruksi rangka mesin bubut kayu

3. Perhitungan kekuatan kontruksi rangka kaki mesin bubut kayu.

1.4 Tujuan pengamatan

Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini untuk :

1. Mengetahui kekuatan rangka kaki mesin bubut kayu

2. Mengetahui kekuatan pada sambungan las mesin bubut kayu

1.5 Manfaat pengamatan

Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Penulisan memperoleh pengetahuan tentang material apa saja yang digunakan pada kuntruksi mesin bubut kayu.

2. Penulisan memperoleh pengetahuan tentang bentuk dari kontruksi rangka kaki mesin bubut kayu.

1.6 Metode penelitian

Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini metode penelitian yg digunakan adalah sebagai berikut :

1. Studi lapangan dan literature

Pada tahap inii dilakukan mengenal masalah yang dihadapi dan mencari persamaan dan rumus untuk menyelesaikan perhitungan serta menyusun rencana kerja yg dilakukan .

2. Perlaksanaan perhitungan

Pada tahap ini dilakukan perhitungan kekuatan bahan rangka .

3. Pengambilan data

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data – data dari hasil perhitungan kekuatan bahan rangka . Selanjutnya dianalisa dan menyimpulkan hasil dari perhitungan

1.7 Sistematika penelitian

Sistematika laporan yang disampaikan dalam penulisan skripsi ini dibuat dalam bentuk sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Berisikan latar belakang masalah, perumusan masalah penelitian tugas akhir , maanfaat penelitian , metode penelitian, pemecahan masalah, dan sistematis penelitian dalam tugas akhir kontruksi rangka besi kotak pada mesin bubut kayu .

BAB II : LANDASAN TEORI

Berisikan dasar – dasar dalam teori yang berkaitan dengan judul tugas akhir berdasarkan studi pustaka dari beberapa literature.

BAB III : METODE PENELITIAN

Berisikan alur penelitian dalam kontruksi rangka besi kotak pada mesin bubut kayu .

BAB IV: ANALISA DAN PEMBAHASAN

Berisikan data hasil penelitian dalam kontruksi rangka besi kotak pada mesin bubut kayu

BAB V : PENUTUP

Berisikan kesimpulan dan saran dari kontruksi rangka besi kotak pada mesin bubut kayu.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Mesin Bubut Kayu

Mesin bubut kayu adalah alat mesin yang digunakan terutama untuk membentuk potongan-potongan kayu dengan menyebabkan benda kerja yang akan diadakan dan diputar oleh mesin bubut sementara sedikit alat adalah maju ke dalam pekerjaan yang menyebabkan tindakan pemotongan. bubut dasar yang didesain untuk memotong logam silinder saham telah dikembangkan lebih lanjut untuk menghasilkan Ulir sekrup, bekerja tapered, membuat lubang, permukaan Knurled, dan crankshafts lathes Modern. Menawarkan berbagai kecepatan rotasi dan sarana untuk secara manual dan secara otomatis memindahkan pemotongan alat dalam benda kerja. Teknisi dan toko personel pemeliharaan harus benar akrab dengan mesin bubut dan operasi perusahaan untuk mencapai perbaikan dan pembuatan bagian-bagian yang diperluka

Gambar II-1 Mesin Bubut Kayu

Mesin bubut kayu dapat digunakan untuk membuat komponen furnitur fungsional, proyek kayu yang indah dekoratif seperti lilin dan mangkuk , atau bahkan mainan seperti puncak dan yo yo . Ini berkisar mesin dalam ukuran dari model hobi. Bubut mungkin atau tidak mungkin memiliki berdiri (atau kaki), yang duduk di lantai dan mengangkat tempat tidur mesin bubut untuk ketinggian kerja. Beberapa mesin bubut kecil dan duduk di meja kerja atau meja, dan tidak memiliki stand. Hampir semua mesin bubut memiliki tempat tidur, yang (hampir selalu) sebuah balok horisontal (meskipun CNC bubut umumnya memiliki sinar cenderung atau vertikal untuk tempat tidur untuk memastikan bahwa swarf , atau keripik, jatuh bebas dari tempat tidur). Mesin bubut Wood turning khusus untuk memutar mangkuk besar sering tidak memiliki tempat tidur atau tail stock, hanya headstock berdiri bebas dan tool rest kanti lever.

Gambar II-2 Proses Pembubutan Pada Mesin Bubut Kayu

Pada salah satu ujung tail stock (hampir selalu berada di kiri, sebagaimana operator menghadap bubut) adalah suatu head stock. Head stock adalah bantalan putar presisi tinggi. Berputar pada bantalan poros horisontal, dengan sumbu paralel ke tail stock, yang disebut spindle . Spindle sering hampa, dan memiliki benang eksterior dan / atau interior lancip Morse pada "dalam kapal" (yaitu, menghadap ke kanan / ke arah tempat tidur) dengan mana aksesori workholding dapat dipasang ke poros. Spindle juga mungkin memiliki benang eksterior dan / atau lancip interior di "tempel" mereka (yaitu, menghadap jauh dari tempat tidur) akhir, dan / atau mungkin memiliki mekanisme aksesori handwheel atau lainnya pada akhir tempel mereka. Spindle yang didukung, dan menyampaikan gerak untuk benda kerja. Spindle didorong, baik oleh kekuatan kaki dari pedal dan roda gila atau drive belt atau gear ke sumber listrik. Pada mesin bubut paling modern sumber listrik ini adalah motor listrik yang tidak terpisahkan, sering baik di headstock, ke kiri dari headstock, atau di bawah headstock, tersembunyi di berdiri.Selain poros dan bantalan nya, headstock sering mengandung bagian untuk mengubah kecepatan motor ke dalam berbagai kecepatan spindle .

Berbagai jenis kecepatan-perubahan mekanisme mencapai hal ini, dari sebuah katrol katrol kerucut atau langkah, untuk katrol kerucut dengan gigi belakang (yang pada dasarnya adalah kisaran rendah, serupa pada efek bersih ke belakang dua-kecepatan truk), ke seluruh peralatan kereta mirip dengan auto manual-shift transmisi . Beberapa motor memiliki kontrol kecepatan elektronik rheostat-jenis, yang menyingkirkan puli kerucut atau gigi. Para tandingan ke headstock adalah tailstock, kadang-kadang disebut sebagai kepala longgar, karena dapat diposisikan pada setiap titik nyaman di tempat tidur, dengan kehancuran sebuah mur pengunci, geser ke area yang dibutuhkan, dan kemudian relocking itu.

