Excavator

���������  ���  ������ ���������� ��� ��������� ��������

������� ���������� ���������� ������� �� �������� ����

�������� � � ������ �������� �������� ������ ����� ������ ���� ��� ��������� ������ ����� � ����� �������� ����� ������ �������� ������ ����� ���� ����� ������� ���������� ����� ������� ����� ����� ����������

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA 2008

DAFTAR ISI

BAB I .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. .............................................8 ......................8 PENDAHULUAN ............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. .......................... ...88 1.1 Latar belakang.................................................. belakang......................................................................... .............................................. .........................................8 ..................8 1.2 Tujuan ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ..................................... ..............88 1.3 Batasan masalah....................................... masalah.............................................................. .............................................. .............................................. .......................... ...88 1.4 Sistematika pembahasan .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................. ......88 DASAR TEORI ............................................. .................................................................... ............................................... ............................................... ........................... ....10 10 2.1 Definisi Excavator ........................................... .................................................................. .............................................. .......................................10 ................10 2.2 Jenis Excavator ............................................ ................................................................... .............................................. ...........................................10 ....................10 2.3 Komponen  Excavator .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................... ........15 15 2.4 Material Removal Processes Pr ocesses ........................................... .................................................................. .............................................. ......................... 17 2.4.1 Cutting .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 17 2.4.2 Machining ............................................. .................................................................... .............................................. ...........................................19 ....................19 2.5 Metal Joining Processes .............................................. ...................................................................... ............................................... ........................... ....20 20 2.5.1 GMAW (Gas (Gas Metal Arc Welding) .............................................. ..................................................................... ........................... ....20 20 2.5.2 Consumable material ........................................... ................................................................... ............................................... ........................... ....21 21 2.5.3 MG-50................................................... MG-50.......................................................................... .............................................. ...........................................22 ....................22 2.6 Kondisi Kerja.................... Kerja ........................................... .............................................. .............................................. .............................................. ......................... 23 BAB III ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ...........................................25 ....................25  TIPE PC200LC-7...................... PC200LC-7 ............................................. .............................................. .......................................25 ................25  EXCAVATOR ARM   EXCAVATOR ARM  TIPE 3.3 Perhitungan Pembebanan................................. Pembebanan........................................................ .............................................. .......................................33 ................33 3.4 Baja (steel) ........................................... .................................................................. ............................................... ............................................... ........................... ....40 40

3.5 Mild steel ............................................. .................................................................... ............................................... ............................................... ........................... ....44 44 3.6 Proses pembuatan excavator arm ..................................................................................45 3.7 Inspection......................................... Inspection................................................................ ............................................... ............................................... ........................... ....49 49 3.8 Finishing .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 51 BAB IV ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ...........................................55 ....................55 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................ .................................................................... ............................................... ........................... ....55 55 4.1 Kesimpulan .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 55 4.2 Saran ............................................. .................................................................... .............................................. .............................................. ................................... ............56 56 DAFTAR PUSTAKA..................... PUSTAKA ............................................ .............................................. .............................................. ...........................................57 ....................57

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Standard bucket ............................................. .................................................................... .............................................. ...............................10 ........10 Gambar 2.2. Ripper bucket ............................................ ................................................................... .............................................. ...................................11 ............11 Gambar 2.3. Trapezoidal bucket ........................................... ................................................................... ............................................... ........................... ....11 11 Gambar 2.4. Slope finishing bucket .............................................. ..................................................................... ...........................................11 ....................11 Gambar 2.5. Ditch cleaning bucket ........................................... .................................................................. .............................................. ......................... 12 Gambar 2.6. Single shank ripper.................... ri pper........................................... .............................................. ............................................... ............................ ....12 12 Gambar 2.7.Three shank ripper ............................................ .................................................................... ............................................... ........................... ....12 12 Gambar 2.8. Clamshell bucket .............................................. ..................................................................... ............................................... ............................ ....13 13 Gambar 2.9. Chip bucket  ........................................... .................................................................. .............................................. .......................................13 ................13 Gambar 2.10. Spike hammer .............................................. ..................................................................... .............................................. ...............................13 ........13 Gambar 2.11. Grapple ........................................... .................................................................. .............................................. ...........................................14 ....................14 Gambar 2.12. Lifting magnet ............................................. .................................................................... .............................................. ...............................14 ........14 Gambar 2.13. Scrap grapple .............................................. ..................................................................... .............................................. ...............................14 ........14  fork excavator ........................................... Gambar 2.14. Magnet  fork excavator  .................................................................. ...........................................15 ....................15

Gambar 2.15. Boom ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ......................... 15 Gambar 2.16. Arm .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ......................... 15 Gambar 2.17. Bucket .............................................. ..................................................................... .............................................. ...........................................16 ....................16 Gambar 2.18. Boom Cylinder ............................................ ................................................................... .............................................. ...............................16 ........16 Gambar 2.19. Arm Cylinder ........................................... .................................................................. .............................................. ...................................16 ............16  Bucket Cylinder .............................................. Gambar 2.20. Bucket Cylinder  ...................................................................... ............................................... ........................... ....16 16

Gambar 2.21. Upper structure.................................... st ructure........................................................... .............................................. .......................................16 ................16 Gambar 2.22. Operator cab ........................................... .................................................................. .............................................. ...................................17 ............17 Gambar 2.23. Center frame........................................ frame............................................................... .............................................. .......................................17 ................17 Gambar 2.24. Left and right undercarriage................................... undercarria ge.......................................................... ...........................................17 ....................17

Gambar 2.25. Others .............................................. ..................................................................... .............................................. ...........................................17 ....................17 Gambar 2.26. Las oksi asitelin....................................... asitelin.............................................................. .............................................. ...................................18 ............18 Gambar 2.27. Drilling and Borring machine ............................................ ................................................................... ...............................19 ........19 Gambar 2.28. Drilling and Boring ............................................ ................................................................... .............................................. ......................... 19 Gambar 2.29. Turning ............................................ ................................................................... .............................................. ...........................................20 ....................20 Gambar 2.30. Milling machine ma chine ............................................. ..................................................................... ............................................... ........................... ....20 20 Gambar 2.31. Peralatan GMAW................................................... GMAW.......................................................................... ...........................................21 ....................21 Gambar 2.32. Welding Position..................................... Posi tion............................................................ .............................................. ...................................22 ............22 Gambar 2.33. Wider working range ............................................. .................................................................... ...........................................23 ....................23 Gambar 2.34. Larger production............................ production................................................... .............................................. ...........................................23 ....................23 Gambar 2.35. Larger digging force, larger lifting capacity ............................................. .....................................................24 ........24 Gambar 2.36. Heavy Heav y duty work ............................................ .................................................................... ............................................... ........................... ....24 24 Gambar 3.1 Dimensi excavator  komatsu   komatsu PC200LC-7 ............................................ ............................................................26 ................26 Gambar 3.2 Working range excavator  komatsu  komatsu PC200LC-7..................................................27 Gambar 3.3. Klasifikasi material .............................................. ..................................................................... .............................................. ......................... 28 Gambar 3.4. Cost ........................................... .................................................................. ............................................... ............................................... ........................... ....31 31 Gambar 3.5. Bagian-bagian excavator arm excavator arm .............................................................................31  Excavator arm ........................................... Gambar 3.6. Excavator arm .................................................................. .............................................. ...................................33 ............33

