commit to user 53
desain dimana perlakuan dilakukan sepenuhnya secara acak kepada unit-unit eksperimen atau sebaliknya. Syarat yang harus dipenuhi dalam desain ini adalah
mempunyai data yang homogen Sudjana, 1991: 15. Desain model tetap yaitu desain yang digunakan apabila penelitian hanya mempunyai
a
buah taraf faktor A dan hanya
b
buah faktor B dan semuanya digunakan dalam eksperimen yang dilakukan Sudjana, 1991: 116. Eksperimen faktorial adalah eksperimen yang
semua hampir semua taraf sebuah faktor tertentu dikombinasikan atau disilangkan dengan semua hampir semua taraf tiap faktor lainnya yang ada
dalam eksperimen itu Sudjana, 1991: 109. Pada penelitian ini untuk pengukuran tingkat kekasaran digunakan desain
eksperimen faktorial 3 x 3. Terdapat dua variabel bebas yang kemudian pada desain eksperimen ini disebut faktor. Faktor pertama mempunyai tiga taraf yaitu
variasi gerak pemakanan
feed
0,316 mmrev; 0,410 mmrev; dan 0,516 mmrev. Faktor kedua mempunyai tiga taraf, yaitu variasi media pendingin yaitu dengan
dromus, oli SAE 40, dan udara. Pada eksperimen ini diperoleh desain eksperimen faktorial 3 x 3 dengan demikian diperlukan 9 kondisi eksperimen atau 9
kombinasi perlakuan yang berbeda-beda.
C. Populasi dan Sampel
1.
Populasi Penelitian
Populasi menurut Suharsimi Arikunto 2002 : 108, menyatakan bahwa populasi adalah keseluruhan subyek penelitian. Populasi penelitian ini adalah
keseluruhan spesimen yaitu HQ 760 berbentuk silinder. 2.
Sampel Penelitian Menurut Suharsimi Arikunto 2002 : 109
“sampel adalah bagian atau wakil populasi yang d
iteliti”. Tujuan digunakannya teknik
sampling
adalah untuk menentukan seberapa banyak sampel yang diambil. Dalam penelitian ini sampel penelitian diambil
dengan menggunakan teknik
purposive sampling
artinya teknik pengambilan sampel yang dilakukan hanya untuk tujuan tertentu saja. Sugiyono, 2005 :61
commit to user 54
Sementara menurut Suharsimi Arikunto 2002 : 117 teknik
purposive sampling
adalah sampel yang dilakukan dengan cara mengambil subyek bukan didasarkan atas strata, random atau daerah tetapi didasarkan adanya tujuan
tertentu. Data didapat dari hasil pengujian kekasaran permukaan spesimen baja HQ
760 di laboratorium yang sebelumnya telah mengalami proses pembubutan dengan variasi gerak pemakanan 3,16 mmrev; 4,10 mmrev; dan 5,16 mmrev;
serta variasi penggunaan media pendingin dengan dromus, oli SAE 40, dan udara. Sampel dalam penelitian ini diambil dari bahan HQ 760 dengan ukuran
diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm, sebanyak 9 buah. Pengambilan data kekasaran permukaan dilakukan 3 kali pada tempat yang
berbeda pada tiap-tiap sampel, sehingga jumlah datanya adalah 27.
D. Teknik Pengumpulan Data
1. Identifikasi Variabel
Dalam penelitian ini, dilakukan pengukuran terhadap keberadaan suatu variabel dengan instrumen penelitian. Selanjutnya dilakukan analisis untuk
mencari hubungan antara variabel yang satu dengan variabel yang lain. Sugiyono 2005
: 91 menyebutkan “Variabel merupakan gejala yang menjadi fokus peneliti untuk diamati, variabel itu sebagai atribut dari sekelompok orang atau obyek yang
mempunyai variasi antara satu dengan yang lainnya dalam kelompok itu ”.