Gambar II-3 Proses Pembubutan Kayu

Tail stock berisi per barel yang tidak berputar, tetapi dapat slide dalam dan keluar sejajar dengan sumbu tempat tidur, dan langsung sejalan dengan spindle headstock. Barel itu berlubang, dan biasanya berisi lancip untuk memfasilitasi mencengkeram dari berbagai jenis perkakas. Menggunakan yang paling umum adalah untuk mengadakan pusat baja mengeras, yang digunakan untuk mendukung poros panjang tipis saat memutar, atau untuk memegang bor untuk pengeboran lubang aksial pada benda kerja. Banyak kegunaan lain yang mungkin..Metal working mesin bubut memiliki kereta (terdiri dari pelana dan celemek) atasnya dengan slide lintas, yang merupakan bagian datar yang duduk melintang di tempat tidur, dan dapat memutar di sudut kanan ke tempat tidur. Duduk di atas slide lintas biasanya geser lain disebut istirahat senyawa, yang menyediakan 2 sumbu tambahan gerak, putar dan linier.

Yang duduk di atas sebuah toolpost, yang memegang alat pemotong yang menghilangkan materi dari benda kerja. Ada mungkin atau mungkin tidak leadscrew , yang bergerak lintas-geser di sepanjang tempat tidur. Wood turning dan kayu mesin bubut berputar tidak memiliki cross-slide, melainkan memiliki banjo, yang potongan datar yang duduk melintang di tempat tidur. Posisi dari sebuah banjo dapat diatur dengan tangan, tidak ada gearing terlibat. Ascending vertikal dari banjo adalah toolpost, di bagian atas yang merupakan toolrest horisontal. Dalam wood turning, alat-alat tangan yang menguatkan melawan sisa ke alat dan benda kerja leverage. Dalam berputar logam, pin lanjut naik vertikal dari sisa alat, dan berfungsi sebagai titik tumpu terhadap yang mungkin alat leverage ke benda kerja.

Pada ujung mesin bubut adalah tailstock yang mendukung ujung kayu saat memutar spindle atau " antara pusat " proyek . Tailstock mengandung pena yang bergerak untuk memungkinkan spindle akan mencengkeram pusat menjadi-tween . Kepala dan ekor saham dipasang ke tempat tidur bubut yang biasanya terdiri dari dua bar atau padat cor konstruksi besi . Bubut akan dipasang pada beberapa bentuk berdiri, baik bangku atau struktur berdiri bebas khusus dibuat untuk mesin bubut tersebut Di bagian bawah adalah bed/ landasan untuk mensupport semua komponen di atasnya (headstock, tailstock dan toolrest), berfungsi juga mengantarkan tool rest sepanjang benda kerja (kayu) saat pengerjaan kayu.Toolrest digunakan untuk menahan alat potong yang digunakan ke benda kerja, bisa digerakkan secara melintang atau searah
dengan sumbu bed

"MsoNormal" style="margin-left: 31.5pt; text-indent: .5in;">

Gambar II-4 Penggunaan Toolrest

2.2 Perinsip kerja alat

Berikut komponen dari mesin bubut kayu beserta fungsinya :

2.2.1 Head Stock

Head stock terdiri dari drive train, termasuk motor, puli, sabuk, dan poros, dan untuk turner tangan kanan, akan terletak di ujung kiri bubut. Dipasang pada ujung headstock menghadap tailstock adalah spindle dan pusat memacu atau untuk mengubah wajah seperti mangkuk dan piring, atau bekerja datar atau wajah lain, perakitan pelat muka.

Gambar II-5 Head Stock

2.2.2 Tail Stock

Engkol di ujung pasukan pusat cangkir ke ujung benda kerja.Saham ekor akhir berputar bebas dari bubut, dan memiliki spindle tailstock dan pusat cangkir, serta tangan-roda atau fitur lain untuk menjepit atau mengamankan benda kerja antara pusat bubut. Sisanya alat yang mirip dengan lengan mekanis dengan panduan bar logam untuk mendukung pahat atau pisau yang digunakan untuk memutar benda kerja.

Gambar II-6 Tail Stock

2.2.3 Tool Rest

Hal ini biasanya dapat disesuaikan dengan menggeser tempat tidur panjang pada dasarnya, dengan lengan menengah yang dapat ayunan dari paralel ke posisi tegak lurus dalam kaitannya dengan tidur bubut, dan lengan atas, yang memegang sisanya tool bar yang sebenarnya. Perakitan ini memiliki sebanyak tiga sendi putar, yang semuanya kencangkan dengan setscrew atau penjepit untuk tetap aman saat memutar sedang berlangsung.

Gambar II- 7 Tool Rest

2.2.4 Kontrol Kecepatan

Ditetapkan pada rendah, dan tombol on /off switch. Perhatikan saklar mengetik, sehingga mesin dapat dinonaktifkan bila tidak digunakan.Hidupkan mesin bubut pada, pastikan itu adalah pada pengaturan kecepatan terendah. Tempatkan tepi pemotongan alat pada sisanya, menjaga yang jelas dari benda kerja berputar, memeriksa pegangan Anda, dan perlahan-lahan mulai mengurangi ke arah benda kerja. Anda ingin pindah ke arah itu tegak lurus dengan benda kerja, sampai ujung tombak hanya menyentuh kayu.

Memaksa atau bergerak terlalu cepat akan menyebabkan alat untuk selai ke dalam kayu, dan itu baik akan putus, atau Anda akan kehilangan pegangan Anda pada alat bubut jika tidak warung keluar. Ini adalah salah satu langkah paling berbahaya di balik awal.

Gambar II-8 Kontrol Kecepatan

2.2.5 Lathe Pusat

Kecuali benda kerja memiliki mesin lancip ke dalamnya yang sempurna sesuai dengan lancip internal di poros, atau memiliki benang-benang yang sempurna sesuai dengan benang eksternal pada poros (dua kondisi yang jarang ada), aksesori harus digunakan untuk me-mount benda kerja ke spindle. Sebuah benda kerja dapat melesat atau mengacaukan ke faceplate , disk, besar datar yang mount ke poros. Dalam alternatif, anjing faceplate dapat digunakan untuk mengamankan pekerjaan untuk face plate.

Benda A dapat dipasang pada Mandrel , atau bekerja melingkar dijepit di chuck tiga atau empat-rahang . Untuk benda kerja berbentuk tidak teratur itu adalah biasa untuk menggunakan rahang empat (rahang bergerak independent) chuck. Perangkat ini memegang gunung langsung ke kumparan head stock Bubut. Dalam pekerjaan presisi, dan dalam beberapa kelas pengulangan pekerjaan, benda kerja silinder biasanya diadakan di sebuah collet dimasukkan ke poros dan dijamin baik oleh drawbar, atau oleh topi collet penutupan pada poros. Collet Cocok juga dapat digunakan untuk me-mount benda kerja persegi atau heksagonal. Dalam pekerjaan presisi perkakas collet tersebut biasanya menarik-dalam berbagai, di mana, seperti collet diperketat, benda bergerak sedikit kembali ke headstock, sedangkan untuk pengulangan yang paling bekerja berbagai panjang mati disukai, karena hal ini memastikan bahwa posisi benda kerja tidak bergerak sebagai collet diperketat. Sebuah benda lunak (kayu) dapat terjepit antara pusat dengan menggunakan drive yang memacu di headstock, yang gigitan ke dalam kayu dan mengajarkan torsi untuk itu.