Gambar 3.7. Skema pembebanan....................... pembebanan.............................................. .............................................. .............................................. ......................... 34 Gambar 3.8. Front hydraulic cylinder pivot..................................................... pivot............................................................................ ......................... 37 Gambar 3.9. Bushing slider ........................................... .................................................................. .............................................. ...................................38 ............38 Gambar 3.10. Hydraulic Cylinder Bracket Arm....................... Arm .............................................. .............................................. ......................... 39 Gambar 3.11. Grafik Grafi k tegangan vs regangan............................................................. regangan.............................................................................40 ................40 Gambar 3.12. Komponen-komponen excavator arm.................................... arm........................................................... ........................... ....45 45 Gambar 3.13. Hydraulic cylinder bracket arm.......................... a rm................................................. .............................................. ......................... 45 Gambar 3.14. Hydraulic cylinder bracket bucket ............................................ ................................................................... ......................... 46

Gambar 3.15. Front hydraulic cylinder pivot...........................................................................46 Gambar 3.16. Back hydraulic cylinder pivot ...........................................................................47 Gambar 3.17. Slider bushing ...................................................................................................47 Gambar 3.18. Excavator arm ...................................................................................................48 Gambar 3.19. Excavator arm dan komponen lainnya .............................................................48 Gambar 3.20. Liquid penetrant inspection...............................................................................49 Gambar 3.21. Ultrasonic inspection.........................................................................................50 Gambar 3.22. Radiography inspection.....................................................................................50

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Recommended welding parameters........................................................................21 Tabel 2.2. Chemical composition of  MG-50............................................................................22 Tabel 2.3. Mechanical Properties of MG-50...........................................................................22 Tabel 2.4. Recommended welding parameters........................................................................23 Tabel 3.1 Dimensi excavator  komatsu PC200LC-7 ................................................................26 Tabel 3.2 Working range excavator  komatsu PC200LC-7......................................................27 Tabel 3.3 Kombinasi bucket , arm dan boom ...........................................................................28 Tabel 3.4 Mechanical Properties..............................................................................................29 Tabel 3.5 Physical Properties...................................................................................................29 Tabel 3.6. Recommended welding parameters ........................................................................32 Tabel 3.7. Safety factor untuk material dengan beberapa kondisi kerja ..................................37 Tabel 3.8 Mechanical Properties pada standard ASTM ..........................................................40 Tabel 3.9 Chemical Properties pada standard ASTM..............................................................41 Tabel 3.10 Chemical Properties pada standard ISI..................................................................42

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

 Excavator   berfungsi sebagai alat bantu dalam melakukan pekerjaan harus memiliki

faktor keselamatan yang baik. Faktor keselamatan tersebut dapat berupa pemilihan material yang tepat dan sesuai dengan kondisi kerja dari excavator , desain excavator , maupun pada saat proses pembuatan excavator .  Excavator  arm  adalah salah satu komponen dari excavator   yang berfungsi sebagai

penghubung antara bucket   dengan boom. Bagian dari arm yang kritis terhadap pembebanan adalah pada kedua ujungnya. Material pada bagian tersebut harus mampu menahan bebanbeban yang terjadi. 1.2 Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah : a. Mengetahui pemilihan material yang sesuai untuk excavator arm . b. Mengetahui proses manufaktur excavator arm . 1.3 Batasan masalah

a. Proses pemilihan material excavator arm. b. Proses manufaktur excavator arm. 1.4 Sistematika pembahasan

Untuk mempermudah penulis dan para pembaca maka penulisan makalah ini menggunakan sistematika sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini dijelaskan tentang latar belakang, tujuan, dan batasan masalah pada proses pembuatan excavator arm. BAB II DASAR TEORI Dasar teori merupakan bagian yang berisikan dasar-dasar teoritis atau konsep-konsep yang digunakan sebagai dasar pemikiran untuk membahas dan menjelaskan tentang sesuatu hal yang ada hubungannya dengan proses pembuatan excavator arm .

BAB III PROSES PEMBUATAN  EXCAVATOR ARM  Pada bab ini dijelaskan tentang pemilihan material, kondisi kerja dan proses manufaktur untuk pembuan excavator arm . BAB IV PENUTUP Dalam bab ini penulis menjelaskan tentang kesimpulan dan saran dari hasil penelitian yang telah dilakukan.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Definisi Excavator

 Excavator   merupakan salah satu alat berat yang digunakan untuk memindahkan

material. Tujuannya adalah untuk membantu dalam melakukan pekerjaan yang sulit agar menjadi lebih ringan dan dapat mempercepat waktu pengerjaan sehingga dapat menghemat waktu. Excavator  banyak digunakan untuk : 1. Menggali parit, lubang, dan pondasi 2. Pengahancuran gedung 3. Meratakan permukaan tanah 4. Mengangkat dan memindahkan material 5. Mengeruk sungai 6. Pertambangan Beberapa

bidang

industri

yang

menggunakannya

antara

lain

konstruksi,

pertambangan, infrastruktur dan sebagainya. 2.2 Jenis Excavator

Dengan adanya perbedaan kebutuhan dari masing-masing bidang industri, maka para perusahaan pembuat excavator   melengkapi unitnya dengan berbagai jenis excavator  berdasarkan fungsinya.  Excavator   diklasifikasikan berdasarkan jenis bucket nya diantaranya yaitu sebagai berikut : 1. Standard  bucket   meerupakan jenis yang paling banyak digunakan karena penggunaannya yang fleksible untuk beberapa kondisi pekerjaan.

Gambar 2.1. Standard bucket

2.  Ripper bucket   cocok digunakan untuk menggali lapisan bebatuan atau tanah liat yang keras. Bucket  jenis ini memiliki penetrasi yang cukup dalam.

Gambar 2.2. Ripper bucket

3. Trapezoidal bucket  digunakan untuk membuat saluran atau kanal irigasi

Gambar 2.3. Trapezoidal bucket

4. Slope finishing bucket   digunakan untuk meratakan permukaan tanah karena memiliki bucket   yang datar dan lebar. Biasa digunakan untuk meratakan jalan, kanal, sisi

lereng, sisi sungai, dll.

Gambar 2.4. Slope finishing bucket

5.  Ditch cleaning bucket   cocok digunakan untuk membersihkan sungai atau mengeruk lumpur dari dasar sungai.  Bucket  ini memiliki beberapa lubang yang berfungsi sebagai tempat keluarnya air.

