Alat Uji Impak

RANCANG BANGUN MESIN UJI IMPACT DENGAN BERAT PENDULUM 8 Kg

PROYEK AKHIR Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Ahli Madya

Disusun Oleh : AGUS MUSTOFA 2008 - 55 - 026

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MURIA KUDUS 2014

i

LEMBAR PERSETUJUAN

Judul Proyek Akhir

: Rancang Bangun Mesin Uji Impact dengan Berat Pendulum 8 Kg

Nama

: Agus Mustofa

NIM

: 2008-55-026

Konsentrasi

: Mesin Produksi

Telah layak mengikuti ujian proyek akhir pada program Studi Diploma III Teknik Mesin Universitas Muria Kudus.

Kudus,.....Maret 2014

Pembimbing I

Pembimbing II

Sugeng Slamet., ST., M.T.

Rianto Wibowo., ST., M.Eng.

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Proyek Akhir

: Rancang Bangun Mesin Uji Impact dengan Berat Pendulum 8 Kg

Nama

: Agus Mustofa

NIM

: 2008-55-026

Konsentrasi

: Mesin Produksi

Telah diujikan pada ujian Proyek Akhir Ahli Madya pada tanggal ….……………. dan dinyatakan LULUS pada Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus. Kudus,........Maret 2014

Ketua Penguji

Anggota Penguji I

Anggota Penguji II

Ir. Masruki Kabib., M.T. Taufiq Hidayat., ST., M.T. Sugeng Slamet., ST., M.T.

Mengetahui,

iii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan dan ketulusan hati penulis mempersembahkan laporan Proyek Akhir ini kepada : 1. Allah

SWT, Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan segala

petunjuknya. 2. Bapak, ibu, kakak, dan adik, beserta seluruh keluarga yang telah memberikan do’a restu dan motivasi. 3. Seluruh dosen yang terhomat karena telah mendidik dan membimbing penulis dalam menuntut ilmu. 4. Teman-teman satu seangkatan khususnya teman-teman satu proyek terima kasih atas dukungannya.

iv

MOTTO

1. Ilmu tidak akan datang sendiri jika kita tidak mau mencari. 2. Pendidikan sangat penting untuk meraih masa depan. 3. Teruslah belajar dan jangan takut salah. 4. Menyikapi sesuatu dengan sikap sabar dan berpikir tenang. 5. Suatu permasalahan pasti ada solusinya. 6. Menjalani hidup ini harus dengan semangat dan jangan sampai menyerah.

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Adapun tugas akhir yang penulis buat yaitu Rancang Bangun Mesin Uji impact dengan berat pendulum 8kg. Tugas akhir ini dibuat sebagai syarat kelulusan Program D3 Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Mesin Universitas Muria Kudus. Terselesainya tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak untuk itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada: 1. Bapak Rochmad Winarso., ST., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus. 2. Bapak Taufiq Hidayat., ST., M.T. selaku kaprogdi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus. 3. Bapak Sugeng Slamet., ST., M.T. selaku Dosen pembimbing I yang dengan sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini. 4. Bapak Rianto Wibowo., ST., M.Eng. selaku Dosen pembimbing II yang dengan sabar membimbing penulis dalam penyusunan laporan ini. 5. Segenap Dosen Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap perkuliahan. 6. Kedua orang tua yang memberikan segala dorongan dan kasih sayang dengan penuh keihklasan.

vi

7. Teman-teman mahasiswa seperjuangan yang telah banyak membantu sehingga tersusunlah laporan ini. 8. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah membantu penulis dalam penyusunan laporan ini. Kami menyadari bahwa dalam penulisan laporan tugas akhir ini masih banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Harapan kami semoga laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi penulis sendiri dan bagi pembaca pada umumnya. Kurang lebihnya penulis mohon maaf dan terima kasih.

Kudus,

Penyusun

vii

Maret 2014

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................

i

LEMBAR PERSETUJUAN.............................................................................

ii

LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................

iii

PERSEMBAHAN..................................................................................... .......

iv

MOTTO ..........................................................................................................

v

KATA PENGANTAR ........................................................................... .........

vi

DAFTAR ISI............................................................................................... .....

viii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................

xi

DAFTAR TABEL ............................................................................................

xiii

ABSTRAK .............................................................................................. ........

xiv

BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .................................................................................

1

1.2. Rumusan Masalah ...........................................................................

2

1.3. Batasan Masalah ..............................................................................

3

1.4. Tujuan Proyek Akhir ......................................................................

3

1.5. Sistematika Penulisan .....................................................................

4

1.6. Rencana desain dan Mekanisme Kerja ............................................

5

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Uji Impak ........................................................................................

7

2.2. Macam – macam Pengujian Impak ..................................................

8

2.2.1. Pengujian Impak Metode Charpy .......................................

8

viii

2.2.2. Pengujian Impak Metode Izod ...............................................

9

2.3. Mesin Uji Impak .............................................................................

10

2.4. Spesifikasi dan Bagian Utama Alat Uji Impact Charpy..................

11

2.5. Energi Potensial ..............................................................................

16

2.6. Energi Kinetis..................................................................................

17

2.7. Energi Mekanis ...............................................................................

19

2.8. Spesimen ..........................................................................................

20

2.9. Mekanisme Alat Uji Impact Charpy ................................................

22

2.10. Bagian-bagian mesin yang dirancang ............................................

25

2.10.1. Gaya ......................................................................................

25

2.10.2. Poros......................................................................................

26

2.10.3 Bantalan..................................................................................

30

BAB III PERHITUNGAN DAN PERANCANGAN 3.1.Diagram Alir Proses Perancangan ................................................

