BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Proses Produksi
Proses produksi adalah tahap-tahap yang harus dilewati dalam memproduksi
barang atau jasa. Ada proses produksi membutuhkan waktu yang lama, misalnya
dalam pembuatan gedung pencakar langit, pembuatan pesawat terbang, dan
pembuatan kapal serta lain-lainnya. Dalam proses produksi membutuhkan waktu
yang berbeda-beda ada yang sebentar, misalnya pembuatan kain, pembuatan
televisi, dan lain-lain. Tetapi, ada juga proses produksi yang dapat dinikmati
langsung hasilnya oleh konsumen, misalnya pentas hiburan, pijat dan produksi
lain-lainnya. Sedangkan pengertian produksi adalah suatu kegiatan untuk
menciptakan atau menambah nilai guna terhadap suatu barang atau jasa untuk
memenuhi kebutuhan oleh orang atau badan (produsen). Orang atau badan yang
melakukan kegiatan produksi dikenal dengan sebutan produsen. Sedangkan
barang atau jasa yang dihasilkan dari melakukan kegiatan produksi disebut
dengan produk. Istilah Produksi berasal dari bahasa inggris to produce yang
berarti menghasilkan.
2.2 Poros
Poros adalah elemen mesin yang berbentuk batang dan umumnya
berpenampang lingkaran, berfungsi untuk memindahkan putaran atau mendukung
sesuatu beban dengan atau tanpa meneruskan daya.. Poros dapat diklasifikasikan
sebagai berikut :
a.
Poros transmisi/Shaft
Poros semacam ini mendapat beban puntir murni atau beban puntir dan
lentur. Daya yang ditransmisikan kepada poros melalui kopling, roda gigi,
puli sabuk, atau sproket rantai, dan lain–lain.
b. Spindel
Poros transmisi yang relatif pendek, seperti poros utama pada mesin
bubut, dimana beban utamanya berupa puntiran, disebut spindel. Syarat yang
5
6
harus dipenuhi poros ini adalah deformasinya harus kecil dan bentuk serta
ukurannya harus teliti.
c. Line shaft
Poros ini berhubungan langsung dengan mekanisme yang digerakkan
dan berfungsi memindahkan daya dari motor penggerak ke mekanisme
tersebut.
Adapun hal-hal penting yang perlu diperhatikan dalam perencanaan
sebuah poros, yaitu:
1. Kekuatan poros
Poros transmisi mengalami beban puntir atau lentur maka kekuatannya
harus direncanakan sebelumnya agar cukup kuat dan mampu menahan beban.
2. Kekakuan poros
Lenturan yang dialami poros terlalu besar maka akan menyebabkan
ketidaktelitian atau getaran dan suara. Oleh karena itu kekakuan poros juga
perlu diperhatikan dan disesuaikan dengan mesin.
3. Putaran kritis
Putaran kerja poros haruslah lebih rendah dari putaran kritisnya demi
keamanan karena getarannya sangat besar akan terjadi apabila putaran poros
dinaikkan pada harga putaran kritisnya.
4. Korosi
Poros-poros yang sering berhenti lama maka perlu dipilih poros yang
terbuat dari bahan yang tahan korosi dan perlu untuk dilakukannya
perlindungan terhadap korosi secara berkala.
4. Bahan poros
Poros yang biasa digunakan pada mesin adalah baja dengan kadar
karbon yang bervariasi. Adapun penggolongannya dapat dilihat pada Tabel
2.1.
7
Tabel 2.1 Penggolongan Bahan Poros
Golongan
Kadar C (%)
Baja lunak
-0,15
Baja liat
0,2-0,3
Baja agak keras
0,3-0,5
Baja keras
0,5-0,8
Baja sangat keras
0,8-1,2
Sumber: ( Hermann Jutz & Eduard sharkus, 2006)
Dalam perhitungan poros dapat diketahui dengan melihat dari pembebanan :
a. Torsi yang terjadi pada poros.
........................................................................................ (2.1)
dimana:
T
= Torsi pada poros (Nm)
P
= Daya (watt)
N
= Putaran poros (rpm)
Sumber: ( Sularso, 2002)
b. Momen yang terjadi pada poros :
......................................................................................... (2.2)
dimana:
M
= Momen (kgmm)
F
= Gaya yang terjadi (kg)
L
= Jarak terhadap gaya (mm)
Sumber :( Sularso, 2002)
c. Torsi ekuivalen :
√
............................................................................. (2.3)
dimana:
Te
= Torsi ekuivalen (kgmm)
M
= Momen bending atau (kgmm)
T
= Torsi (kgmm)
Sumber: ( Sularso, 2002)
8
d. Diameter Poros :
√
................................................................................... (2.4)
dimana:
D
= Diameter poros (mm)
= Tegangan geser maksimum (kg/mm2)
Sumber: ( Sularso, 2002)
2.3 Mesin Bubut
Mesin Bubut adalah suatu Mesin perkakas yang digunakan untuk memotong
benda yang diputar. Pembubutan merupakan suatu proses pemakanan benda kerja
yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian
dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu
putar dari benda kerja. Prinsip kerja mesin bubut dapat dilihat pada gambar 2.1
dibawah ini.