Gambar 2.5. Ditch cleaning bucket

6. Single shank ripper   digunakan untuk mempersiapkan lahan untuk digali terutama yang memiliki lahan bebatuan dan digunakan juga untuk mencabut akar atau batang pohon.

Gambar 2.6. Single shank ripper

7. Three shank ripper   merupakan alat yang efisien untuk menggali batu pada lereng, menghancurkan dan mengangkat pondasi beton, dan juga untuk mencabut akar atau batang pohon.

Gambar 2.7.Three shank ripper

8. Clamshell bucket  digunakan untuk memindahkan material.

Gambar 2.8. Clamshell bucket

9. Coal bucket  dan  chip bucket   sangat efisien dan aman ketika digunakan untuk menangani material seperti batubara, pecahan batu, dll.

Gambar 2.9. Chip bucket

10. Spike hammer   cocok digunakan untuk menghancurkan struktur beton, lereng bendungan, dll.

Gambar 2.10. Spike hammer

11. Grapple digunakan untuk mengangkat batang kayu.

Gambar 2.11. Grapple

12. Lifting  magnet digunakan untuk mengangkat dan memindahkan bahan-bahan yang terbuat dari logam.

Gambar 2.12. Lifting magnet

13. Scrap grapple   digunakan untuk mengangkat dan memindahkan material dengan bentuk yang tidak beraturan. Memiliki empat buah cakar yang dapat membuka dan menutup dengan silinder hidrolik masing-masing.

Gambar 2.13. Scrap grapple

14. Magnet   fork excavator   yang didasarkan pada lifting  magnet dan  fork   yang memberikan performa pengoperasian dalam penanganan potongan-potongan material yaitu dengan mengkombinasikan gaya magnet dan gaya penekanan  fork .

Gambar 2.14. Magnet fork excavator

 Bucket   yang berbeda akan berpengaruh terhadap komponen-komponen yang lainnya,

terutama tingkat pembebanan yang berbeda. Sehingga desain pada excavator   dapat berubah menyesuaikan jenis dan bentuk dari bucket .

2.3 Komponen Excavator

 Excavator  terdiri dari beberapa komponen, yaitu : 1) Work equipment assembly

1.  Boom

Gambar 2.15. Boom

2.  Arm

Gambar 2.16. Arm

•

 Bucket 

Gambar 2.17. Bucket •

Cylinder 

a.  Boom cylinder 

Gambar 2.18. Boom Cylinder

b.  Arm cylinder 

Gambar 2.19. Arm Cylinder

c.  Bucket cylinder 

Gambar 2.20. Bucket Cylinder

2) Upper structure

Gambar 2.21. Upper structure

3) Operator cab

Gambar 2.22. Operator cab

4) Center frame

Gambar 2.23. Center frame

5)  Left and right undercarriage

Gambar 2.24. Left and right undercarriage

6) Others

Gambar 2.25. Others

2.4 Material Removal Processes 2.4.1 Cutting

Cutting  adalah proses pemotongan material sesuai dengan dimensi yang diinginkan

menggunakan mesin pemotong atau dengan menggunakan blander las potong. Mesin pemotong digunakan untuk memotong bentuk yang sederhana seperti pemotongan pipa, beam, stiffener , channel , dll. Sedangkan untuk bentuk-bentuk yang rumit biasanya dengan

menggunakan gas cutting.

Gambar 2.26. Las oksi asitelin

Pemotongan logam dengan menggunakan api oksi asitelin adalah memisahkan sebagian logam dari logam induknya dengan cara reaksi kimia yaitu reaksi antara logam dengan gas oksigen. Bila pemberian oksigen dilakukan dengan cepat atau disemburkan ke logam yang telah mencair setempat akan tersorong lari dan terjadi celah sehingga logam tersebut dapat terpotong. Intensitas pemanasan yang tinggi diperlukan pada saat pemotongan akan dimulai, tetapi penggunaan intensitas pemanasan yang lebih rendah dapat dipakai bila pemotongan telah berlangsung. Ada beberapa macam bahan bakar gas yang umum digunakan untuk pemanasan pada proses pemotongan logam dengan oksigen. Beberapa faktor yang merupakan pertimbangan dalam memilih penggunaan bahan bakar untuk pemanasan pada proses memotong antara lain: •

Pengaruh pada kecepatan potong.

•

Waktu yang diperlukan untuk pemanasan sebelum dipotong.

•

Harga bahan bakar gas.

•

Biaya penggunaan oksigen yang diperlukan untuk pembakaran gas secara efisien.

•

Ketersedian bahan bakar gas dipasaran lokal dan mudah dipindahkan sesuai dengan keperluan kerja.

•

Bahan bakar gas yang biasa digunakan yaitu gas propan, asitelin, hidrogen, dan LPG. Pada dunia industri bahan bakar gas yang digunakan yaitu LPG karena mudah didapat dan harganya relatif murah. Selain itu juga kualitas hasil pemotongan yang tidak jauh berbeda dengan bahan bakar gas lainnya.

2.4.2 Machining

 Machining  merupakan proses pengerjaan material dengan melakukan proses

permesinan yaitu dengan menggunakan lathe machine, milling machine, grinding machine, drilling and boring machine .

Gambar 2.27. Drilling and Borring machine

1)  Drilling adalah proses pembuatan lubang 2)  Boring adalah proses pembesaran ukuran dari lubang yang telah dibuat sebelumnya.

Gambar 2.28. Drilling and Boring

Mesin yang digunakan sebenarnya sama saja perbedaannya hanya terletak pada fungsinya saja. Mesin yang digunakan pada pengerjaan material di dalam pabrik biasanya yang menggunakan sistem magnet sebagai pondasi dari mesin tersebut.

3) Turning  (bubut) adalah proses pengerjaan material yang berbentuk silindris. Mesin bubut dapat melakukan pengerjaan seperti pembuatan  fillet, chamfer , lubang, ulir, konis dan lain-lain.

Gambar 2.29. Turning

4)  Milling  (frais) adalah proses perataan permukaan dengan menggunakan cutter   yang berputar.

Gambar 2.30. Milling machine

2.5 Metal Joining Processes 2.5.1 GMAW (Gas Metal Arc Welding)

GMAW adalah salah satu jenis proses pengelasan yang menggunakan busur api listrik sebagai sumber panas untuk mencairkan, yang menggunakan gas sebagai pelindung dan elektrodanya sebagai bahan pengisi atau umpan. Karakteristik GMAW : •

Busur listrik dikenakan antara kawat electrode dengan benda kerja

•

Pemakanan kawat electrode berjalan secara kontinu dengan kecepatan yang konstan

•

Perlindungan terhadap nyala busur dan hasil las dilakukan dengan selubung gas

Gambar 2.31. Peralatan GMAW

Peralatan pokok dari GMAW diantaranya yaitu : •

Power supply

•

Welding machine

•

Electrode dan perlatan feedingnya

•

Electrode holder dan welding gun

•

Supply gas mulia

2.5.2 Consumable material

Pada proses pengelasan dengan menggunakan consumable material   seperti electrode atau kawat las diperlukan adanya kesesuaian antara  filler metal dengan base metal agar diperoleh struktur mikro yang uniform. Jenis-jenis elektrode atau kawat las adalah sebagai berikut : Tabel 2.1. Recommended welding parameters

Welding Position

Diameter 2.6mm

3.2mm

4.0mm

5.0mm

6.0mm

F, HF, H 55-85A 90-130A 130-180A 180-240A 210-310A VU, OH 50-80A 80-120A 110-170A 150-200A

-

Tabel diatas menunjukkan parameter pengelasan yang dianjurkan sesuai dengan diameter elektroda dan posisi pengelasan yang dilakukan seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.19.