Gambar II-9 Lathe Pusat

2.2.6 Center bawah

Sebuah pusat mati ini digunakan pada poros headstock sebagai pekerjaan berputar dengan pusat. Karena pusat yang lembut dapat trued di tempat sebelum digunakan. Sudut termasuk adalah 60°. Secara tradisional, hard pusat mati yang digunakan bersama dengan pelumas yang cocok di tailstock untuk mendukung benda kerja. Dalam praktek modern pusat mati sering diganti oleh pusat hidup , ternyata bebas dengan benda kerja - biasanya pada bantalan bola - mengurangi panas gesekan, terutama penting pada kecepatan tinggi.Ketika jelas menghadapi panjang panjang bahan itu harus didukung pada kedua ujungnya. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan suatu perjalanan atau tetap stabil .

Jika stabil tidak tersedia, wajah akhir sedang dikerjakan dapat didukung oleh pusat (stasioner) setengah mati.Sebuah pusat setengah memiliki permukaan datar mesin di bagian luas dari setengah diameternya di ujung runcing. Sebuah bagian kecil dari ujung pusat mati dipertahankan untuk memastikan konsentrisitet. Pelumasan harus diterapkan pada titik kontak dan ekor tekanan saham berkurang. Sebuah operator bubut atau anjing bubut juga dapat digunakan ketika balik antara dua pusat.

Dalam woodturning, salah satu variasi dari pusat hidup merupakan pusat cangkir , yang merupakan kerucut dari logam dikelilingi oleh cincin melingkar dari logam yang menurunkan kemungkinan pemisahan benda kerja.Sebuah pelat logam melingkar dengan lubang bahkan spasi di sekitar pinggiran, dipasang ke poros, yang disebut "indeks piring". Hal ini dapat digunakan untuk memutar poros dengan sudut yang tepat, kemudian mengunci di tempatnya, memfasilitasi operasi tambahan berulang-ulang dilakukan untuk benda kerja.

Gambar II-10 Center bawah

2.3 Pengertian rangka besi kotak

Salah satu sistem konstruksi ringan yang mempunyai kemampuan besar, yaitu berupa suatu Rangka Batang. Rangka batang merupakan suatu konstruksi yang terdiri dari sejumlah batang-batang yang disambung satu dengan yang lain pada kedua ujungnya, sehingga membentuk satu kesatuan struktur yang kokoh. Bentuk rangka batang dapat bermacam-macam sesuai dengan fungsi dan konstruksi, seperti konstruksi untuk jembatan, rangka untuk atap, serta menara, dan sesuai pula dengan bahan yang digunakan, seperti baja atau kayu. Pada konstruksi berat, batang konstruksi dibuat dari bahan baja, yakni batang baja yang disebut baja profil, seperti baja siku, baja kanal, baja C, baja I, dan baja profil lainnya.

Rangka konstruksi berat yang dimaksud di atas adalah jembatan, rangka bangunan pabrik, menara yang tinggi dan sebagainya. Banyak pula dijumpai konstruksi rangka batang yang dibuat dari bahan kayu, baik berupa balok maupun papan. Konstruksi rangka kayu ini banyak dimanfaatkan untuk kuda-kuda rangka atap, atau konstruksi yang terlindung. Batang-batang pada konstruksi rangka baja biasanya disambung satu dengan yang lain dengan menggunakan las, paku keling atau baut. Sedangkan pada konstruksi rangka kayu azimnya sambungan itu dilakukan dengan baut atau paku. Sambungan-sambungan ini disebut simpul.Berdasarkan anggapan tersebut, maka batang-batang pada rangka batang bersifat seperti tumpuan pendel, sehingga padanya hanya timbul gaya aksial saja. Hal itu akan terjadi apabila gaya-gaya itu menangkap pada simpul. Dengan demikian suatu konstruksi rangka batang jika dibebani gaya pada simpul akan hanya mengalami Gaya Normal, yang selanjutnya disebut Gaya Batang. Gaya batang ini bersifat tarik atau desak.

Gambar II-11 Rangka

2.3.1 Pemilihan Bahan Rangka Pada Mesin Bubut CNC

Rangka mesin pada sebuah mesin umumnya memiliki fungsi sebagai penahan, penopang dan dudukan dari semua komponenmesin. Oleh karena itu konstruksi rangka harus dibuat kokoh dan kuat baik dari segi bentuk serta dimensinya, sehingga dapat meredam getaran yang timbul pada saat mesin bekerja. Bahan yang digunakan untuk membuat rangka kaki meja mesin bubut CNC yang mampu las komposisi baja tersebut adalah C ≤ 23% S ≤ 0,04%. Baja yang tidak mengandung unsur silain si dan Mn di sebut baja lunak ( Ms = Mild steel ). Unsur-unsur kimia yang mempengaruhi sifat mampu las suatu bahan yaitu:

Silikon (Si) : Menambah kekerasan dan kekuatan

Fosfor (P) : Menambah kekerasan dan kekuatan

Karbon (C) : Elemen utama untuk hardening. Semakin tinggi presentase C sifat mampu lasnya menurun

Mangan (Mn) : Menambahkan hardenability dan strenght Mn >0.3 % menyebabkan porosity ,retak Mn >0.8 % benda kerja cenderung retak.

Belarang (S) : Kadar S tinggi akan menurunkan sifat mampu las.

Tembaga (Cu) : logam lasan yang mengandung 0,15-1,5 % Cu akan menambahkan ketahanan terhadap korosi tetapi Cu > 0,5 % akan menurunkan sifat mekanik ,terutama jika baja mengalami perlakuan panas.

2.3.2 Perhitungan Rangka

Kontruksi rangka uji di desain yang difungsikan untuk menahan beban ( komponen ) yang ditempatkan diatasnya . Rangka yang digunakan untuk alat uji mengunakan profil segi empat berongga (Hollow rectangle) dengan jenis St 50 yang mempunyai :

- Tegangan tarik bahan (αt) = ----- x ---- kg/m²

- Tegangan geser bahan (αg) = -----x---x--- = ---x----kg/m²

- Dengan ukuran 50 mm x 50 mm x 5 mm.