33

3.2. Dimensi Pendulum ......................................................................

34

3.3. Perhitungan Energi ......................................................................

35

3.4. Menentukan Lengan Pengayun ...................................................

35

3.5. Perancangan dan Perhitungan Poros ............................................

37

3.6. Perencanaan dan Perhitungan bantalan .......................................

40

BAB IV PROSES PEMBUATAN 4.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Mesin ........................................

44

4.2 Alat dan Bahan ...............................................................................

45

4.2.1. Peralatan ..............................................................................

45

ix

4.2.2. Bahan ...................................................................................

46

4.3. Proses Pembuatan .........................................................................

46

4.3.1. Pembuatan Rangka ..............................................................

44

4.3.2. Pembuatan Pendulum ..........................................................

51

4.3.3. Pembuatan Poros .................................................................

52

4.4. Analisa Ekonomi ...........................................................................

53

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ......................................................................................

58

5.2. Saran ................................................................................................

59

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Rencana Desain Mesin Uji Impak ...............................................

5

Gambar 2.1 Pembebanan Metode Charpy dan Metode Izod ...........................

8

Gambar 2.2 Mesin Uji Impact Charpy .............................................................

10

Gambar 2.3 Bentuk Takikkan ..........................................................................

11

Gambar 2.4 Alat Uji Impact Tipe Charpy Kapasitas 85 joule .........................

12

Gambar 2.5 Bagian – bagian utama alat uji impak tipe charpy .......................

12

Gambar 2.6 Badan Alat Uji Impact Tipe Charpy ............................................

13

Gambar 2.7 Bearing .........................................................................................

14

Gambar 2.8 Busur Derajat Dan Jarum Penunjuk .............................................

15

Gambar 2.9 Pisau Pemukul ..............................................................................

15

Gambar 2.10 Dimensi Alat Uji Impact Tampak Samping ...............................

16

Gambar 2.11 Dimensi Alat Uji Impact Tampak Depan ...................................

16

Gambar 2.12 Gaya Angkat (FA) dan Perpindahan Benda (h) .........................

17

Gambar 2.13 Energi Kinetis.............................................................................

18

Gambar 2.14 Energi Mekanis ..........................................................................

20

Gambar 2.15 Arah Beban Impak Charpy.........................................................

21

Gambar 2.16 Variasi Dimensi Specimen .........................................................

21

Gambar 2.17 Ilustrasi Skematis Pengujian Impak ...........................................

22

Gambar 2.18 Macam –Macam Bantalan Gelinding .........................................

32

Gambar. 3.1 Diagram Alir Perancangan dan Perhitungan .............................

33

Gambar 3.2 design pendulum ..........................................................................

34

xi

Gambar 3.3 Analisa gaya pada poros uji impak ..............................................

37

Gambar 3.4 SFD dan BMD Poros uji impak ..................................................

38

Gambar 4.1. Diagram alir proses pembuatan mesin ........................................

44

Gambar 4.2. Rangka.........................................................................................

47

Gambar 4.3 Hasil pengelasan penggabungan rangka mesin ..........................

51

Gambar 4.4 Desain pendulum ..........................................................................

51

Gambar 4.5 Desain poros .................................................................................

53

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Daftar biaya kebutuhan mesin uji impak .......................................

54

Tabel 4.2. Biaya Pembelian Komponen ...........................................................

55

Tabel 4.3. Biaya Pembuatan Komponen ..........................................................

56

Tabel 4.4. Biaya Non Produksi ........................................................................

57

Tabel 4.5. Laba Yang di kehendaki .................................................................

57

Tabel 4.6. Taksiran Harga Produksi .................................................................

57

xiii

RANCANG BANGUN MESIN UJI IMPACT DENGAN BERAT PENDULUM 8Kg Oleh : Agus Mustofa 2008-55-026 Pembimbing I : Sugeng slamet., ST., M.T. Pembimbing II: Rianto Wibowo., ST., M.Eng. ABSTRAK Tujuan dari penulisan proyek akhir ini adalah agar mahasiswa mampu mendesain dan membuat mesin uji impact tipe charpy, mengetahui mekanisme kerja, dan menganalisa performa alat sekaligus mengkalibrasinya berdasarkan energi impak spesimen. Situasi sekarang semakin disadari pentingnya faktor keamanan pada sebuah konstruksi terutama pada pembebanan kejut. Pengujian impak merupakan analisa bahan untuk mengetahui ketangguhan bahan menerima beban dinamis karena bahan-bahan yang akan digunakan untuk membangun sebuah struktur maupun fungsi lainnya harus mampu menahan beban yang akan diterimanya. Metodologi yang diterapkan mempunyai empat poin utama, yaitu perancangan konstruksi, proses pabrikasi, pengambilan data, uji performa dan kalibrasi. Dari uji performa alat uji impak metode charpy menghasilkan energi 85 Joule. Dari rancang bangun uji impact didapatkan hasil sebagai berikut : Berat Pendulum 8 kg, energy yang dihasilkan 85 Joule, standart bahan uji aluminium, panjang poros lengan pengayun 600 mm diameter 20 mm, poros panjang 400 mm, diameter 20 mm. Kata kunci: mesin uji impact charpy, uji impak, uji ketangguhan.

xiv