Keterangan : F : Flat HF : Horizontal Fillet H : Horizontal OH : Over Head VU : Vertical Up Gambar 2.32. Welding Position

2.5.3 MG-50

Memiliki kode ASME A.5.18 dan AWS ER70S-G yang merupakan jenis kawat las untuk baja karbon sedang. Kawat las ini digunakan pada pengelasan GMAW dengan CO 2 sebagai shielding gas dan sangat cocok untuk  flat, horizontal dan fillet welding. Pemakaian arus yang tinggi sangat dianjurkan jika menggunakan kawat las ini. Tabel 2.2. Chemical composition of  MG-50

Elements (%) Example

C

Si

Mn

P

S

Cu

Al

Ti+Zr

0.04

0.73

1.64

0.010

0.010

0.23

0.01

0.22

Quaranty ≤ 0.15 0.55- 1.40- ≤ 0.030 ≤ 0.030 ≤ 0.50 ≤ 0.10 ≤ 0.30 1.10

1.90

Tabel 2.3. Mechanical Properties of  MG-50

Mechanical Properties

Example Quaranty

Optimum

Tensile

Elongation

Impack

Stress

Stress

(%)

Value

(MPa)

(MPa)

490

570

30

-18oC : 100

420

530

34

-18oC : 110

≥ 400

≥ 480

≥ 22

-18oC ≥ 27

(J)

Optimum stress  merupakan batas optimal yang dapat dicapai suatu material untuk

dapat kembali kebentuk semula ketika dilakukan uji tarik. Tensile strees merupakan batas atas dari fasa elastis dari suatu material. Elongation merupakan pertambahan panjang dari suatu material yang dapat dicapai dan sudah memasuki fasa plastis. Sedangkan impack value merupakan harga impack   suatu material pada kondisi temperatur material dibawah

0oC. Tabel 2.4. Recommended welding parameters

Welding Position

Diameter 1.0mm

1.2mm

1.4mm

1.6mm

F

50-220A 100-350A 150-450A 200-550A

H

50-220A 100-300A 150-350A 200-400A

2.6 Kondisi Kerja

Dibawah ini beberapa kondisi kerja yang disesuaikan dengan kombinasi dari ukuran bucket , panjang arm dan panjang boom untuk hydraulic excavator  agar bekerja dengan baik.

a. Wider working range kombinasi yang dipakai yaitu menggunakan long arm, long boom dan small capacity bucket .

Gambar 2.33. Wider working range

b.  Larger production  kombinasi yang dipakai yaitu menggunakan short boom, short arm dan large capacity bucket .

Gambar 2.34. Larger production

c.  Larger digging force, larger  lifting capacity kombinasi yang dipakai yaitu menggunakan short arm dan ripper  atau narrow bucket .

Gambar 2.35. Larger digging force, larger lifting capacity

d.  Heavy duty work   kombinasi yang dipakai yaitu menggunakan strengthened  boom strengthened arm dan heavy duty bucket .

Gambar 2.36. Heavy duty work

Jadi kombinasi dari boom  dan arm  pada berbagai posisi sangat berpengaruh pada kapasitas dari bucket .

BAB III

 EXCAVATOR ARM  TIPE PC200LC-7

3.1 Excavator Arm

Pada makalah ini digunakan excavator   komatsu tipe PC200LC-7 sebagai acuan dalam penentuan desain arm  dan pemilihan material. Desain yang digunakan pada makalah ini adalah desain yang sudah dipakai dan diproduksi oleh komatsu. Fokus dari makalah ini adalah pada proses pemilihan material, dimana analisa yang dilakukan berdasarkan desain bertujuan untuk menghitung tensile stress  dan menentukan titik kritis akibat pembebanan bucket  dan material yang dipindahkan pada saat bekerja.

Bagian excavator  arm  yang rentan terhadap pembebanan adalah pada hydraulic cylinder bracket , bushing slider dan hydraulic cylinder arm pivot. Pada ketiga bagian tersebut

memiliki luas penampang yang kecil dibandingkan dengan body arm, sehingga dibutuhkan material yang kuat terhadap beban kerja yang ditanggung oleh excavator arm. Konstruksi dari excavator arm seluruhnya bertumpu pada body excavator arm , baik itu bracket  untuk cylinder hydraulic, excavator arm pivot   dan excavator bucket . Berdasarkan desainnya body excavator  arm  harus bisa menahan beban keseluruhan excavator  arm  dan excavator  bucket   beserta isi maximum dari bucket nya.  Hydraulic cylinder  bracket   pada excavator  arm  harus mampu menahan beban kejut yang besar. Beban kejut terjadi akibat

besarnya gaya kerja yang terjadi pada bucket . Spesifikasi dari excavator   komatsu tipe PC200LC-7 adalah sebagai berikut : a. Dimensi

Dimensi dari excavator  komatsu tipe PC200LC-7 terdapat pada tabel di bawah ini.

Tabel 3.1 Dimensi excavator komatsu PC200LC-7

Gambar 3.1 Dimensi excavator komatsu PC200LC-7

 b. Working Range

Working range dari excavator   komatsu tipe PC200LC-7 terdapat pada tabel di bawah

ini. Tabel 3.2 Working range excavator komatsu PC200LC-7

Gambar 3.2 Working range excavator komatsu PC200LC-7

c.  Backhoe Bucket, Arm, And Boom Combination

Kombinasi dari backhoe bucket , arm  dan boom   dapat menghasilkan kinerja yang optimal seperti terdapat pada tabel di bawah ini. Tabel 3.3 Kombinasi bucket, arm dan boom

3.2 Material Selection

Secara garis besar material dibagi dalam beberapa kelompok besar. Fungsi yang spesifik dari material bisa di tentukan apabila induk materialnya sudah di ketahui. Setiap material mempunyai struktur, mechanical properties, physical properties , dan modification  properties yang berbeda-beda.

