rancang bangun alat bantu gerinda silindris …
TRANSCRIPT
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
52
RANCANG BANGUN ALAT BANTU GERINDA SILINDRIS
UNTUK MENAMBAH KEFUNGSIAN PADA MESIN BUBUT HORIZONTAL
DITINJAU DARI ASPEK PENYEBARAN KUALITAS FUNGSI
Jatira *
STT Texmaco*,
Email: [email protected]
ABSTRACT
By limited of earn fund, tools or machine as well as was owns by workshop, while workshop demaned
coverage and fulfill of customers in cylindrical grinding processing need high carefulness, in the cases if
there is project about cylindrical grinding done by others workshop, its worshop with process capacities
completely. If the process can be done by its selves the edvantages wellbe more maximum, but its to be
minimum advantages if the project done outside it. Based on above explained, the problem solving serviced
has held of workshop by maximizing cylindrical lathe available with tools substitute tool of cylindrical
grindring , installed on it. By installed of substitute tool of cylindrical grinding in that machine, the
workshop has been finished of the problem in during time imediately, with cost coverage value Rp.
3.758.496. the workshop can be done cylindrical grinding carefulness based on willingness previously.
Keywords: cylindrical grinding, lathe machine
PENDAHULUAN
Karena keterbatasan dana, mesin maupun
peralatan yang dimiliki, Sementara bengkel tersebut dituntut mampu untuk memenuhi
pelanggan dalam hal ini proses pengerjaan gerinda
silindris yang membutuhkan ketelitian yang tinggi,
dan selama ini bengkel tersebut jika ada proses
gerinda silindris ia kerjakan diluar
bengkelnya,yaitu pada bengkel bengkel yang
mempunyai kapasitas yang memadai untuk proses
tersebut. Jika proses tersebut bisa dikerjakan pada
bengkel sendiri, maka keuntungan yang bisa ia
peroleh akan lebih maksimal, tapi karena masih
dikerjakan diluar bengkelnya maka keuntungannya sangat minim.
Berdasarkan hal tersebut di atas, maka penulis
mencoba untuk bisa membantu permasalahan yang
dialami oleh bengkel dengan cara memaksimalkan
mesin bubut silindris yang ada dengan membuat
Alat Bantu Gerinda Silindris supaya mesin
tersebut bisa bertambah fungsinya dalam hal ini
proses pengerjaan gerinda silindris. Karena alat ini
tidak ada dipasaran, maka kami mengumpulkan
data yang dibutuhkan baik dari data literatur
maupun data lapangan, setelah data terkumpul
serta diverifikasi, maka kami membuat desain serta melakukan pembuatan alat bantu gerinda
silindris tersebut.
terjadi kerusakan pada poros screw conveyor yaitu
untuk menghubungkan antara screw yang satu
dengan yang lain.
Tujuan
a. Menambah fitur pada mesin bubut agar bisa
mengerjakan proses gerinda silindris.
b. Meyelesaikan masalah yang ada pada
bengkel – bengkel bubut Tersebut khususnya
masalah pengadaan mesin gerinda silindris
yang membutuhkan dana yang tidak sedikit.
Proses Bubut
Proses bubut adalah proses pembentukan
material yang berbentuk silindris. Proses ini selalu
digunakan dalam dunia industri manufaktur
dikarenakan banyak bagian konstruksi dari mesin
yang dapat dibentuk dengan menggunakan proses
bubut, seperti ; poros, pasak, baut, silindris dan juga perkakas potong yang mempunyai bentuk
dasar silinder. Pada proses bubut gerak makan
dilakukan oleh pahat potong. Dibawah ini
digambarkan geometri pahat bubut yang umum
digunakan,
Gambar 1 Dimensi Pahat Bubut [1]
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
53
Elemen Dasar Proses Bubut
Elemen dasar dari proses bubut dapat
diketahui atau dihitung dengan menggunakan
rumus yang dapat diturunkan dengan
memperhatikan pada gambar 2, elemen dasar
dapat dihitung dengan rumus – rumus dibawah ini [1] :
a. Kecepatan Potong (V)
Kecepatan potong adalah, jumlah putaran
spindle atau cutter. Persatuan waktu (menit) untuk
mencari kecepatan potong dengan menggunakan
rumus dibawah ini
1000
.. ndV
; (m/menit) ( 2.1 )
dimana, d = diameter rata-rata (mm)
n = Putaran Poros Utama
(r/menit)
2
dmdod
; (m/menit) ( 2.2 )
Gambar 2 Proses Bubut[1]
Proses Gerinda
Proses gerinda adalah proses pemotongan
yang menggunakan batu gerinda, dan merupakan
suatu proses pemesinan yang khusus , dengan ciri
ciri tertentu dari proses gerinda antara lain :
Kehalusan permukaan produk yang tinggi
dapat dicapai dengan cara yang relatif mudah.