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variabel yang menjadi sebab timbulnya atau berubahnya variabel terikat. Munculnya variabel ini tidak dipengaruhi atau tidak
ditentukan oleh ada atau tidaknya variabel lain. Tanpa adanya variabel bebas, maka tidak akan ada variabel terikat. Jika variabel bebas berubah, maka akan
muncul variabel terikat yang berbeda atau yang lain. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah gerak pemakanan
feed
yang didasarkan kemampuan pahat dan mesin yang digunakan dan media pendingin.
commit to user 55
Tabel 3.1 Rekomendasi Pembubutan
Turning with carbide tool Rough
turning Medium turning
Finish turning Depth of cut
min. 5 1 sd 5
max. 1
Feed
f mmrev min. 1,0
0,3 sd 1,0 max. 0,3
ISO machining
gruop for carbide tool
P30 sd P40 P20 sd P30
P10
Cutting speed
Vc mmin
40 sd 60 60 sd 150
150 Sumber : PT Tira Andalas Steel
1 Gerak pemakanan
feed
Dari tabel 3.1 untuk pahat jenis
carbide tool
direkomendasikan untuk proses
medium turning
menggunakan gerak pemakanan 0,3 sd 1,0 mmrev. Berdasarkan rekomendasi tabel 3.1 dan gerak pemakanan
yang ada pada mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 gerak pemakanan yang digunakan dalam percobaan ini:
a Gerak pemakanan rendah
Untuk kecepatan pemakanan rendah digunakan kecepatan pemakanan 0,316 mmrev.
b Gerak pemakanan tengah
Untuk kecepatan pemakanan tengah digunakan kecepatan pemakanan 0,410 mmrev sesuai dengan rekomendasi dari pahat yang
digunakan. c
Gerak pemakanan tinggi Untuk kecepatan pemakanan tinggi digunakan kecepatan
pemakanan 0,516 mmrev. 2
Media Pendingin Dalam penelitian ini media pendingin yang digunakan :
commit to user 56
a Dromus
Dromus dalam penggunaannya sebagai cairan pendingin, dicampur dengan air, dengan perbandingan 20 air : 1 dromus. Dromus
adalah sejenis minyak mineral yang mengemulsi dengan air, berwarna putih susu. Cairan dromus dicampur dengan air bertujuan untuk
meningkatkan daya pelumasan pada air, karena daya lumas air sangat kecil sehingga bila digunakan sebagai media pendingin kurang baik,
karena syarat suatu media pendingin yang baik selain mampu mendinginkan juga mampu melumasi. Jadi dromus akan memiliki
daya pendinginan yang besar, tetapi tetap memiliki daya pelumasan. Tabel 3.2 Spesifikasi Dromus
TYPICAL CHARACTERISTICS DROMUS
Density at 15°C - Kgm3 955
Flash Point, Base oil, °C 162
Viscosity 40°C 80
pH 10 Emulsion 8,7
Emulsion stability 500 ppm 22 hr. oilcream 25°C
None
Copper Strip 40°C 1a
Herbert Rust Test pass
FreezeThaw 40 cycles No separation
Sumber : http:www-static.shell.com b
Minyak pelumas Minyak pelumas memiliki daya pendinginan kurang dibanding air,
mimyak pelumas memiliki daya pelumasan yang sangat baik. Daya pelumasan ini dapat mengurangi gesekan yang terjadi pada saat
pembubutan, sehingga panas yang terjadi akibat gesekan dapat dicegah.
Menurut Anwir 1994 : 72 minyak pelumas yang digunakan untuk pendingin itu di samping mendinginkan, harus juga melumasi. Minyak
pelumas yang mendinginkan yaitu dengan membuang panas yang
commit to user 57
terjadi. Minyak pelumas yang melumasi yaitu dengan mengurangi gesekan antara sundip dengan bidang sundip dan antara benda kerja
dan bidang pelepasan
free travel surface
. Minyak pelumas memiliki bermacam kekentalan, penggunaan
disesuaikan dengan kondisi pelumasan yang berlaku. Klasifikasi minyak pelumas yang dipakai adalah SAE
Sociaty of Automotif Engineer
. Angka SAE yang lebih besar menunjukkan angka minyak yang lebih kental. Dalam perdagangan tersedia minyak pelumas
dengan kekentalan SAE 5, SAE 10, SAE 20, SAE 30, SAE 40, SAE 50 SAE, 60, SAE 90, dan SAE 140.