Gambar 3.3. Klasifikasi material

Tabel 3.4 Mechanical Properties

Tabel 3.5 Physical Properties

Dalam pengembangan sebuah model (part ) baru pasti akan diikuti oleh beberapa pertanyaan seperti : Benda seperti apa itu? Apa fungsinya? dan bagaimana cara kerja mesin itu?. Untuk menjawab semua pertanyaan itu diperlukan penetapan sifat-sifat kerja dari  part  yang sesuai dengan desain, kemampuan material yang digunakan secara garis besar dan proses yang akan digunakan. Cara ini bisa dilakukan untuk menyaring kelas material dan proses mana yang akan digunakan. Pemilihan dari kemampuan material dibagi menjadi 5 kategori yaitu : 1. Sifat operasi ( functional requirement ) dari part  Sifat operasi berhubungan langsung dengan karakteristik dari pembebanan yang diterima  part   secara langsung. Apakah  part   itu menerima beban gesek, beban tarik, beban geser, beban kejut, dll. 2. Kondisi operasi part  (resistance to service condition ) Kondisi lingkungan tempat beroperasi mempunyai peran yang sangat penting dalam menentukan suatu material. Contohnya lingkungan

yang memungkinkan

terjadinya korosi, seperti lingkungan bertemperatur rendah, berdampak merugikan bagi kebanyakan material. 3. Kemampuan Proses ( process ability requirement ) Kemampuan proses suatu material bisa dinilai dari kemampuan  part   tersebut untuk dikerjakan dan dibentuk menjadi barang jadi. Contohnya  part tersebut memiliki sifat castability, formability, machinability, weldability, dan hardenability. 4. Cost Harga biasanya menjadi faktor penting dalam evaluasi material karena tidak sedikit aplikasi yang mempunyai batasan budget. Penentuan harga biasanya dibandingkan dengan aplikasi yang akan di gunakan.

Gambar 3.4. Cost

5. Ketahanan uji (reliability requirement ) Ketahanan uji bisa diartikan kemungkinan akan ketahanan suatu material terhadap fungsi tanpa adanya kerusakan atau kegagalan proses.  Excavator arm terdiri dari beberapa  part   yang di rakit menjadi satu kesatuan. Masing

masing  part   mempunyai peranan yang berbeda-beda. Oleh karena itu maka material yang digunakan untuk setiap bagian  part  akan berbeda-beda pula.  Hydraulic Cylinder  Bracket Arm  Bushing slider  Hydraulic Cylinder  Bracket Bucket  Body excavator arm

Front hydraulic Cylinder Pivot

 Back hydraulic Cylinder Pivot

Gambar 3.5. Bagian-bagian excavator arm

Konstruksi dari excavator arm seluruhnya bertumpu pada body excavator arm , baik itu bracket  untuk hydraulic cylinder , excavator arm pivot dan excavator bucket . Berdasarkan desainnya body excavator arm   harus bisa menahan beban keseluruhan excavator arm   dan excavator  bucket   beserta isi maximum dari bucketnya .  Hydraulic cylinder bracket   pada excavator arm  harus mampu menahan beban kejut yang besar. Beban kejut yang besar dan

berulang-ulang terjadi akibat besarnya gaya kerja yang terjadi pada bucket   pada waktu awal pengerukan. Proses  joining  pada excavator arm   menggunakan proses las (welding) oleh karena itu material yang diperlukan harus mempunyai sifat mampu las yang baik. Jadi body excavator arm  idealnya memiliki sifat tahan kejut, mampu las baik, ulet ( ductile) dan mudah

diproses. Tabel 3.6. Recommended welding parameters

Spesifikasi material

Sifat operasi (functional requirement)

Kondisi operasi (resistance to service condition)

Steel

x

x

Stainless steel

x

x

Aluminum alloy

x

Copper / copper alloy

x

Titanium

x

Processes Cost Reliability ability requirement requirement x

x

Total point

x

5

x

3

x

2

x

x

2 2

Nickel

x

x

2

Magnesium alloy

x

x

2

Plastic Composite Ceramic

x x

1

x

x

3

x

x

2

Berdasarkan hasil tabel di atas maka material yang sesuai dengan spesifikasi yang diperlukan adalah baja. Baja mempunyai sifat tahan kejut yang baik, mudah untuk ditreatment tahan karat, mudah untuk diproses, harga relative murah, mempunyai sifat wear resistant yang baik dan mempunyai weldability yang baik. 3.3 Perhitungan Pembebanan

Untuk mendapatkan besarnya tensile stress minimal pada arm, maka terlebih dahulu dicari gaya ( force) yang terjadi pada plat penahan pin cylinder arm nya. Pada bagian inilah yang mengalami stress paling besar, karena dibutuhkan sejumlah momen yang sama besarnya untuk memposisikan arm kurang lebih sejajar dengan posisi areal kerja. Untuk melakukan perhitungan pembebanan maka dilakukan perhitungan pada 2 kondisi yaitu : 1. Kondisi pada saat pengangkatan beban 2. Kondisi pada saat melakukan digging

Gambar 3.6. Excavator arm

1. Kondisi pada saat pengangkatan beban Massa sand dengan volume bucket  penuh;

ρsand  (wet ) = 2230 kgm-3

untuk volume bucket  0.86 m 3, maka massa sand  (wet ) ; Msand =

kg

= 1917.8 kg Volume aktual biasanya melebihi volume maksimal bucket , maka massa aktualnya kemungkinan bisa mencapai dua kali dari perhitungan, Msand =

kg

= 3835.6 kg Dengan mengambil nilai massa bucket  yang terdapat dalam komatsu handbook (M bucket = 767 kg), maka: ms-2

= kgms-2

= = 45151.506 N

Massa arm pada komatsu handbook yaitu 955 kg maka = 2523.1753 Nm -1

Q=

Nilai Q diasumsikan memberikan beban secara merata keseluruh bagian arm FA

FB Q = 2523.1753 Nm -1

A

B FAC

Rc

FBC

y =0.813 m

x = 2.9 m Gambar 3.7. Skema pembebanan

Maka momen pada titik C (M C) ΣMC = 0

��� � ������ � �FA� � � � ������ � �FB� � � � ���� � �� � � ����� �

��� � ������ � ��2523.1753 � ������ � � � � ������� � �� 2523.1753 � ���� � �� � ����� �

�45151.506 � ����� �

��� � ������ � ��2051.3415189 � ������� � � 7317.20837 � ����� � �45151.506 � ����� �

��� � ������ � �833.87�� �10609.95� � �130939.36�� �

��� � ������ � ���������

�� �

= 173080.59 N

Maka momen pada titik B (M B) ΣMB = 0

��� � ������ � �FA� � ������� � �� � � ����� �FB� � ����� � �

�173080.59 � ������ � �2051.3415189  � ������� � ��� � ���� � �7317.20837 � ������ �

����������� � �������� � �� � � ���� � �10609.95 �� �

��� � ���� � ����������

�� �

= 225548.98 N

Dengan gaya gaya yang sudah diketahui maka kita dapat menghitung tegangan tarik ( tensile stress) pada beberapa titik pembebanan yaitu : 1. Front hydraulic cylinder pivot