Toleransi geometrik yang sempit dapat
dicapai dengan mudah.
Kecepatan penghasilan geram yang rendah,
karena hanya mungkin dilakukan
penggerindaan untuk lapisan yang tipis
permukaan benda kerja.
Dapat digunakan untuk menghaluskan dan
meratakan benda kerja yang telah dikeraskan.
Proses ini adalah proses akhir dari proses permesinan, dan biasanya dilakukan setelah proses
perlakuan panas (heatreatment).
Kedalalam pemotongan dikendalikan
dengan menghantarkan roda kepala benda kerja.
Pemotongan kasar sekitar 0.05 mm dan dapat
dilakukan, tetapi untuk penyelesaian, hantaran
dapat dikurangi sampai sekitar 0.005 mm atau
kurang. Dalam memilih banyaknya hantaran
masuk, harus dipertimbangkan ukuran dan
kekakuan benda kerja, penyelesaian yang
diinginkan, dan keputusan apakah menggunakan
mesin pendingin atau tidak
Gambar 3 Grinding process
a. External cylindrical longitudinal grinding.
b. External cylindrical plunge grinding.
c. Internal cylindrical longitudinal grinding.
d. Internal cylindrical plunge grinding. [1]
Elemen Dasar Proses Gerinda
Elemen Dasar Proses Gerinda, proses
gerinda dilaksanakan dengan mesin gerinda
dengan pahat yang berupa batu gerinda berbentuk piringan (grinding wheel/disk) yang dibuat dari
campuran serbuk abrasif dan bahan pengikat
dengan komposisi dan struktur tertentu. Batu
gerinda yang dipasang pada spindel/poros utama
tersebut berputar dengan kecepatan tertentu.
Tergantung pada diameter batu gerinda dan
putarannya, maka kecepatan periferal pada tepi
batu gerinda dapat dihitung dengan rumus
berikut,[1]
Vs = ds ns
;m/menit, (2.5) 1.000
Dimana,
Vs = kecepatan periferal batu gerinda
(peripheral wheel speed), biasanya berharga sekitar 20 - 60 m/menit,
ds = Diameter batu gerinda ; mm
ns = Putaran batu gerinda ; r/menit
Tergantung pada bentuk permukaan yang
dihasilkan, pada garis besarnya proses gerinda
dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis dasar yaitu
- Proses gerinda Silindrik (Cylindrical
Grinding) untuk menghasilkan permukaan
silindrik, dan
- Proses gerinda rata (Surface Grinding), bagi penggerindaan permukaan rata / datar.
Proses gerinda silindrik yang dilakukan dengan
mesin gerinda silindrik (Cylindrical Grinding
Machine) memerlukan putaran benda kerja, lihat
Gambar 2.4. Oleh sebab itu dapat didefinisikan
kecepatan periferal benda kerja yaitu :
Vw = dw nw ;m/menit
(2.6) 60.000
Dimana,
Vw = kecepatan periferal benda kerja
(peripheral workpiece speed) ;
m/menit,
dw = diameter (mula) benda kerja ; mm
nw = putaran benda kerja ; r/menit
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
54
Kecepatan periferal benda kerja ini jauh lebih kecil
dari pada kecepatan periferal batu gerinda. Rasio
kecepatannya berharga sekitar,
q = Vs Rasio kecepatan (speed ratio) = 20
s.d 120 (2.7) Vw
Pada mesin gerinda silindrik putaran batu gerinda
biasanya hanya ada satu harga saja,
Gambar 4 Gerinda silindris Luar[1]
Struktur Fungsi Produk [4] Pada langkah ini, sistem utama yang
harus didefinisikan dan dianalisa dibagi menjadi
sebuah hirarki ( sistem keseluruhan dan sub sistem
).