2.3.3 Tabel besi kotak.

Besi Kotak / Square Bar ( Ass kotak ) ini kita kenal sebagai material fabrikasi pagar, Konstruksi, dll maupun material bidang permesinan. Bentuk dari besi ini kotak bujur sangkar.

Berikut dibawah ini adalah tabel untuk Pipa Persegi atau Besi Kotak, yang menerangkan berat dari besi kotak sesuai dengan dimensi yang ada.Tabel Pipa Persegi (Square & Rectangular tubes)

Tabel II -1 Besi Kotak

		Dimensi			Berat
No	Panjang	Lebar	Tebal	Panang Batang	Berat
	(mm)	(mm)	(mm)	(m)	(kg)
1	12	12	0.9	6	1.99
2	15	15	0.9	6	2.42
5	20	20	0.9	6	3.26
6	25	25	1.0	6	4.55
7	30	30	1.0	6	5.49
8	40	40	1.2	6	8.81
9	100	20	0.9	6	2.42
10	12	27	0.9	6	3.26

11	15	30	0.9	6	3.69
12	20	40	1.0	6	5.49
13	25	50	1.4	6	9.58
14	20	60	1.4	6	11.56
15	50	50	1.6	6	87.00
16	50	50	2.3	6	120.60
17	60	30	2.3	6	108.00
18	60	60	3.2	6	198.00
19	75	45	3.2	6	198.00
20	75	75	3.2	6	252.36
21	50	100	3.2	6	252.36

Tabel diatas dapat dijadikan acuan untuk perhitungan kebutuhan besi ( Square Bar tentunya ).

2.3.4 Kemampuan las baja struktur

Kebanyakan baja kontruksi dalam spesifikasi baja ASTM dapat dilas tanpa prosedur khusus. Kemampuan dilas ( weldblity ) dari baja adalah ukuran kemudahan menghasilkan sambungan structural yang teguh tanpa retak . beberapa baja struktur lebih sesuai dilas dari pada yang lain. Prosedur pengelasan sebaiknya .

Unsur	Batas normal	Persen yang memerlukan perlakuan khusus
Karbon	0,06 - 0,25	0,35
Mangan	0,35 – 0,08	1,4
Silikon	0,10 maks	0,3
Sulfur	0,035 maks	0,05
Fosfor	0,030 maks	0,04

Tabel II -2 Kemampuan las

Pabrik baja umuumnya memiliki cacatan lengkap dari kandungan kimiawi baja untuk semua profil dibuat dari acuan ( ingot ) tertentu. Jika perencanaan hendak mengetahui kandungan kimiawi dari baja tertentu ia dapat meminta mill tes report, variasi kandungan kimia di atas harga ideal.Yang mungkin di jumpai dan prosedur pengelasan khusus harus di lakukan untuk mendapatkan sambungan las listrik.

2.4 Sambungan baja

Suatu konstruksi bangunan baja adalah tersusun atas batang-batang baja yang digabung membentuk satu kesatuan bentuk konstruksi dengan menggunakan berbagai macam teknik sambungan untuk mengabungkan beberapa batang baja membentuk kesatuan kontruksi sesuai kebutuhan (panjang ,lebar, tebal dan sebagainya ) untuk memudahkan penyetelan . Adapun fungsi / tujuan sambungan baja antara lain:

a) Untuk menggabungkan beberapa batang baja membentuk kesatuan kontruksi sesuai kebutuhan.

b) Untuk mendapatkan ukuran baja sesuai kebutuhan (panjang, lebar, tebal, dan sebagainya).

c) Untuk memudahkan penyetelan kontruksi baja di lapangan.

d) Untuk memudahkan penggantian bila suatu bagian / atau barang konstruksi mengalami rusak.

e) Untuk memberikan kemungkinan adanya bagian / batang konstruksi yang dapat bergerak, missal peristiwa muai susut baja akibat perubahan suhu.

2.5 Jenis- Jenis Pengelasan

Proses pengelasan adalah proses penyambungan logam dengan menggunakan energi panas. Sambungan las mempunyai tingkat kerapatan yang baik serta mempunyai kekuatan sambungan yang memadai. Sambungan las ini juga mempunyai tingkat efisiensi kekuatan sambungan yang relatif lebih baik jika dibandingkan dengan sambungan yang lainnya. Di samping itu segi operasional pengerjaan sambungan konstruksi las lebih sederhana dan relatif murah.

2.5.1 Klasifikasi Las Berdasarkan Sambungan dan Bentuk Alurnya

a) Sambungan Las Dasar.

Sambungan las dalam kontruksi baja pada dasarnya dibagi dalam sambungan tumpul, sambungan T, sambungan sudut dan sambungan tumpang, sambungan dengan penguat dan smabungan sisi.

Gambar II -12 Sambungan Las Dasar

b) Sambungan Tumpul

Sambungan tumpul adalah jenis sambungan yang paling efesien, sambungan ini dibagi lagi dalam dua yaitu sambungan penetrasi penuh dan sambungan penetrasi menjadi sambungan tanpa pelat pembantu yang masih dibagi lagi dalam pelat pembantu yang turut menjadi bagian dari kontruksi dan pelat pembantu yang hanya sebagai penolong pada waktu proses pengelasan saja.Bentuk alur dalam sambungan tumpul mempengaruhi efesiensi pengerjaan, efesiensi. Sambungan dan jaminan sambungan. Karena itu pemilihan bentuk alur sangat penting, bentuk dan ukuran alur sambungan datar ini sudah banyak distandarkan dalam standar AWS, BS, DIN, GOST, JSSC dan lain-lainnya.Pada dasarnya dalam memilih bentuk alur harus menuju kepada penurunan logam las.Sampai kepada harga yang terendah tidak menurunkan mutu sambungan. Karena hal ini maka dalam pemilihan bentuk alur diperlukan kemampuan dan penglaman yang luas. Bentuk-bentuk yang telah distandarkan pada umumnya hanya meliputi pelaksanaan pengelasan yang sering dilakukan sehingga dalam pengelasan khusus bentuk alur harus ditentukan sendiri berdasarkan pengalaman yang dapat dipercaya.

Gambar II-13 Sambungan Las Tumpul

c) Sambungan bentuk T dan silang

Pada kedua sambungan ini secara garis besar dibagi dalam dua jenis yaitu jenis las dengan alur dan jenis las sudut, hal-hal yang dijelaskan untuk sambungan tumpul diatas juga berlaku untuk sambungan jenis ini, dalam pelaksanaan pengelasan mungkin sekali ada bagian batang yang menghalangi yang dalam hal ini dapat diatasi dengan memperbesar sudut alur.