Gambar 3.8. Front hydraulic cylinder pivot

A=pxl = 127 x 85 = 10795 mm 2

σ= = = 4.183 MPa

Tabel 3.7. Safety factor untuk material dengan beberapa kondisi kerja ��������

������ ����

���� ����

����� ����

5 �� �

� �� 12

1� �� 20

������� ����

4

�

10 �� 15

�����

4

�

12 �� 1�

���� �������� ��� �����

�

�

15

�������

�

12

15

������

�

10 �� 15

20

���� ����

Sumber: A Text Book of Machine Design, R. S. Khurmi, J. K. Gupta

Untuk material steel pada kondisi shock load maka tegangan tarik yang diizinkan adalah :

σ = 4.183 MPa x 14 = 58.557 MPa

2.  Bushing slider

Gambar 3.9. Bushing slider

A=pxl = 154.6 x 94 = 14532.4 mm 2

σ= = = 15.66 MPa

Untuk material steel pada kondisi live load maka tegangan tarik yang diizinkan adalah :

σ = 15.66 MPa x 14 = 219.263 MPa 3.  Hydraulic Cylinder Bracket Arm

Gambar 3.10. Hydraulic Cylinder Bracket Arm

A = 2 x (p x l) = 2 x (50 x 70) = 7000 mm 2

σ= = = 24.726 MPa Untuk material steel pada kondisi live load maka tegangan tarik yang diizinkan adalah :

σ = 24.726 MPa x 14 = 346.163 MPa

Dengan

mengambil

ultimate stress terbesar

yaitu

maka dapat disesuaikan

dengan jenis material

yang

memiliki nilai ultimate

carbon stressnya

steel

mendekati

440.72

nilai

nilai tersebut.

MPa,

Gambar 3.11. Grafik tegangan vs regangan

Penentuan spesifikasi baja harus diatas dari nilai yield point, karena pada fase ini material belum memasuki fase  plastic elongation  dimana benda kerja akan kembali ke bentuk semula. Berdasarkan hasil perhitungan di atas maka baja yang cocok adalah baja yang mempunyai yield point 185 MPa. 3.4 Baja (steel)

Baja merupakan campuran antara iron dan carbon, dengan kandungan baja maximum 1.5%. Carbon berperan dalam membentuk iron carbide, karena sifat mampu untuk meningkatkan hardness/kekerasan dan strength/kekuatan dari baja. Elemen lain seperti silicon, sulphur, phosforus dan mangan juga mempengaruhi baik itu menambah atau mengurangi dari properti baja. Kebanyakan pada saat ini baja dibentuk dalam bentuk  plain carbon steel. Carbon steel   di definisikan sebagai baja yang mempunyai kandungan karbon

dan tidak mengandung 0.5% silicon dan 1.5% mangan. Plain carbon steel berkisar antara 0.06% sampai dengan 1.5% carbon yang dibagi-bagi menjadi beberapa jenis carbon steel. 1. Low Carbon or mild Steel

up to 0.30% carbon

2. Medium carbon Steel

0.30% to 0.60% carbon

3. High carbon steel

lebih dari 0.60% carbon

Berdasarkan standard ASTM maka dipilih material mild steel dengan type A 283 grade B dengan mechanical properties sebagai berikut : Tabel 3.8 Mechanical Properties pada standard ASTM

Tabel 3.9 Chemical Properties pada standard ASTM

Jika kita menggunakan Indian Standard (IS : 1570-1961) plain carbon steel di tandai dengan huruf ‘C’ dan diikuti dengan jumlah carbon yang terkandung di dalamnya. Pada standard ISI material excavator arm menggunakan type C20 berarti plain carbon steel mengandung 0.15% - 0.25% carbon dan mangan 0.60-0.90%. Berdasarkan tabel ISI di bawah ini diperlihatkan komposisi dan applikasi dari plain carbon steel. Tabel 3.10 Chemical Properties pada standard ISI

ISI designation

Composition Uses Carbon

Manganese

C 07

0.12 max

0.5 max

C 10

0.15 max

0.3 - 0.5

Case hardening steel untuk pembuatan cam

0.4 - 0.7

shaft, gear beban rendah, cams, pin, spindle,

C 14

0.10 - 0.18

Cold forming dan deep drawing

ratchet, rantai dll. Produk deep drawing dan forming tool produk lainnya.

C20

0.15 - 0.25

0.6 - 0.9

Baja serba guna untuk konstruksi stress

C25

0.20 - 0.30

0.3 - 0.6

rendah, untuk aircraft socket, bracket dng tingkat stress rendah, levers, baut, fan blade camshaft dll

C30

0.25 - 0.35

0.6 - 0.9

untuk pembuatan cold formed part seperti tangki sepeda motor, lengan rem. Setelah proses (Case) Hardening, tempering, baja ini bisa digunakan u/ sprocket, tie rod, tube, automobile dan furniture

C35

0.3 - 0.4

0.3 - 0.6

di gunakan untuk low stress part dan auto-

mobile tubes dan fastners

C40

0.35 - 0.45

0.6 - 0.9

Chrankshaft, shaft, spindle, pushrods, automobil axle, connecting rod, gear(forged) dan part yang membutuhkan strenght dan resistant

C45

0.40 - 0.55

0.60 - 0.90

Spindle mesin produksi, crankshaft, baut, gear beban ringan

C50

0.45 - 0.55

0.6 - 0.9

Kunci, crank shaft, cylinder dan part mesin yang membutuhkan wear resistance yang sedang

C55

0.50 - 0.60

0.50 - 0.65

gear, coil spring, cylinder, cam, kunci, crankshaft

C60

C65

0.55 - 0.65

0.60 - 0.70

0.50 - 0.80

Clutch spring, Hardened screw and bolt, axle

0.50 - 0.80

locomotive carriage wagon tyre, engine valve spring, small washer.

C70

0.65 - 0.70

0.50 - 0.80

Baffle spring, shock absorber, unhardened gear and worm and clutch plate

C80

0.75 - 0.85

0.5 - 0.80

C113

1.05 -1.20

0.5 - 0.80

Shear blade, scrapper

Leaf and coil spring, harrow disk, kunci,

taps, twist drill

3.5 Mild steel •

Mild steel mengandung 0.15-0.45%C. Mempunyai sifat murah, kuat digunakan untuk konstruksi, automobile dan packaging.

•

Semua baja mempunyai massa jenis (density) yang tinggi dan Modulus Young yang tinggi. Kekuatan dari mild steel dihasilkan dari pengerjaan dingin (cold working) yang menjadikannya sangat tangguh.

•

Mild steel mudah berkarat, dan harus di lindungi dengan pengecatan, galvanis atau pelapis lainnya.