Pada fungsi keseluruhan atas dasar aliran energi,
material dan sinyal dengan menggunakan suatu
blok yang menyatakan korelasi antara input dan
autput.
Seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar. 5 Fungsi Keseluruhan[4]
Dari fungsi keseluruhan tersebut kemudian
diuraikan menjadi sub fungsi, Kemudian dari sub
fungsi-sub fungsi tersebut akan membuat struktur
fungsi yang menggambarkan fungsi keseluruhan,
seperti pada gambar di bawah ini
Gambar. 6 Penguraian Fungsi Keseluruhan
Menjadi Sub Fungsi[4]
Pengertian Penyebaran Kualitas Fungsi [2]
Penyebaran Kualitas Fungsi (QFD)
adalah suatu sistem mutu komprehenshif yang secara sistematis menghubungkan kebutuhan
pelanggan dengan berbagai fungsi baik bisnis
ataupun proses organisasi.Seperti, pemasaran,
desain, kualitas, produksi, manufaktur, penjualan
dan lain – lain, untuk mencapai tujuan suatu
perusahaan.
Metode QFD dapat digunakan untuk
produk yakni barang maupun jasa, termasuk
barang barang manufaktur , industri jasa,
perangkat lunak, bidang IT, proses pengembangan usaha, pemrintahan dan masih banyak lagi
didalam aplikasi QFD tersebut
Langkah – langkah QFD
Penyebaran Kualitas Fungsi
menggunakan serangkaian matrik untu
mendokumentasikan informasi yang dikumpulkan
dan dikembangkan serta terencana untuk suatu
produk.
Metodologi Penyebaran Kualitas Fungsi
didasarkan pada pendekatan rekayasa sistem yang
terdiri dari langkah – langkah proses, menentukan persyaratan yang ditetapkan, control proses dan
control kualitas untuk menjamenit pencapaian
fungsi serta kualitas yang diharapkan.
atau engan istilah House of Quality (HOQ).
Selain dari itu dalam Penyebaran Kualitas Fungsi
(QFD), terdapat 4 tahap yaitu:
1. Lengkapi rumah kualitas ( House Kuality )
2. Desain produk adalah untuk menentukan
toleransi masing-masing bagian produk sehingga
memenuhi nilai target diidentifikasi dari HOQ.
3. Desain proses adalah untuk memenuhi proses produksi yang diperlukan akan memenuhi
toleransi didirikan pada desain produk.
4. Pengendalian proses adalah untuk menentukan
standar kualitasuntuk desainproduk baru.
Melengkapi Rumah Kualitas (HOQ) adalah
diagram yang digunakan untuk mengidentifikasi,
meringkas dan menampilkan informasi secara
lengkap.