Dalam penelitian ini minyak pelumas yang digunakan oli SAE 40 merk Mesran yang diproduksi oleh PT. Pertamina. Oli SAE 40
memiliki viskositas yang lebih besar dari dromus. Tabel 3.3 Spesifikasi Oli SAE 40 Merk Mesran
TYPICAL CHARACTERISTICS MESRAN 40
No. SAE Specific density, 15°C
Viscosity kinematic, at 40°C, cSt l00°C, cSt
Viscosity index Colour, ASTM
Flash point, COC,-C Pour point, °C
Total Base Number, mg KOHgr 40
0,8961 146,70
14,42 96
L 2,5 244
-15 10,08
Sumber : http:pertaminalubesmarine.com
c Udara
Pembubutan dilakukan tanpa menggunakan media pendingin atau pembubutan kering.
b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki pula sejumlah aspek di dalamnya, yang berfungsi menerima atau menyesuaikan diri
commit to user 58
dengan kondisi lain, yang disebut variabel bebas. Dengan kata lain ada atau tidaknya variabel terikat tergantung ada atau tidaknya variabel bebas. Dalam
penelitian ini variabel terikatnya adalah tingkat kekasaran permukaan, dalam hal ini adalah Ra kekasaran rata-rata aritmetik dengan satuan µm.
c. Variabel Kontrol
Variabel kontrol merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikan
variabel terikat yang akan muncul bukan dikarenakan variabel lain, tetapi benar- benar karena variabel bebas.
Pengendalian variabel ini dimaksudkan agar tidak merubah variabel yang akan diungkap pengaruhnya, sehingga kontrol yang dilakukan terhadap variabel
ini akan menghasilkan variabel terikat yang murni. Adapun variabel kontrol dalam penelitian ini adalah :
1 Bahan yang digunakan adalah baja HQ760 diameter 29,5 mm dan
panjang 68 mm 2
Mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 3
Kedalaman pemakanan
depth of cut
1 mm 4
Kecepatan potong Vc 60 mmin Putaran spindel yang digunakan adalah:
Vc
= n x π x D
1000 Dimana :
Vc
= kecepatan potong m menit D
= diameter benda kerja mm n
= putaran poros utama rpm Perhitungannya adalah :
60 = n x 3,14 x 29.5 1000
n = 647,74 rpm
Putaran spindel pada mesin bubut Krisbow KW15-486 yang mendekati adalah 700 rpm.
commit to user 59
5 Alat ukur kekasaran yang digunakan adalah Fowler
Surfcoder
SE 1700
Surface roughness measuring instrument
6 Pahat jenis
carbide tool
P30 7
Pemberian media pendingin dengan cara dioles 8
Operator dalam mengoperasikan mesin bubut adalah peneliti
2. Instrument Penelitian
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah : a.
Gergaji potong digunakan untuk memotong spesimen yang akan diuji. b.
Mesin bubut konvensional Krisbow KW15-486 digunakan untuk proses pemesinan.
c. Pahat jenis
carbide tool
P30 digunakan untuk alat pemotong selama proses pembubutan.
d. Jangka sorong digunakan untuk mengukur dimensi benda uji.
e. Bak pendingin digunakan untuk wadah media pendingin.
f. Kuas digunakan untuk mengoleskan media pendingin.
g. Alat uji kekasaran yang digunakan memeriksa hasil kekasaran setelah
dilakukan proses pemesinan adalah Fowler
Surfcoder
SE 1700
Surface roughness measuring instrument.
3. Desain Eksperimen
Desain eksperimen adalah langkah-langkah lengkap yang perlu diambil jauh sebelum eksperimen dilakukan, agar data yang diperlukan dapat diperoleh,
sehingga akan membawa hasil analisis obyektif dan kesimpulan yang berlaku untuk persoalan yang akan dibahas. Sudjana, 1991: 1.