Gambar II- 14 Sambungan Las T dan Silang

d) Sambungan sudut

Dalam sambungan ini dapat terjadi penyusunan dalam arah tebal pelat yang dapat menyebabkan terjadinya retak lamel, hal ini dapat dihindari dengan membuat alur pada pelat tegak seperti yang terlihat dalam pengelasan yang tidak dapat dilakukan karena sempitnya ruang maka pelaksanaanya dapat dilakukan dengan pengelasan tembus atau pengelasan dengan pelat pembantu

Gambar II-15 Sambungan Las Sudut

e) Sambungan Tumpang

Sambungan tumpang dibagi dalam tiga jenis. Karena sambungan ini efisiensinya rendah maka jarang sekali digunakan untuk pelaksanaan penyambungan konstruksi utama. Sambungan tumpang biasanya dilaksanakan dengan las sudut, dan las isi.

Gambar II-16 Sambungan Las Tumpang

f) Sambungan Sisi

Sambungan sisi dibagi dalam sambungan las dengan alur dan sambungan las ujung. Untuk jenis yang pertama pada pelatnya harus dibuat alur sedangkan pada jenis kedua pengelasan dilakukan pada ujung pelat tanpa ada alur. Jenis kedua ini biasanya hasilnya kurang memuaskan kecuali bila pengelasannya dilakukan dalam posisi datar dengan aliran listrik yang tinggi.

Gambar II-17 Sambungan Sisi

g) Sambungan dengan pelat penguat

Sambungan ini dibagi dalam dua jenis yaitu sambungan dengan pelat penguat tunggal dan dengan pelat penguat ganda. Sambungan ini mirip dengan sambungan tumpang. Dengan alasan yang sama dengan sambungan tumpang, maka sambungan ini pun jarang digunakan untuk penyambungan konstruksi utama.

Gambar II-18 Sambungan Dengan Plat Penguat

2.5.2 Klasifikasi Berdasarkan Cara Pengelasan

Sebenarnya banyak cara untuk mengklasifikasikan pengelasan, tetapi karena dalam hal ini akan di hubungkan dengan benttuk daerah las maka diambil klasifikasi yang didasarkan atas keadaan yang terjadi pada logam yang di las yaitu cair, padat dengan tekanan dan lain sebagainya. Berdasarkan ini sambungaan las dapat dapat dibagi dalam tiga jenis seperti diterangkan dibawah ini.

a) Sambungaan Las Cair

Sambungan las cair adalah jenis yang paling banyak digunakan dalam konstruksi las yang masih dibagi lagi kedalam elektroda terumpan dan elektroda tak terumpan. Las busur listrik tangan, las busur listrik dengan pelindung gas dan las busur listrik terendaam kesemuanya termasuk dalam las busur listrik dengan elektroda terumpan. Sedangkan las TIG termasuk dalam las busur listrik dengan elektroda tak terumpan.

Gambar II-19 Sambungan Las Cair

b) Sambungan Las Tekan

Jenis sambungan yang dapat dilakukan dengan sambungan las tekaan adalah sambungaaan tumpang, di mana pelaksanaannya dapat berupaa las ledakan, las gesekan atau friksi las ultrasonic las tekan dingin, lastekan panas dan las resisteansi.

Gambar II- 20 Sambungan Las Tekan

c) Sambungan Patri

Sambungan patri adalah semacam sambungan las yang menggunakan sifat metalurgi dimana ligam dapat dipadu pada temperatur yang lebih rendah dari pada temperatur cairnya. Logam patri biasanya mempunyai kekuatan yang lebih rendah dari pada logam induk dan dibagi dalam dua jenis yaitu logam patri keras dan logam patri lunak yang dibedakan oleh suhu cairnya.

Gambar II-21 Jenis-jenis Sambungan Las Patri

2.6 Regangan dan tegangan

Regangan didefinisikan sebagai perubahan ukuran atau bentuk material dari panjang awal sebagai hasil dari gaya yang menari atau yang menekan pada material . Apabila specimen struktur material diikat pada jepitan mesin penguji dan beban serta penambahan panjang spesifikasi diamati serempak, maka dapat digambarkan pengamatan pada grafik dimana kordinat menyatakan beban dan absis menyatakan pertambahan panjang . batasan sifat elastis perbandingan regangan dan teganngan akan linier akan berahir sama . hubungan getaran dan regangan tidak lagi linier pada saat material mencapai pada batasan fase sifat plastik .Tegangan adalah tahanan material terhadap gaya atau beban . Tegangan diukur dalam gaya perluas . Tegangan normal adalah tegangan yang tegak lurus terhadap permukaan dimana tegangan tersebut diterapkan . tegangan normal berupa tarikan atau tekanan . satuan SI untuk tegangan normal adalahh Newton per meter kuadrat ( N/M²)

Atau pascal ( Pa ) . Tegangan dihasilkan dari gaya seperti : tarik, tekan atau mendorong, melintir memotong atau merubah bentuk potongan bahan dengan berbagai cara . perubahan bentuk yang sering terjadi sangat kecil dab hanya testing mechine adalah contoh peralatan yang dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan bentuk yang kecil dari bahan yang dikenai beban . cara lain untuk mendefinisikan tegangan adalah menyatakan bahan tegangan adalah jumlah gaya dibagi luas penampang diimana gaya tersebut bereaksi

Bahan dapat dibebani dengan 3 cara : tarik,tekan,geser

Gambar II-22 uji tarik tekan geser

2.6.1 Uji tarik

Uji tarik adalah menguji streen strain mecanik yg bertujuan untuk mengetahui kekuatan gaya bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujjian. Bahan di tarik sampai putus.

Gambar II-23 Pengujian Tarik

ENGINEERING STRAIN : (REGANGAN )

…………………………………… (2.1)

Lo = Panjang mula – mula

Li = panjang akhir ( ib atau N )

∆l = pertambahan panang

ℇ = %

ENGINEERING STRESS : ( TEGANGAN )

……………………………………………. (2.2)

F = beban yang diberikan ( ib atau N )

Ao = luas penampang beban sebelum dibebani ( in² atau m² )

O = psi, Mpa

2.6.2 Uji tekan

Bahan uji diberikan gay tekan. Rumus tegangan dan regangan sama dengan yang di pakai pada uji tarik, hanya tanda beban negative ( tekan ) hasil uji akan memberikan harga negative.

Tegangan geser dirumuuskan :

………………………………………….. (2.3)

2.6.3 Uji geser

Regangan geser dilambangngkan γ merupakan tangent Ø

Ø Torsi

Torsi adalah variasi dari gaya geser murni. Bahan uji diberikan gaya puntir yang akan menimbulkan gaya putar pada sumbu pengerak atau mesin bor.