Gambar. 7. Rumah kualitas[2]
Sub
Fungsi
5
Sub
Fungsi 1
Sub
Fungsi
4
Sub
Fungsi 3
Sub
Fungsi
2
Material Material
FUNGSI
KESELURUHA
N
Energi Sinyal
Energi
Sinyal
E Technical
Corelaptions
C Technical Response
D
Relationship ( Impact of Technical Response on Customers Needs &
Benefits )
F Technical Matrix ( Technical
Response Priorities, Competitive Technical Benchmarks, Technical
Targets)
B Planning Matrix
(Market Research &
Strategic Planning)
A
Cousioner Needs & Benefits
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
55
METODE PENELITIAN
Agar penelitian ini dapat terarah, maka
dilakukan beberapa tahapan / langkah-langkah
sebagai berikut:
Gambar 8 Diagram Alir Penelitian [3]
HASIL & PEMBAHASAN
Mencari Kecepatan Potong pada mesin bubut peneliti menggunakan persamaan sebagaimana
berikut:
1000
.. ndV
)/( menitm
Tabel 1 Kecepatan Potong Benda Kerja
Mencari Kecepatan Periferal Batu Gerinda
menggunakan persamaan dibawah ini:
6000
.. nsdsVs
)/( menitm
Tabel 2. Kecepatan peripheral batu gerinda
Mencari Kecepatan Periferal Batu Gerinda dengan
rumus dibawah ini [1] :
Vw
Vsq
Tabel 3. Kecepatan peripheral benda kerja
Untuk mengetahui berapa putaran yang digunakan
dan disesuaikan dengan diameter benda kerja yang
akan dikerjakan maka peneliti menggunakan
persamaan sebagai berikut:
6000
.. nwdwVw
)/( menitm
Studi Lapangan
Yes
Yes
Studi Literatur
Pengumpulan Data
Mulai
Proposal Penelitian
Desain Alat
Selesai
Verifikasi dan Validasi Data
Pengolahan Data
No
Pengujian Alat
Kesimpulan
Pembuatan Alat
No
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
56
Tabel 4. Putaran yang digunakan sesuai diameter
benda kerja yang dikerjakan
Gambar 9 Penambahan Fitur pada Mesin Bubut
Menentukan Persyaratan Desain
Sesuai dengan guidlene menentukan desain
konsep, maka harus di buat daftar spesifikasi
desain yang dibutuhkan yaitu terlihat pada tabel 5.
Tabel 5 Daftar Spesifikasi Desain dari Alat Bantu
Gerinda Silindris Pada Mesin Bubut Horizontal
Konsep Desain
Tingkat Kepentingan Pelanggan.
Tingkat kepentingan pelanggan merupakan
suatu kepentingan dari masing – masing parameter
yang dianggap mampu memenuhi kepuasan
pelanggan, adapun tingkat kepentingan pelanggan
dapat dilihat pada tabel 6 dibawah ini sebagai
berikut :
Tabel 6 Tingkat Kepentingan Pelanggan
Dgn Alat Bantu Gerinda
Jenis Proses
Mesin .Bubut
Meng gerinda
Mengebor
Membuat Ulir
Membubut
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
57
Matrik Fungsi Dan Solusi
Tabel 7 Matriks Fungsi dan Solusi
Keterangan :
Konsep Desain 1 (satu)
Konsep Desain 2 (dua)
Konsep Desain 3 (tiga)
Pemilihan Konsep
Dari nilai analisis ini dipakai untuk memilih
konsep desain mana yang akan dipakai
sebagaimana tabel berikut:
Tabel 8 Pemilihan konsep Alat bantu Gerinda
Silindris
Konsep
Dari hasil evaluasi matriks tabel 4.8 dapat
diketahui bahwa nilai total performansi terbesar
adalah 89 yaitu terdapat pada alternatif konsep ke
1, maka konsep desain yang dipilih adalah konsep desain ke 1, adapun Spesifikasi desain produk
Alat Bantu Gerinda Silindris :
1. Panjang Mesin 398 mm,
2. Lebar Mesin 305 mm,
3. Tinggi Mesin 307 mm,
4. Daya Motor 0,75 kw
5. Putaran Motor 2850 pm
6. Putaran Output 7480 rpm
Konsep desain yang akan dibuat adalah seperti
pada gambar 10
Gambar 10. Alat Bantu Gerinda Silindris
Keterangan gambar :
1. Batu Gerinda 4. Pully
2. Poros Penggerak 5. Pelat Penopang 3. Motor Penggerak
Evaluasi Konsep Desain
Metode Penyebaran Kualitas Fungsi
Dengan menggunakan analisa pendekatan metode
Penyebaran Kualitas Fungsi ( QFD), meliputi
beberapa tahapan – tahapan diantaranya sebagai
berikut
a. Menentukan parameter dari kebutuhan
pelanggan. Adapun parameter parameter produk dari alat bantu gerinda silindris tersebut
diperlihatkan pada table dibawah berikut:
3
2
1
5
4
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
58
Tabel 9. Tingkat kebutuhan pelanggan terhadap
alat bantu gerinda silindris.