Keuntungan : •

High strength-to-weight ratio

•

High stiffness-to-weight ratio

•

Good strength with high toughness

•

Kekakuan tinggi (high stiffness)

•

Murah (very cheap)

•

Mudah dibentuk (easy to shape)

•

Mudah di las (easy to weld)

•

Mudah di daur ulang (easy to recycle)

Kekurangan : •

Massa tinggi (high density)

•

Conductivitas rendah (poor electrical and thermal conductivity)

Contoh produk mild steel : •

Large structures - bridges, buildings, oil rigs

•

Car body panels, trains

•

Machine tools

•

Pressure vessels

•

Kemasan makanan

•

Paku

3.6 Proses pembuatan excavator arm

Gambar 3.12. Komponen-komponen excavator arm

Komponen – komponen excavator arm  : 1.  Hydraulic cylinder bracket arm  Hydraulic cylinder bracket arm  merupakan bagian dari excavator   yang berfungsi

untuk mengikat sistem hydraulic antara boom dengan arm. Proses pembuatan dari bagian ini menggunakan proses pengelasan GMAW, pengelasan dilakukan pada bagian A dan B. Proses las GMAW ini digunakan karena prosesnya cepat sehingga tepat untuk dilakukan pada produksi masal. Pada saat melakukan pengelasan pastikan tidak ada spatter   yang mengenai bagian lubang dari hydraulic cylinder bracket arm .

Gambar 3.13. Hydraulic cylinder bracket arm

2.  Hydraulic cylinder bracket bucket  Hydraulic cylinder bracket bucket   adalah bagian yang berfungsi untuk mengikat arm  dengan bucket . Dalam proses ini memanfaatkan salah satu proses  fusion welding

yaitu GMAW, untuk menyatukan dua buah plat dari hydraulic cylinder bracket bucket . Bagian A dan B seperti gambar dibawah ini disatukan menggunakan pengelasan GMAW.

Gambar 3.14. Hydraulic cylinder bracket bucket

3. Front hydraulic cylinder pivot

Pada  front hydraulic cylinder pivot   terdapat tiga buah bagian (A, B, C) yang disatukan menggunakan proses pengelasan GMAW. Front hydraulic cylinder pivot berfungsi sebagai penahan dari bucket   yang dihubungkan pada body excavator  arm. Bagian-bagian penyusun dari  front hydraulic cylinder pivot dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.15. Front hydraulic cylinder pivot

4.  Back hydraulic cylinder pivot

Pada back hydraulic cylinder pivot   terdapat tiga buah bagian (A, B, C).  Back hydraulic cylinder pivot   berfungsi sebagai penahan dari bucket   yang dihubungkan pada body excavator   arm.  Back hydraulic cylinder pivot   juga berfungsi sebagai engsel bagi bucket   agar bucket   bisa bergrak sesuai fungsinya. Setiap bagian disambung dengan

metode pengelasan GMAW. Metode pengelasan ini bertujuan agar pengerjaan dapat dilakukan dengan cepat. Pada saat proses pengelasan dilakukan, pastikan tidak ada spatter   yang masuk ke lubang back hydraulic pivot . Karena apabila  spatter   masuk ke

lubang ini, maka pergerakan dari bucket  akan terganggu.

Gambar 3.16. Back hydraulic cylinder pivot

5. Slider bushing

Proses pembuatan slider bushing   yaitu dengan menggabungkan ketiga  part  dengan di las. Pengelasan yang digunakan yaitu las GMAW dan pastikan tidak ada spatter yang masuk ke lubang dalam proses pengelasannya.

Gambar 3.17. Slider bushing

6.  Body excavator arm Fungsi dari body excavator  arm  yaitu sebagai komponen utama pada arm excavator . Sistem hidrolik umtuk menggerakan bucket  dipasang pada body excavator arm

ini. Proses pemasangan body excavator arm   ini disambung menggunakan metode

pengelasan MIG/GMAW. Penggunaan metode pengelasan ini bertujuan agar pemasangan berjalan cepat dan dapat mempersingkat waktu pengerjaan. Setelah semua  part   telah di dapat, maka proses selanjutnya yaitu perakitan. Perakitan dilakukan secara teratur. Dan untuk menyelesaikannya, seluruh  part  disambung pada body excavator arm  juga dengan metode pengelasan GMAW. Dan arm pun sudah siap di rakit pada excavator.

Gambar 3.18. Excavator arm

Gambar 3.19. Excavator arm dan komponen lainnya

3.7 Inspection

Pada pembuatan excavator arm maka perlu adanya pemeriksaan mengenai kerusakan yang terjadi pada setiap sambungan. Langkah yang harus dilakukan adalah dengan pengujian NDT (Non destructive Test). Keuntungan pengujian dengan cara tersebut adalah benda yang akan diuji tidak akan mengalami kerusakan. Ada beberapa jenis pengujian NDT yang dilakukan diantaranya adalah: 1. Liquid penetrant inspection Yaitu pengujian yang dilakukan dengan menggunakan cairan kimia yang terdiri dari cleaner, penetrant, dan developer. Digunakan untuk mendeteksi retakkan atau cacat yang terjadi pada permukaan benda kerja.

Gambar 3.20. Liquid penetrant inspection

2. Ultrasonic inspection Yaitu pengujian yang dilakukan dengan menggunakan gelombang ultrasonic untuk mengetahui cacat yang ada didalam material. Pengujian ini memanfaatkan perbedaan ketinggian gelombang yang dipancarkan, jika terdapat cacat didalam material, maka kita dapat mengetahuinya dari gelombang yang lebih rendah dibandingkan dengan gelombang normal.

Gambar 3.21. Ultrasonic inspection

3. Radiography inspection Yaitu pengujian yang dilakukan dengan menggunakan radiasi sinar X atau sinar γ yang mampu menembus hampir semua logam kecuali timbal dan material padat lainnya sehingga dapat digunakan untuk mengetahui struktur material bagian dalam sehingga jika terjadi cacat dibagian tersebut dapat langsung terlihat. Keuntungan pengujian ini adalah dapat melakukan pengujian pada permukaan yang tidak rata, tetapi pengujian ini sangat berbahaya bagi kesehatan manusia.

Gambar 3.22. Radiography inspection

3.8 Finishing

Proses pelapisan material dengan tujuan agar melindunginya dari reaksi kimiawi yang dapat merusak material itu sendiri. Ada beberapa cara pelapisan yang digunakan diantaranya  painting  dan  plating. Painting  memiliki keunggulan dibandingkan dengan  plating,

keuntungannya yaitu : a. Dapat dioperasikan dengan mudah b. Banyak pilihan warna yang digunakan c. Tidak menyebabkan perubahan yang signifikan dalam berat, ukuran, dan juga bentuk benda d. Mudah diperbaiki dan dicat ulang e. Peralatan dan teknologi yang digunakan sederhana f. Harganya murah Sedangkan kerugian jika menggunakan plating diantaranya : a. Warna yang digunakan terbatas b. Menyebabkan perubahan dalam berat dan ukuran c. Proses perbaikanya agak sulit d. Harganya mahal 1) Pengertian Painting Painting atau pengecatan adalah proses pelapisan pada suatu material dengan tujuan

agar terlindung dari korosi, sebagai pemanis dan juga fungsi susunan warna. Dengan melakukan pengecatan maka objek yang dicat akan terlindung dari reaksi oksidasi yang dapat menyebabkan karat. Pemilihan warna yang tepat juga dapat mempengaruhi psikis dari manusia sehingga mendorong effisiensi dan produktivitas yang tinggi. 2) Jenis cat Jenis cat yang banyak digunakan adalah cat anti karat, cat anti karat adalah cat dasar pada permukaan besi yang dapat mempertinggi sifat penempelan dengan dengan besi serta mencegah timbulnya karat. Menjaga besi dari karat adalah memutus hubungan antara besi dengan udara dan air sehingga reaksi kimia terutama reaksi oksidasi tidak akan terjadi.