Pada penelitian ini digunakan desain eksperimen faktorial. Penelitian ini mempunyai dua variabel bebas, yang kemudian pada desain eksperimen ini
disebut faktor. Definisi eksperimen faktorial adalah eksperimen yang semua taraf sebuah faktor tertentu dikombinasikan dalam eksperimen itu. Pada penelitian ini
ada dua variabel bebas, maka faktor yang digunakan yaitu A dan B. Faktor pertama A adalah gerak pemakanan terdiri dari tiga taraf, yaitu :
3,16 mmrev; 4,10 mmrev; dan 5,16 mmrev. Dengan demikian terdapat sembilan
commit to user 60
kombinasi perlakuan yang berbeda. Faktor kedua B variasi media pendingin terdiri dari tiga taraf yaitu dengan dromus, oli SAE 40, dan udara. Pada masing-
masing perlakuan dilakukan tiga kali replikasi r = 3. Replikasi dilakukan pada kesembilan sampel yang diujicobakan, maka secara umum jumlah data
pengukuran dapat ditentukan dari hubungan rx3x3, sehingga 3x3x3 = 27 data. Desain eksperimen yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.3 berikut :
Table 3.4 Pengumpulan Data
Taraf Faktor A
Jumlah keseluruhan
Rata-rata keseluruhan
Gerak pemakanan 0,316
mmrev 0,410
mmrev 0,516
mmrev
Fa ktor
B me
dia pe nding
in Dromus
X
111
X
121
X
131
X
112
X
122
X
132
X
113
X
123
X
133
Jumlah J
110
J
120
J
130
J
130
Rata-rata
110 120
130 100
Oli SAE 40 X
211
X
221
X
231
X
212
X
222
X
232
X
213
X
223
X
233
Jumlah J
210
J
220
J
230
J
130
Rata-rata
210 220
230 200
Udara X
311
X
321
X
331
X
312
X
322
X
332
X
313
X
323
X
333
Jumlah J
310
J
320
J
330
J
130
Rata-rata
310 320
330 300
Jumlah keseluruhan
J
010
J
020
J
030
J
000
Rata-rata keseluruhan
010 020
030 000
commit to user 61
4. Pelaksanaan Eksperimen
a. Persiapan Bahan
1. Pemotongan benda kerja
Benda kerja dipotong dengan diameter 30 mm dan panjang 70 mm.
2. Pembubutan awal
Proses ini bertujuan untuk membuat benda kerja memiliki ukuran yang sama, sehingga diharapkan perlakuan yang diterima
oleh setiap spesimen akan sama. Benda kerja dibubut dengan panjang 68 mm dan diameternya 29,5 mm.
Gambar 3.1
Facing
3. Pembuatan
stopper
Pembuatan
stopper
dimaksudkan untuk mempermudah pemasangan spesimen pada mesin, sehingga panjang spesimen
yang keluar dari
chuck
selalu sama.
Gambar 3.2 Pembuatan
Stopper
commit to user 62
b. Proses eksperimen
Sebelum dilakukan proses pembubutan, terlebih dulu dilakukan
setting
mesin berupa pengaturan kecepatan spindel sebesar 700 rpm dan pemasangan pahat, kemudian dilakukan proses penyayatan sedalam 1 mm
dengan variasi gerak pemakanan dan media pendingin yang telah ditentukan.
Gambar 3.3 Spesimen Hasil Proses Eksperimen c.
Pengujian kekasaran permukaan Pengujian kekasaran permukaan dilakukan dengan menggunakan
Fowler
Surfcoder
SE 1700
Surface roughness measuring instrument
. Setiap satu benda uji dilakukan tiga kali pengukuran kekasaran pada
tempat yang berbeda. Dengan sampel sebanyak 9 buah, setiap sampel direplikasi sebanyak 3 kali, sehingga didapat 27 data penelitian. Hasil
pengukuran kekasaran permukaan hasil pembubutan baja HQ 760 dinyatakan dalam ukuran µm mikro meter. Karena penampang benda uji
berupa lingkaran, maka dipilih selisih 120 pada tiap-tiap tempat yang
diukur.
Gambar 3.4 Pengukuran Benda Uji Keterangan :
1. Pengukuran pertama
2. Pengukuran kedua
3. Pengukuran ketiga
commit to user 63
d. Tahapan eksperimen
Tahap eksperimen dalam penelitian ini dapat digambarkan dengan bagan aliran proses eksperimen sebagai berikut :
Gambar 3.5 Bagan Alir Proses Eksperimen Pemotongan benda kerja menjadi ukuran
diameter 30 mm dan panjang 70 mm Penyediaan baja HQ 760
Analisis Data Media
pe ndingi
n
dromus
Kesimpulan Pengukuran kekasaran
Gerak pemakanan 3,16 mmrev
Eksperimen benda kerja
Gerak pemakanan 4,10 mmrev
Gerak pemakanan 5,16 mmrev
Media pe
ndingi n
Oli S
AE 4 Media
pe ndingi
n
Oli S AE 4
Pengukuran kekasaran Pengukuran kekasaran
Media pe
ndingi n
dromus Media
pe ndingi
n
dromus Media
pe ndingi
n
Uda ra
Media pe
ndingi n
Oli S AE 4
Mm edia pe
ndingi n
Uda ra
Media pe
ndingi n
Uda ra
Pembubutan awal benda kerja menjadi ukuran diameter 29,5 mm dan panjang 68 mm
Pembuatan
stopper
dengan diameter 27 mm dan panjang 20 mm
commit to user 64
E. Teknik Analisa Data