Evaluasi Produk
Pada tahap ini mengevaluasi kualias produk secara
nyata dalam hal ini mekanisme kerja atau sistem
Alat Bantu Gerinda Silindris, terbagi dalam
beberapa kategori diantaranya sebagai berikut lihat
tabel 10
Tabel 10. Kategori Evaluasi Produk
Nilai
( Bobot )
Deskripsi Penilaian
1 Sistem Alat Bantu Gerinda Silindris
Sangat Jelek
2 Sistem Alat Bantu Gerinda Silindris
Jelek
3 Sistem Alat Bantu Gerinda Silindris
Cukup Baik
4 Sistem Alat Bantu Gerinda Silindris
Baik
5 Sistem Alat Bantu Gerinda Silindris
Sangat Baik
Sedangkan kalau untuk mengevaluasi suatu
produk dari Alat Bantu Gerinda Silindris dapat
dilihat pada table 11 dibawah ini:
Adapun matrik tujuan ( objective ) produk dapat
dilihat pada table berikut :
Tabel 11. Matrik Evaluasi Produk
Sumber : Diolah dari Tabel 4.6 dan Tabel 4.8, dari
persamaan 1,2, dan 3
Bti ke 1 Bti ke 2 Bti ke 3
Bti ke 4
Keterangan :
NT = Nilai Target
NA = Nilai Aktual
Menentukan Variabel Persyaratan Teknik
Variabel persyaratan teknik merupakan suatu
model penjabaran dari bahasa pelanggan ke dalam bahasa teknik pada perusahaan, sehingga
keinginan pelanggan dapat terpenuhi.
Adapun variable persyaratan teknik dapat dilihat
pada table berikut ini :
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
59
Tabel 12. Persyaratan Teknik[2]
Menentukan hubungan parameter.
Didalam mengidentifikasi hubungan
diantara tanggapan variable teknik, dimana
hubungan diantara tanggapan teknik menunjukan
kemungkinan hubungan yang terjadi. Dalam
penentuan hubungan interaksi ini sangat penting
karena jika terdapat salah satu variable dianggap
kritis dan perlu ditindaklanjuti, maka variable lain
yang berhubungan dengan variabel yang kritis
tersebut perlu diperhatikan.
Analisis Performan Alat
Perhitungan Biaya Produksi
Sebelum menghitung biaya produksi, kita
harus harus mengetahui waktu proses yang
diperlukan dari masing – komponen lihat pada
tabel 13
Tabel 13 Waktu Proses Pembuatan Alat Bantu
Gerinda Silindris
Langkah selanjutnya adalah melakukan
perhitungan biaya produksi serta harga jual produk
dari konsep yang terpilih lihat tabel 4.26:
Tabel 14 Biaya Produksi
Gambar. 11 Grafik Pengaruh Diameter Benda
Kerja Terhadap Kehalusan Benda Kerja Pada
Kecepatan Periferal Benda Kerja 2.94 m/menit
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
60
Gambar. 12 Grafik Pengaruh Kecepatan Periferal
Benda Kerja Terhadap Kehalusan Benda Kerja, Pada Diameter Benda Kerja 10 mm dan
Kecepatan Periferal Batu Gerinda 58.72 m/menit
Gambar. 13 Grafik Pengaruh Putaran Benda Kerja
Terhadap Kehalusan Benda Kerja, Pada Diameter
Benda Kerja 10 mm dan Kecepatan Periferal Batu
Gerinda 58.72 m/menit
Menentukan Analisa Teknik dan Nilai Target
Nilai Kepentingan relative merupakan suatu indicator variabel persyaratan teknik yang
memiliki karakteristik variabel persyaratan teknik
yang kritis mendapatkan skala prioritas untuk
diperhatikan dan ditindaklanjuti, dengan demikian
diharapkan dapat memenuhi harapan pelanggan.