Ø Deformasi elastic

Besaranya bahan mengalami deformasi atau regangan bergantung kepada besaranya tegangan. Pada sebagian besaran mental, tegangan dan regangan proposional dengan hubungan :

………………………………………….. (2.4)

Dikenal dengan HUKUM HOOKE

Untuk logam harga E : 45 X 10⁴ Mpa S/D 40,7 x 10⁴ MPa. Bahan disebut mengalami DEFORMASI ELASTIS jika tegangan dan regangan besaranya proporsional .

Gambar II-24 kurva uji

Deformasi elastic adalah tidak permanen, artinya jika beban dilepaskan maka bahan kembali kbentuk semula.

Ø Derformasi elastic non linear

Mobulus elastisitas dicari dengan modulus tangen atau modulus scant. Dalam sekala atom deformasi elastis adalah perubahan jarak antara atom. Jadi besarmodulus elastic adalah besaranya tahan atom yang berikatan. Pada tegangan geser , tegangan dan regangan bias dihubungkan dengan persamaan:

……………………………………. (2.5)

Ø Tegangan dan regangan sebenarnya

Tegangan dan regangan sebenarnya diukur berdasarkan luas penampang sebenarnya pada saat diberikan beban :

…………………………………………… (2.6)

…………………………………… (2.7)

ℇτ

Jika tidak ada perubahan volume :

………………………………….. (2.8)

Untuk beberapa logam dan paduan ,tegangan sebenarnya pada kurva Ò-ℇ pada daerah mulai terjadinya deformasi plastis kekondisi terjadinya necting ( pengecilan penampang ) dirumuskan :

………………………………… (2.9)

K,n = KONSTAN n <1

Table. II-3 Nilai n dan K berbagai bahan logam paduan

BAHAN	N	k
		Psi	Mpa
Baja karbon rendah ( Dianil )	0,26	77.000	530
Baja campuran ( Tipe 4340 , Dianil )	0,15	93.000	670
Stainless steel ( Tipe 304, Dianal )	0,45	185.000	1275
Almunium ( Dianil )	0,20	26.000	180
Almunium paduan ( Tipe 2024, Perluasan panas )
Tembaga ( Dianil )	0,16	46.000	690
Tembaga ( Dianil )	0,54	46.000	315
Perungu ( 70-cu 30 Zn Dianil )	0,49	130.00	895

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Pengambilan Data

MESIN BUBUT CNC

MULAI

PERHITUNGAN KONTRUKSI RANGKA BESI KOTAK

KEKUATAN RANGKA BESI KOTAK

KEKUATAN LAS

HASIL PEHITUNGAN

ANALISA & PEMBAHASAN

Selesai

KESIMPULAN

3.2 Bahan dan alat pengujian

3.2.1 Mesin bubut kayu cnc

Gambar III-1 Mesin bubut cnc

Mesin bubut yang saya analisa adalah mesin bubut konvensional akan tetapi dirubah kedalam mesin bubut

3.2.2 Mesin las busur ( las listrik )

Gambar III- 2 Mesin las busur ( las listrik )

Las listrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan mengunakan nyala busur listrik yang di arahkan kepermukaan logam yang akan di sambung .pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair , demikian juga elektronik yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada uungnya dan merambat terus sampai habis .

Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambungkan bercampur dan dari kedua logam yang akan disambungkan kemudian membeku dan tersambunglah kedua bagian tersebut . mesin las busur listrik dapat mengalirkan listrik yang cukup besar tetapi dengan tegangan yang aman ( kurang dari 45 volt ) busur listrik yang terjadi akan menimbulkan energi panas yang cukup tinggi sehingga mudah mencairkan logam yang terkena. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan dengan memperhatikan ukuran dan type elektroniknya.

Pada busur , sambungan terjadi panas yang di timbulkan oleh busur listrik yang terjadi antara benda kerja dan elektronik . elektronik atau logam pengisi dipanaskan sampai mencair dan diendapkan pada sambungan sehinga terjadi sambungan sambungan las . Mula – mula terjadi kontak antara elektronik dan benda kerja sehinga teradi aliran arus , Kemudian dengan memisahkan pengantar timbulah busur . Energi listrik diubah menadi energi panas dalam busur dan suhu dapat mencapai 5500 ºc.

Ada beberapa jenis logam yaitu. Elektronik polos. Elektronik fluks , dan elektronik berlapis tebal . elektronik polos terbatas penggunaanya antara lain untuk besi tempa dan baa linak . Biasanya digunakan polaritas langsung . Mutu pengelasanya dapat di tingkatkan dengan memberikan lapisan fluks yang tipis pada kawat las . fluks dapat membatu melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida yang tidak diinginkan. Kawat las berlapis merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam berbagai pengelasan komersil.

Elektroda merupakan salah satu komponen yang sangat penting ketika kita melakukan penyambungan dengan mengunakan mesin las listrik . dalam elektronik terdapat dua unsur yaitu kawat fluks. Kawat berfungsi sebagai bahan tambah dan fluks berfungsi sebagai pemantap busur , pelindung deposit logam dari pengaruh logam luar.

3.2.3 Jenis – Jenis Mesin gerinda

Karena memiliki banyak kegunaan mesin ini dibedakan menjadi beberapa jenis tergantung dari pekerjaanya yang dikerjakanya . beberapa jenis tersebut adalah sebagai berikut .

a) Mesin gerinda tangan

Gambar III-3 Mesin gerinda tangan

b) Mesin gerinda potong

Gambar III- 4 Mesin gerinda potong

3.3 Baja karbon rendah

Rangka mesin pada sebuah mesin umumnya memiliki fungsi sebagai penahan, penopang dan dudukan dari semua komponen mesin. Oleh karena itu konstruksi rangka harus dibuat kokoh dan kuat baik dari segi bentuk serta dimensinya, sehingga dapat meredam getaran yang timbul pada saat mesin bekerja. Bahan yang digunakan untuk membuat rangka kaki meja mesin bubut CNC yang mampu las komposisi baja tersebut adalah C ≤ 23% S ≤ 0,04%. Baja yang tidak mengandung unsur silain si dan Mn di sebut baja lunak ( Ms = Mild steel ). Unsur-unsur kimia yang mempengaruhi sifat mampu las suatu bahan yaitu:

Silikon (Si) : Menambah kekerasan dan kekuatan

Fosfor (P) : Menambah kekerasan dan kekuatan

Karbon (C) : Elemen utama untuk hardening. Semakin tinggi presentase C sifat mampu lasnya menurun.

Mangan (Mn) : Menambahkan hardenability dan strenght Mn >0.3 % menyebabkan porosity ,retak Mn >0.8 % benda kerja cenderung retak.

Belarang (S) : Kadar S tinggi akan menurunkan sifat mampu las.