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Mesin Bubut
Proses pembubutan pada gambar 2.1 adalah salah satu proses pemesinan yang
mengunakan pahat dengan satu mata potong untuk membuang material dari
permukaan benda kerja yang berputar. Pahat bergerak pada arah linier sejajar
dengan sumbu putar benda kerja seperti yang terlihat pada gambar 2.1. Dengan
mekanisme kerja seperti ini, maka proses bubut memiliki kekhususan untuk
membuat benda kerja yang berbentuk silinder. Benda kerja di cekam dengan
poros spindel dengan bantuan chuck yang memiliki rahang pada salah satu
ujungnya, yaitu pada pusat sumbu putarnya, sementara ujung lainnya dapat
ditumpu dengan center yang lain. Gerak rotasi benda kerja akan menghasilkan
9
gerak potong, sementara pahat yang dibawa eretan pada arah translasi sejajar
dengan sumbu spindel dan sumbu putar benda kerja akan menghasilkan gerak
makan. Mesin bubut dirancang terutama untuk dapat membuat benda kerja
dengan bentuk dasar silindris, misalnya membuat poros silindris, poros kerucut
(tirus), lubang silindris dan membuat ulir. Mesin bubut juga mampu membuat
bentuk-bentuk lain, seperti meratakan permukaan. Kemampuan yang dapat
dilakukan oleh mesin bubut dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini
Gambar 2.2 Kemampuan yang dapat dilakukan oleh mesin bubut
A. Jenis-jenis pembubutan yang dapat dilakukan pada mesin bubut
1.
Pembubutan tepi (facing)
pengerjaan benda kerja terhadap tepi penampangnya atau tegak lurus
terhadap sumbu benda kerja.
2.
Pembubutan silindris (turning)
pengerjaan benda kerja dilakukan sepanjang garis sumbunya. Baik
pengerjaan tepi maupun pengerjaan silindris posisi dari sisi potong pahatnya
harus terletak senter terhadap garis sumbu dan ini berlaku untuk semua
proses pemotongan pada mesin bubut.
3.
Pembubutan alur (grooving)
Pembubutan yang di lakukan di antara dua permukaan.
4.
Pembubutan tirus (chamfering)
Adapun caranya sebagai berikut:
a. Dengan memutar compound rest.
10
b. Dengan menggeser sumbu tail stock.
c. Dengan menggunakan taper attachment.
5. Pembubutan ulir (threading)
Bentuk ulir didapat dengan cara menggerinda pahat menjadi bentuk yang
sesuai dengan menggunakan referensi mal ulir (thread gauge). Atau bisa juga
menggunakan pahat tertentu ukurannya yang sudah di jual di pasaran,
biasanya untuk ulir-ulir standar.
6. Drilling
Membuat lubang awal pada benda kerja.
7. Boring
Memperbesar lubang pada benda kerja.
8. Kartel (knurling)
Membuat profil atau grif pegangan pada benda kerja seperti pada pegangan
tang, obeng agar tidak licin.
9. Reaming
Memperhalus lubang pada benda kerja.
10. Depth Of Cut
Kedalaman Pemotongan
11. Feeding
Gerak putar dari benda kerja di sebut gerak potong relatif, dan gerak translasi
dari pahat di sebut gerak makan.
11
Bentuk-bentuk pengerjaan yang dapat dilakukan dalam proses membubut
dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini.
Gambar 2.3 Bentuk pengerjaan pada mesin bubut
B. Proses yang dihasilkan oleh mesin bubut
1. Proses kerja mesin bubut
Gerak potong dilakukan oleh benda kerja secara rotasi sedangkan gerak
makan dilakukan oleh pahat.
2. Input dari proses mesin bubut
Penggerak dari mesin bubut adalah motor listrik. Daya menjadi transmisi
diteruskan oleh transmisi I dan II. Daya yang diteruskan melalui transmisi
I akan menggerakkan spindle, cekam dan benda kerja. Sedangkan daya
12
yang diteruskan pada transmisi II, diubah menjadi gerak translasi oleh
poros pembawa.
3. Output dari proses mesin bubut, proses dari mesin bubut menghasilkan:
a.
Benda kerja yang sudah dibentuk sesuai dengan keinginan
b.
Chip (sisa hasil pemotongan)
4. Parameter-parameter pada mesin bubut
Berikut adalah rumus-rumus penting yang digunakan untuk menghitung
berbagai parameter permesinan dari mesin bubut:
Gambar 2.4 Parameter pahat bubut
Keterangan:
Do
= Diameter awal (mm)
Df
= Diameter setelah pemakanan (mm)
L
= Panjang benda kerja (mm)
d
= Diameter pemakanan (mm)
t
= Tebal pemakanan (mm)
Kecepatan potong biasanya dinyatakan dengan istilah m/menit, yaitu kecepatan
dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik
pada kecepatan yang sesuai. Kecepatan potong dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:
1) kekerasan dari bahan yang akan dipotong, dan 2) jenis alat potong yang
digunakan. Kecepatan potong harus disesuaikan dengan kecepatan putaran spindel
mesin bubut. Dihitung dari putaran per menit terhadap diameter benda kerjanya,
sering juga disebut dengan kecepatan pada permukaan. Untuk keperluan ini
digunakan persamaan sebagai berikut:
m/min.......................................................................(2.5)
13
Keterangan:
n
= putaran benda kerja (rpm)
D
= Diameter benda kerja (mm)
Vc
= kecepatan pemotongan (m/menit)
Kedalaman pemotongan, yaitu proses pembubutan dengan mengurangi diameter
awal Do, menjadi diameter akhir Df, dari sini didapatkan kedalaman potong t,
dengan rumus :
Sehingga: ........................................................................................(2.6)
Feed adalah pergerakan titik sayat alat potong per satu putaran benda kerja. dalam
pembubutan, feed dinyatakan dalam mm/putaran. Untuk kecepatan pemakanan
dapat dicari dengan rumus :
fr  N. f
...................................................................................(2.7)
Waktu pemotongan adalah banyaknya waktu nyata yang dibutuhkan untuk
mengerjakan (membentuk atau memotong) suatu benda kerja. Untuk waktu
pemotongan dapat dicari dengan rumus :
........................................................................................(2.8)
Atau
...............................................................................(2.9)