Nilai tujuan perbaikan persyaratan teknik dapat
merupakan keunnggulan manfaat dari Alat Bantu
Gerinda Silindris tersebut.
KESIMPULAN
1. Berdasarkan data dan analisis yang telah
dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa
mesin bubut yang dimiliki memerlukan
penambahan fitur, yaitu Mesin Bubut tersebut
harus dipasang Alat Bantu gerinda Silindris.
2. Dari hasil evaluasi matriks tabel 4.8 dapat diketahui bahwa nilai total performans
terbesar adalah 89 yaitu terdapat pada
alternatif konsep ke 1, maka konsep desain
yang dipilih adalah konsep desain ke 1,
adapun Spesifikasi desain produk Alat Bantu
Gerinda Silindris :
a. Panjang Mesin 398 (mm)
b. Lebar Mesin 305 (mm)
c. Tinggi Mesin 307 (mm)
d. Daya Motor 0,75 (kw)
e. Putaran Motor 2850 (rpm)
f. Putaran Output 7480 (rpm)
3. Pada gambar 4.23 Koefisien Korelasi (R2)
yang dihasilkan adalah 0,708 , pada gambar
2.24 Koefisien Korelasi (R2) yang dihasilkan
adalah 0,675 , dan gambar 2.25 Koefisien
Korelasi (R2) yang dihasilkan adalah 0,697 ,
dari koefisien korelasi yang dihasilkan pada
ketiga gambar tersebut menunjukan hasil
koefisien korelasi positif, sehingga alat ini
layak untuk di produksi.
4. Dengan ditambahkannya alat bantu gerinda silindris pada mesin bubut yang ia miliki,
maka bengkel sudah bisa menyelesaikan
permasalahan yang dialami selama ini yaitu
hanya mengeluarkan dana Rp 3.758.496
bengkel tersebut sudah bisa mengerjakan
proses gerinda silindris dengan ketelitian yang
sesuai dengan yang diharapkan.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Rochim Taufiq 1993, “Teori dan Teknologi
Proses Permesinan “, Bandung, ITB.
[2] Mazur Glenn 2009-2010, “ Quality Function
Deployment Institute ,” QFD Institute.
[3] Pahl, G., and Beitz, W., 1996, “Engineering
Design A Systematic Approach”., New York,
Springer Verlag.
[4] Jose Carlos Miranda V, ” Product Design “ 2004, V Fail.
[5] Karmiadji Djoko W., 2009, ‘Format Penulisan
Tugas Akhir /Thesis “ Universitas Pancasila.
[6] Bonacorsi Steven, “ The Kano Model and Critical Quality Tree-229621,”html president
14 Clinton Street Salem NH 03779.
[7] Karl T. Ulrich , Steven D. Eppinger, ”
Perancangan dan Pengembangan Produk ”,
Mc Graw Hill Book Co.
[8] Sudiro Susanto., 2009, ”Manajemen Desain
Produk ,”PT. Mega Andalan Kalasan.
[9] Sularso, 1997, “Dasar Perencanaan dan
Pemilihan Elemen Mesin”, Pradyna Paramita,
Jakarta
Jurnal Ilmiah TEKNOBIZ Vol. 2 No. 1
61
[10] Djarwanto, “Statististik Induktif“,
Yogyakarta , BPFE
[11] Biglarbeigi Saeed, 2006-2010, “Product
Design Use QFD and Kano Model ,”
Reallnovation,CTQ Media.
[12] Sudjatmiko, 2006, “Analisa Kondisi
Pemotongan Terhadap Kekerasan Permukaan
Proses Gerinda Untuk Stopper Matras Dalam
Jig Cylinder Block,” Malang, TRANSMISI
Jurnal Teknik Mesin Universitas Merdeka
Malang ISSN 0216-3233.