Tembaga (Cu) : logam lasan yang mengandung 0,15-1,5 % Cu akan menambahkan ketahanan terhadap korosi tetapi Cu > 0,5 % akan menurunkan sifat mekanik ,terutama jika baja mengalami perlakuan panas.

3.4 Jenis – jenis Alat alat ukur yang digunakan

3.4.1 Pengaris siku

Gambar III-5 Mistar / pengaris siku

Pengaris siku ini dapat menentukan siku atau tidaknya sebuah sudutnya benda yg akan di gunakan, karna pengaris siku ini mempunyai sudut 90º jika sebuah besi kotak yg akan di rangkai tidak mempunyai titik sudut siku makan akan terlihat celah di sudut pertemuan besi kotak dan alat ini mampu mengukut dengan ketelitin hingga 1mm.

3.4.2 Jangka sorong

Gambar III-6 jangka sorong

Ø Fungsi Jangka Sorong

Selanjutnya adalah untuk mengukur dimeter dalam suatu benda. Tentunya benda- benda yang memiliki diametir adalah benda yang mberbentuk bulat atau bola serta elips. Dengan cara menjepitkan lengan capit yang dimiliki oleh jangka sorong pada benda tersebbut secara tepat maka ukuran yang dimiliki benda akan tertera dengang jelas dan tepat .

Fungsi jangka sorong laianya adalah sebagai alat ukur ketebalan atau kedalaman suatu benda. Ukuran yang detail akan selalu ditunjukan oleh jangka sorong melalui garis skalanya. Dalam pengukuran ketebalan dan kedalaman anda hanya harus mengapitkan lengan penguku pada benda tersebut. Benda yang diukur biasanya berupa piston atau silinder yang akan digunakan menjadi salah satu partikel mesin.

Ø Tata Cara Menggunakan Jangka Sorong

Berikut cara dalam menggunakan jangka sorong yang diikuti dalam beberapa langkah antara lain sebagai berikut,..

· Awal persiapan, kendurkan baut pengunci dan geser rahang geser untuk menguji apakah rahang geser bekerja dengan baik. Jangan ketika rahang tertutup harus dalam keadaan atau menunjukkan angka nol. Jika tidak, atur ke angka nol.

· Selanjutnya, membersihkan permukaan benda dan permukaan rahang untuk tidak ada benda yang menempel yang bisa menyebabkan keselahan pengukuran.

· Tutup rahang sampai mengapit benda yang diukur. Tentukan posisi benda sesuai pengukuran yang diambil. Selanjutnya tinggal membaca skalanya.

Ø Cara Menggunakan Jangka Sorong untuk Menghitung dan Mengukur Diamate r:

Cara menggunakannya adalah dengan rapatkan rahang atas lalu ditempatkan benda yang ingin diukur diameternya. Taring rahang geser sampai kedua rahang menempek dan menekan bagian dalam benda. Pastikan bahwa dinding bagian dalam benda tegak lurus dengan skala, maksudnya benda jangan sampai lurung.

Ø Cara Menggunakan Jangka Sorong untuk Mengukur Kedalaman

Cara menggunakan jangka sorong untuk menghitung/mengukur kedalaman adalah dengan menempatkan benda yang ingin diukur kedalamannya pada tangkai ukur. Taring rahang geser sampai dengan menyentuk permukaan dalam (dasar lubang). Usahakan agar benda yang diukur kedalamannya dalam keadaan statis (tidak bergeser).

Ø Cara Membaca Jangka Sorong

Lihat skala utama, lihat nilai yang terukur lurus dengan angka nol di skala nonius. Bisa menunjukkan posisi berhimpit dengan garis skala utama bisa juga tidak. Jika tidak, gunakan nilai skala utama yang terdekat di kirinya. Di tahap ini anda akan mendapatkan ketelitian sampai 1 mm. Lihat skala nonius, carilah angka di skala nonius yang berhimpit dengan garis di skala utama. Pengukuran ini mempunyai ketelitian hingga 0,1 mm.

Jumlahkan.

Lingkaran biru :5.3 “ sekian “cm sekian akan kita dapat di lingkaran “merah”

Lingkaran merah 5

Jadi hasilnya = 5,35 cm

Saat ini ada juga jangka sorong mengunakan digital .cara mrngunakan jangka sorong ini sangat mudah tidak mengapitkan di antara rahang tetap dan rahang geser dan layar digital menghasilkan digital akan menghasilkan hasilkan secara akurat .

Ø Tingkat ketelitian jangka sorong

Tingkat ketelitian dari jangka sorong tergantung pada banyaknya pembagian dari skala vernier-nya. Pembagian ini umumnya sebanya 10,50 atau 100 skala .pembagian 10 skala akan menghasilkan 0,1 cm di bagi 10 = 0,01 cm. Sehingga jangka sorong iku memiliki tingkat ketelitian 0,01 cm. Mistar geser dengan tingkat ketelitian 0,1 mm. Mempunyai selisih antara x dan n sebesar 0,1 mm. Besaranya x =1 mm, sedangkan n dicari dengan rumus : n = panjang skala (SU) sebagai dengan jumlah strip pada skala nonious skala vernier (SU) Mistar geser dengan ketelitian 0,1 mm mempunyai jumlah strip pada skla nonius sebesar 10 strip (divisi ). Dengan demikian n dicari dengan cara n = 9/10 = 0,9 mmi = x-n = 1-0,9=0,1 mm. jadi tingkat ketelitian mistar geser (i) = 0,1 mm

Mistar geser dengan ketelitian 0,05mm. Mistar geser dengan tingkat ketelitian 0,05 mempunyai selisih antara x dan n sebesar 0,1 mm. Besarnya x 1 mm, sedangkan n dapat dicari dengan rumuus : n = panjang skala utama (SU) dibagi dengan jumlah strip pada nonius atau skala vernier (SV) .

Mister geser dengan ketelitian 0,05 mm mempunyai strip pada skala nonius sebesar 20 strip (divisi). Dengan demikian n dapat dicari dengan berikut : n = 19/20 = 0,95 mmi = x – n = 1-0,95 = 0,05 mm .jadi tingkat ketelitian mistar geser (i) = 0,02 mm.

Mistar geser dengan ketelitian 0,02mm. Mistar geser dengan tingkat ketelitian 0,02 mempunyai selisih antara x dan n sebesar 0,2 mm. Besarnya x 1 mm, sedangkan n dapat dicari dengan rumuus : n = panjang skala utama (SU) dibagi dengan jumlah strip pada nonius atau skala vernier (SV) .

Mister geser dengan ketelitian 0,02 mm mempunyai strip pada skala nonius sebesar 50 strip (divisi). Dengan demikian n dapat dicari dengan berikut : n = 49/50 = 0,98 mmi = x – n = 1-0,98 = 0,02 mm .jadi tingkat ketelitian mistar geser (i) = 1/128 mm.