3) Campuran cat Untuk mengatur viskositas atau kekentalan pada cat maka cat biasanya dicampur dengan thiner. Jika viskositas dari cat kurang tepat maka akan sangat berpengaruh pada hasil pengecatan. Jika campuran terlalu encer maka lapisan cat terlalu tipis dan akan menurunkan efisiensi lapisan. Dan jika terlalu kental maka akan menimbulkan cacat seperti goresan kuas atau can yang menggumpal sehingga diperoleh hasil yang kurang maksimal. 4) Pengaturan dasar/fondasi Sebelum melakukan pengecatan maka hal terpenting yang harus dilakukan adalah menyiapkan bidang material yang akan dilas. Bidang material harus dibersihkan dari kotoran, air, dan minyak agar tidak merusak penempelan cat dengan material. Ada dua cara dalam membersihkan bidang material yang akan di cat, yaitu : a. Cara fisik Cara ini digunakan untuk membersihkan bagian-bagian yang tidak dapat dilakukan dengan cara kimia. Peralatan yang digunakan yaitu dapat berupa kikir, mesin gerinda, ampelas dan juga wire brush. b. Cara kimia Yaitu proses pembersihan dengan cairan kimia, contohnya dengan garam klorida yang dilarutkan dengan air untuk menghilangkan karat. 5) Alat pengecatan Penggunaan alat pengecatan yang tepat sangat mempengaruhi kualitas dari hasil pengecatan. Ada beberapa macam alat pengecatan, diantaranya : a. Air spray b. Air less spray c. Spray elektrostatis d. Pencelupan e. Pelapisan listrik f. Curtain flow coater g. Roler coat

Alat pengecatan yang dilakukan pada excavator arm adalah dengan menggunakan air spray karena memiliki efisiensi pekerjaan yang baik serta dapat menghasilkan pengecatan yang halus. Prinsip air spray seperti tampak pada gambar.

Gambar 3.23. Prinsip air spray

Jika pada larutan dikenakan aliran udara dengan kecepatan tinggi maka larutan akan menjadi titik-titik air lalu jatuh. Seperti pada gambar sprayer, jika ditiupkan udara dari lubang kecil dibagian ujung akan keluar udara yang kuat maka tekanan di dekat O akan menjadi rendah, air akan naik keatas dan dengan dorongan udara yang kuat maka air akan menyemprot keluar. 6) Penyebab cacat pada pengecatan dan cara pencegahannya a. Cacat pada objek pengecatan b. Cacat yang timbul karena material yang kurang baik kualitasnya seperti besarnya sifat penyerapan, kandungan kelembaban dan juga kotoran. Cara pencegahanya yaitu dengan pengaturan fondasi secara chemical treatment. c. Cacat yang timbul pada cat d. Cacat ini terjadi karena pengendapan pigmen, perubahan viskositas, pengerasan gelation dan timbulnya buih. Cara pencegahannya yaitu sebelum dilakukan pengecatan maka cat harus diperiksa terlebih dahulu kualitasnya. Jika kulitasnya dibawah standard perusahaan maka perlu diperbaiki atau diganti. e. Cacat karena peralatan pengecatan Beberapa macam masalah pada peralatan pengecatan : a. Kebersihan peralatan pengecatan terutama pada spray gun yang menyebabkan cat yang dihasilkan tidak rata. b. Perawatan mesin pengecatan yang tidak cocok

c. Mesin dan cat tidak cocok akan menyebabkan jeleknya pola distribusi  part ikel sehingga terjadi pin hole, kulit jeruk serta buih. d. Untuk pencegahanya adalah dengan melakukan perawatan terhadap mesin pengecatan sesuai dengan petunjuk, seperti melakukan pembersihan setelah melakukan pengecatan dan memeriksa filter cat sebelum dilakukan proses pengecatan. e. Cacat akibat cara pengecatan Beberapa sebab kesalahan dalam melakukan pengecatan a. Teknik dalam melakukan pengecatan b. Perbandingan campuran antara cat dengan pelarut/pengencer c. Kecocokan antara cat dengan pelarut/pengencer Pencegahannya adalah dengan memperbaiki cara dan teknik pengecatan serta harus selalu membaca petunjuk dalam melakukan pencampuran sehingga dihasilkan larutan yang sesuai dan dengan perbandingan yang tepat.

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 Kesimpulan

Hal yang harus diperhatikan dalam proses pemilihan material adalah sebagai berikut : 1. Sifat operasi ( functional requirement ) dari part  Sifat operasi berhubungan langsung dengan karakteristik dari pembebanan yang diterima  part   secara langsung. Apakah  part   itu menerima beban gesek, beban tarik, beban geser, beban kejut, dll. 2. Kondisi operasi part  (resistance to service condition ) Kondisi lingkungan tempat beroperasi mempunyai peran yang sangat penting dalam menentukan suatu material. Contohnya lingkungan

yang memungkinkan

terjadinya korosi, seperti lingkungan bertemperatur rendah, berdampak merugikan bagi kebanyakan material. 3. Kemampuan Proses ( process ability requirement ) Kemampuan proses suatu material bisa dinilai dari kemampuan  part   tersebut untuk dikerjakan dan dibentuk menjadi barang jadi. Contohnya  part tersebut memiliki sifat castability, formability, machinability, weldability, dan hardenability. 4. Cost Harga biasanya menjadi faktor penting dalam evaluasi material karena tidak sedikit aplikasi yang mempunyai batasan budget. Penentuan harga biasanya dibandingkan dengan aplikasi yang akan di gunakan. 5. Ketahanan uji (reliability requirement ) Ketahanan uji bisa diartikan kemungkinan akan ketahanan suatu material terhadap fungsi tanpa adanya kerusakan atau kegagalan proses. Proses manufaktur pada excavator arm   pada dasarnya terdiri dari dua proses utama yaitu metal removal process  dan metal joining process .

4.2 Saran

Banyak sekali faktor – faktor yang dapat mempengaruhi proses pembuatan suatu produk, oleh sebab itu perlu adanya perencanaan yang matang pada aspek-aspek sebagai berikut : 1. Design 2. Material selection 3. Process selection 4. Manufacture 5. Evaluation / inspection Semua hal-hal tersebut diatas harus dipenuhi agar dapat dihasilkan suatu produk yang berkualias dan dengan harga yang dapat bersaing.