BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluan
Penelitian ini memodelkan bentuk fisis sistem pada analisa data untuk getaran tanpa menggunakan beban dan menggunakan beban Ikhwansyah, 2004. Bahan
yang digunakan pada pengujian menggunakan bahan mild steel sebagai bahan uji, menurut John A. Schey 1987, bahan mild steel sesuai pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Low Carbon Steel dengan Data Properties
Bahan Uji
Tensile Strength
MPa Fatique
Strength MPa
Density Kgm
3
Hardness HB
Carbon Steel
Mild Steel
380 190 7800 110 0,15 C
Selanjutnya bahan uji tersebut dilakukan pengujian dengan menggunakan alat pengujian tarik data terlampir pada lampiran 7
Sistem yang digunakan dalam pengambilan data dari pengujian ini adalah menguji seberapa besar respon getaran mesin gerinda toolpost pada mesin bubut
konvensional tanpa beban dan menggunakan beban dengan kedalaman pemakanan ditetapkan 0.01 mm, 0.03 mm, 0.05 mm dan 0.07 mm. Untuk mengetahui seberapa
besar respon kekasaran permukaan benda uji, selanjutnya dilakukan dengan pengujian kekasaran permukaan surface roughness. Hal ini dilakukan untuk
M. Kamil: Desain, Pabrikasi, Dan Pengujian mesin Gerinda Toolspot Pada Mesin Bubut Konvensional, 2006. USU e-Repository © 2008
memberikan informasi tentang hasil pengujian, bahwa desain dan pabrikasi mesin gerinda toolpost pada mesin bubut dapat diketahui secara teoritis.
Tabel 4.2 Capacity dan Identifikasi Data Mesin Gerinda Toolpost pada Mesin Bubut Konvensional
No Capacity Simbol Harga
Satuan
1 Daya output
P 0.25 – 0,1865 Hp Kw
2 Putaran batu
gerinda n
1
3000 rpm
3 Putaran batu
uji n
2
125 rpm
4 Panjang Poros
l
w
140 mm
5 Diameter poros batu gerinda
d
p
18 mm
6 Diameter Pulley
d
p2
42 mm
7 Tebal pulley
t
p
14 mm
8 Kerapatan massa
baja 7800
kgm
3
9 Modulus elastisitas geser
G 200 x 109
Nm
2
10 Diameter batu gerinda
d
s
90 mm
11 Lebar batu gerinda
b
s
10 mm
12 Kerapatan massa
batu 7100
kgm
3
13 Kecepatan pemakanan
f 0,05
mmrev 14 Tebal
beram ekivalen
h
eq
0,266 m
15 Koefisien gesek interaksi
0,30 16
Konstanta potong untuk baja m
0,75
Untuk mencapai kecepatan yang diharapkan dengan membuat perbandingan besar diameter Pulley
1
dengan diameter pulley
2
, maka putaran batu gerinda dapat dihitung.
a. Putaran batu gerinda
1 2
1
n Pulley
Diameter pulley
Diameter x
n
m
=
M. Kamil: Desain, Pabrikasi, Dan Pengujian mesin Gerinda Toolspot Pada Mesin Bubut Konvensional, 2006. USU e-Repository © 2008
Sehingga
rpm rpm
x 3000
01 .
2977 42
116 1440
= =
b. Kecepatan sudut
ϖ
s rad
x x
n 314
60 3000
14 ,
3 2
60 1
2 =
= = π
ϖ
c. Kekakuan pegas torsional poros k
t
perlu diketahui terlebih dahulu Inersia polar penampang melintang poros m
4
rad Nm
x x
L x
G x
d kt
p
85 ,
14722 14
, 32
10 200
018 ,
14 ,
3 32
9 4
4
= =
=
π
d. Untuk menghitung massa momen Inersia J
, maka massa untuk pulley.
3 5
2 2
2
10 94
, 1
4 014
, 042
, 14
, 3
4 m
x x
t x
d V
p p
p −
= =
+ π
rad kgm
x x
x J
0008 ,
8 042
, 7800
10 94
, 1
2 5
01
= =
−
e. Torsi yang bekerja pada system T sistem dianggap mengalami torsi
harmonik Tt = t
T ϖ
sin , yang diasumsikan bahwa torsi maksimum bekerja
pada keadaan
1 sin
= t
ϖ
Nm x
x x
n P
x T
6 ,
3000 2
10 1865
, 60
2 60
3 1
= =
= π
π f.
Frekuensi pribadi sistem
n
ϖ
s rad
n
72 ,
1516 0056
, 0008
, 85
, 14722
= +
= ϖ
M. Kamil: Desain, Pabrikasi, Dan Pengujian mesin Gerinda Toolspot Pada Mesin Bubut Konvensional, 2006. USU e-Repository © 2008
g. Amplitudo getaran torsional A adalah
314 0056
, 008
, 85
, 14722
6 ,
2 1
02 01
x x
J J
k T
A
t
+ −
= +
− =
ϖ rad
A
5
10 .
25 ,
4
−
= h.
Gaya-gaya yang bekerja pada proses pemakanan batu gerinda dengan bahan uji adalah gaya yang bekerja, gaya tangensial dan gaya radial. Untuk
menghitung gaya yang diperlukan adalah kecepatan putaran mesin gerinda toolpost pada mesin bubut konvensional.
000 .
60
1
n x
d x
n
s s
π =
ik m
x x
n
s
det 13
, 14
000 .
60 3000
90 =
=
π
i. Gaya yang bekerja pada proses penggerindaan benda kerja
Gambar 4.1 Gaya-gaya yang terjadi N
n N
F
s mr
= =
N w
Kw F
198877 ,
13 13
, 14
5 ,
186 13
, 14
1865 ,
= =
=
M. Kamil: Desain, Pabrikasi, Dan Pengujian mesin Gerinda Toolspot Pada Mesin Bubut Konvensional, 2006. USU e-Repository © 2008
maka
mm N
b F
F 64985846
, 1
8 1988677
, 13
1 =
= =
j. Gaya tangensial
m eq
t
h x
F F
1
=
mm N
F
t
266 ,
64985846 ,
1
75 ,
= =
mm N
x F
t
61109272 ,
370391 ,
64985846 ,
1 =
= k.
Gaya radial yang bekerja mm
N h
x F
F
m eq
n 1
= = υ
mm N
x F
n
266 ,
3 ,
64985846 ,
1
75 ,
= =
mm N
x F
n
03697575 ,
2 370391
, 3
, 64985846
, 1
= =
4.2. Pelaksanaan Pengukuran Respon Getaran Tanpa Beban