Mistar geser dengan ketelitian 1/128 inci. Skala utamanya setiap inci dibagi menjjadi 16 bagian, berarti satu bagian skala utama ( x ) nilainya sma dengan 1/16 inci. Pada skala noniusnya dibagi 8 bagian.

Mistar geser dengan tingkat ketelitian 1/128 inci mempunyai selisih antara medan n sebesar 1/128 inci besaranya 1/10 inci. Sedangkan n dapat di cari dengan rumus : n = panang skala utama (SU) dibagi dengan jumlah strip pada skala nonius atau skala vernier (SU) dibagi dengan jumlah strip pada skla nonius atau skala vernier (SV). Panjang skala utama dihutung mulai garis nol smpai garis terahir pada skala nonius yaitu :/16 inci dengan demikian n dapat dicari dengan cara sebagai berikut : n = 7/16 =7/8x1/128=7/128 i = x –n =1/16 – 7/128 =8/128 – 7/128 = 1/128 jadi tingkat ketelitian mistar geser (i) 1/128 inci.

3.5 Rumus –rumus yg di gunakan dalam perhitungan

i. Momen momen yang terjadi

Ø Momen Tegangan Tarik Maksimum

· I =

Ø Bahan Rangka Dari St 50, S30c Dengan Tegangan

ii. Reaksi di titik A dan B

· - F . 0,5 L + . L = 0

iii. Momen lentur yang terjadi pada rangka

· = x X

iv. Perhitungan kekuatan las pada rangka

BAB IV

ANALISA & PERHITUNGAN

4.1 Perhitungan

Tegangan tarik bahan (αt) = 500 x 10⁶ kg/m²

Tegangan geser bahan (αg) = 500 x 10⁶x0,6 = 300 x10⁶ kg/m²

Dengan ukuran 50 mm x 50mm x 5 mm.

Besar beban yang ditumpu oleh rangka tersebut dihitungg dari berat komponen – komponen yang dipasang diatanya .Karena adanya pembebanan diatasnya, maka rangka tersebut akan mengalami kelenturan. Adapun pembenana pada rangka atas dianggap sebagai beban balok yangg di jepit. Besarnya lenturan dapat diketahui setelah didapat besar harga reaksi pada ujung kedua tumpuhan A dan B .

Gmbar IV. 1 Besi Kotak 50 x 50

Tabel IV -1 Batas tekanan dari dudukan

Bahan	Batas tekanan dudukan
Baja St37, S20C	30
Baja St50, S30C	50
Baja C45 (ditemper), S45C	90
Besi cor GG22, FC20	100
Paduan magnesium-alumunium GD A19	20
Paduan magnesium-alumunium GK A19	20
GK AISi6Cu4	30

4.2 Perhitungan tegangan tarik yang terjadi pada rangka

Ø Bahan rangka dari besi St50, S30c dengan tegangan tarik maksimum adalah 50 kg / , sehingga tegangan ijin bahan adalah

Dimana ;

St 50

faktor keamanan bahan

faktor keamanan akibat tegangan tarik

Maka ;

= 4,1 kg /

4.3 Perhitungan akibat beban yang terjadi

Adapun beban yaitu terjadi pada rangka ditumpu oleh empat kaki, dua kaki rangka depan menumpu beban lebih besar. Sedangkan dua kali rangka lainya diasumsikan menumpu beban yang sma dengan kaki rangka depan. Jadi beban – beban yang diterima rangka dibagi dua .

Besaranya beban total berupa berat mesin bubut diukur seberat 200 berat mesin bubut tersebut di asumsikan terbagi merata pada 4 buah kaki, jadi beban yang ditumpu oleh kontruksi meja memanjang 1.6 m diperlihatkan pada dibawah ini :

4.4 Reaksi di titik A dan B

Karena beban terdistribusi merata pada pusat tekanan ditengan kaki memanjang meja maka :

Gmbar IV. 2 Gaya geser yang terjadi

§ Gaya geser yang terjadi pada rangaka dapat dihitung dengan ;

= 100 kg

4.5 Adapun momen lentur yang terjadi pada rangka adalah

· Daerah 1

Gambar IV. 3 Momen lentur daerah satu

Momen lentur yang terjadi pada rangka dapat dihitung dengan ;

Jika X = 0,

Jika X = 400,

§ Daerah 2

Gambar IV. 4 Momen lentur daerah dua

Jika X = 800

Maka ; =

Gambar IV. 5 Momen lentur

4.6 Pehitungan kekuatan las pada rangka

Gambar IV. 6 penampang sambungan las

Pada kontruksi rangka meja mesin bubut ini menggunakan profil besi kotak dengan ukuran 50 mm x 50 mmdan tebal bahan tersebut 5 mm. Bahan rangka dari bahan St 50. Tarik sebesar ( = 360 x kg / . Tegangan bahan ( = 360 x x 0.6 kg / = 216 x kg / .

Pada pengelasan kontruksi rangka meja mesin bubut ini menggunakan elektroda jenis AWS E6001 dengan data-data sebagai berikut ;

· Tegangan tarik = 43,6 x kg /

· Tegangan geser izin = (43,6 x kg / ) x ( 0.6)

= 26 x

Pada sambungan tersebut bekerja gaya (F) dan momen (M) maka rumus yang digunakan adalah ;

Dimana ;

F = 200 kg = 20000 (N)

L = 300 mm

a = Lebar pengelasan (mm) = 5 mm

l = panjang las

A= Luas penampang ( )

= 2.5.50

= 500 mm

Maka ;

M = F . L

= 2000 N x 300 mm

= 600000 Nmm

W = A

= 500

= 4166. mm

Maka tegangan yang terjadi adalah ;

Maka ;

= 20.5+ 5.71

= 26.21 N /

Pada hasil perhitungan diatas tegangan yang terjadi pada bahan yaitu 206289 N / sedangkan tegangan yang di izinkan adalah 260 x N / karena tegangan yang terjadi lebih kecil, maka dapat dinyatakan baik dan aman untuk dipergunakan pada kontruksi tersebut.

BAB V

KESIMPULAN

5.1 KESIMPULAN

Dengan material baja St 50 , kontruksi yang dipakai adalah Profil segi empat dengan Dimensi 50 x 50 x 5mm

mengunakan Besi Baja dengan pengelasan AWS ( E06011). Dari segi pengelasanya tegangan tarik dan tegangan geser yang diizinkan pada pengelasan. Besaranya tegangan geser dan tegangan tarik dari hasil perhitungan ( _si = 26.21 N / ) . Sehingga pengelasan tersebut aman dan memenuhi syarat untuk menahan beban dari tota keseluruhan meain CNC.

-->